DE10029543A1 - Luftschleiergerät - Google Patents

Abstract

Es ist ein Luftschleiergerät offenbart, das Führungsmittel, die mindestens zwei Kammern zur Führung von jeweils im Gerät getrennt voneinander geführten Luftströmen bilden, Fördermittel zum Erzeugen der Luftströme, Ansaugöffnungen am Anfang jeder Kammer zum Ansaugen von Luft für die Luftströme und parallel zueinander verlaufende Austrittsöffnungen am Ende jeder Kammer zum Ausblasen der geförderten, einen gemeinsamen Luftschleier bildenden Luftströme, aufweist, wobei in mindestens einer der Kammern Feuchtigkeitsabscheidungsmittel zum Entfernen von Feuchtigkeit aus dem jeweiligen in der Kammer geführten Luftstrom (22) vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Luftschleiergerät, insbesondere ein solches, welches sich oberhalb einer Türöffnung befindet und durch Ausblasen von Luft Räume gegen Luftaustausch abschirmt.

Luftschleiergeräte sind zum Beispiel bekannt von Geschäften, bei denen man die Raumluft gegen die Umgebungsluft bei geöffneter Türe durch einen, meist vorgewärmten Luftschleier, der gegen den Boden gerichtet ist, abschirmt.

Analog werden Luftschleiergeräte in Kühlhäusern eingesetzt, um beim Ein- bzw. Auslagern vom Tiefkühlgut die kalte, trockene Tiefkühlraumluft gegen von außen eindringende warme, im Tiefkühlhaus kondensierende Luft zu schützen. Trotz Einsatz herkömmlicher Luftschleiergeräte und der Vorsehung von dem Tiefkühlraum vorgelagerten Luftschleusen mit bereits gegen die Umgebung heruntergekühlter Schleusenluft, lässt es sich nicht verhindern, dass diese relativ warme Luft beim Öffnen der Tiefkühlraumtüre teilweise in den Tiefkühlraum einströmt. Die in der Schleuse befindliche Luft kühlt im Tiefkühlraum ab, wobei sich deren relative Luftfeuchtigkeit erhöht und die übersättigte Luft dann Nebel bildet. Dieser schlägt sich im Tiefkühlraum nieder und bildet unerwünschtes Eis auf Oberflächen. Besonders gefährlich ist diese Nebel- und Eisbildung, wenn sie im Schleusenraum auftritt, da dort zum einen die Gabelstaplerfahrer durch den Nebel in der Sicht behindert werden. Außerdem sorgt das sich auf dem kalten Boden durch den auftreffenden Luftschleier bildende Eis für einen glatten Untergrund, wodurch das Unfallrisiko steigt. Aus diesen Zweck ist im Schleusenraum häufig eine Fußbodenheizung anzutreffen, die nachteilig für die Energiebilanz ist, da sie einem zu kühlenden Bereich zusätzliche Wärme zuführt.

Es ist demzufolge Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Luftschleiergerät zu schaffen, welches die zuvor aufgezählten Nachteile vermindert und sparsamer zu betreiben ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Luftschleiergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Luftschleiergerät führt in seinem Inneren zwei voneinander getrennte Luftströme, wobei einer der Luftströme durch geeignete Mittel getrocknet wird, das heißt, es wird nicht nur die relative, sondern vielmehr die absolute Luftfeuchtigkeit reduziert. Dieser getrocknete Luftstrahl tritt gezielt neben einem weiteren Luftstrahl aus, der Luft aus dem Tiefkühlraum ansaugt und luftschleierartig den Tiefkühlraum von dem Schleusenraum trennt. So wird verhindert, dass der kalte Luftschleier feuchte Schleusenluft induziert und somit in den Tiefkühlraum, der oftmals auch als Tiefkältezelle bezeichnet wird, hineinbefördert.

In einem Ausführungsbeispiel bestehen die Mittel zum Trocknen der Luft aus einem Kühler und Erhitzer, den der Luftstrom nacheinander durchläuft. Die Schleusenluft wird dadurch zuerst unterhalb des Sättigungspunktes der Luftfeuchtigkeit gekühlt, so dass die in der Luft befindliche Feuchtigkeit kondensiert und abgeführt werden kann. Diese Luft wird anschließend vom Erhitzer wieder erwärmt, wodurch sie eine geringere absolute Luftfeuchte erhält, als vor dem Eintritt in den Kühler. Dadurch, dass die Trocknung der Luft unmittelbar im Luftschleiergerät vorgenommen wird und die getrocknete Luft unmittelbar neben dem kalten Luftschleier austritt, kann von dem kalten Luftschleier lediglich trockene Luft induziert und in die Kühlkammer hineingefördert werden, was einer Lösung vorzuziehen ist, bei der der gesamte Schleusenraum gleichmäßig getrocknete Luft enthält.

Der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Luftschleiergeräts lässt sich weiter verbessern, wenn Kühler und Erhitzer miteinander in einem Kreisprozess wirken, beispielsweise über eine Wärmepumpe. Damit kann dieser Teil der der Luft im Kühler entnommenen Wärme dem Erhitzer energiesparend zugeführt werden.

Besondern vielseitig ist das Luftschleiergerät in einer weiteren Ausführungsform benutzbar, da wahlweise der im Gerät vorgesehene Erhitzer oder ein außerhalb des Schleusenraums vorgesehener Erhitzer mit dem Kühler verbunden ist. Im Falle des externen Erhitzers lässt sich die Vorrichtung nämlich zum Kühlen der Schleusenraumluft einsetzen.

Wenn die im Gerät erzeugten Luftströme unabhängig voneinander, zum Beispiel durch getrennt steuerbare Lüfter, bewegt werden, lässt sich die Einrichtung an verschiedene räumliche und klimatische Gegebenheiten besondern gut anpassen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert, und zwar zeigen

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Luftschleiergerät, eingebaut in einem Schleusenraum, der mit einer Kühlzelle über ein Tor verbunden ist und

Fig. 2 die Anordnung der Bleche des Kühlers/Erhitzers in einer perspektivischen Skizze.

Fig. 1 zeigt einen mit isolierten Wänden versehenen Tiefkühlraum 30, der über ein Tor 32 mit einem Schleusenraum 31 verbunden ist. Das Tor 32 kann über eine Schiebe- oder Hebetür 33 geschlossen werden. Auf der anderen Seite der Schleuse ist ein Andockbereich 2 für LKWs 1 zu erkennen, wobei ein Sektionaltor 18 nach dem Andocken des LKWs 1 angehoben werden kann. Das Luftschleiergerät 10 und der von ihm ausgeblasene Luftschleier 20 erstrecken sich zumindest über die gesamte Breite des Tors 32. Es sind zwei Kammern 16, 17 zu erkennen, die begrenzt werden von Führungsmitteln 3a und 3b, bzw. 3b und 3c.

Im Folgenden wird zunächst davon ausgegangen, dass das in der Zeichnung dargestellte Luftschleiergerät 10 mit lediglich einer Kammer 16 betrieben wird, und damit funktionsmäßig einem herkömmlichen Luftschleiergerät entspricht. Durch die auf der Unterseite des Geräts in Tornähe 32 vorgesehene Ansaugöffnung 6 wird kalte, typischerweise von +5°C bis -40°C warme Luft angesaugt, die über das Radialgebläse 4 in der Kammer 16 gefördert und unter Druck gesetzt wird und als Luftschleier 21 aus der im unteren Bereich des Gehäuses 10 angeordneten Austrittsöffnung 8 austritt. Die sehr kalte Luft 21 induziert auf ihrem Weg nach unten die mit typischerweise -10°C bis aktuelle Außentemperatur relativ warme Luft in der Schleusenkammer 31 und reißt diese demzufolge unter anderem in Richtung Tiefkühlraum 30 mit. Diese vom Luftschleier 21 induzierte warme Luft aus der Schleusenkammer wird dabei bis unter den Taupunkt gekühlt und 1) bildet Nebel, der die Sicht nimmt, 2) führt zur Vereisung des Bodens, da dieses Kondensat auf dem kalten Boden sofort gefriert und 3) erwärmt schließlich die Luft in der Tiefkühlkammer, wodurch zusätzliche Energie für die Kühlung aufgewendet werden muss.

Wenn erfindungsgemäß, wie in Fig. 1 dargestellt, jedoch eine weitere Kammer 17 im Luftschleiergerät vorgesehen ist, zur Erzeugung eines weiteren, an dem kalten Luftstrahl 21 anliegenden Luftstrahls 22, der eine geringere Luftfeuchtigkeit als die Luft des Schleusenraums 31 aufweist und daher den kalten Strahl 21 gegen diese Luft abschirmt, so induziert der kalte Luftstrahl 21 lediglich Luft aus dem Strahl 22 mit geringerem Feuchtigkeitsgehalt. Dabei ist entscheidend, dass nicht etwa lediglich adiabatisch die relative Luftfeuchtigkeit der Schleusenraumluft abgesenkt wird, wie dies bei bloßem Erhitzen derselben der Fall wäre, sondern dass die absolute Luftfeuchtigkeit gesenkt wird. Dazu durchläuft die Schleusenluft mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von bis zum 100% zuerst einen Kühler 11, bei dem die Luft unterhalb des zu Kondensation führenden Taupunktes abgekühlt wird. Die auf den Taupunkt abgekühlte Luft weist danach eine Luftfeuchtigkeit von annähernd 100% auf. Durch anschließende adiabatische Erwärmung im Erhitzer 12 auf ein höheres Temperaturniveau, welches auch die ungefähre Schleusenraumtemperatur ist, lässt sich die Luftfeuchtigkeit auf einen Wert oberhalb des Taupunktes absenken. Wird diese Luft anschließend in den Tiefkühlraum 30 hineininduziert, so beinhaltet sie weniger Feuchtigkeit und neigt nicht mehr zu Nebel- und Eisbildung.

Die Lage der Ansaugöffnung 6 für die kalte Luft ist in der Unterseite des Gehäuses des Geräts und die Ansaugöffnung 7 für die Schleusenraumluft ist in dessen Oberseite vorgesehen.

Das Absaugen der kalten Luft kann auch unmittelbar im Tiefkühlraum an einer beliebigen Stelle erfolgen. Auch sind für das Ansaugen der Schleusenluft andere Orte in dem Raum wählbar. Die in Fig. 1 dargestellte Bauform des Geräts hat den Vorteil kompakt zu sein. Erfindungsgemäß kommt es darauf an, dass der kalte Schleier 21 durch den an ihm anliegenden getrockneten Schleier 22 einen gemeinsamen Luftschleier 20 bildet, wobei der kalte Schleier 21 durch den getrockneten Schleier 22 gegen die ungetrocknete Luft aus dem Schleusenraum 31 angelegt ist und letztere nicht induziert werden kann.

Die zuvor erwähnte Fußbodenvereisung wird reduziert, wodurch sich auch die Notwendigkeit einer Fußbodenbeheizung zur Verhinderung von gefährlichem Eis reduziert, welche die Wärmebilanz des Schleusenraum weiter verschlechtert hätte.

Dadurch, dass im Schleusenraum durch die Luftzirkulation Luft vorherrscht, die beispielsweise statt gesättigt zu sein nur Luftfeuchtigkeit oberhalb des Taupunktes aufweist, sinkt auch die Vereisungsgefahr am Kühler 11, der dadurch in seiner Funktion beeinträchtigt werden würde.

Eine besondere erfindungsgemäße Ausgestaltung ist das Vorsehen eines weiteren Erhitzers 14, der alternativ bzw. ergänzend zum im Luftschleiergerät eingebauten Erhitzer 12 zu sehen ist. Wenn der Kühler 11 lediglich mit dem Erhitzer 14 über einen schaltbaren Mischer 15 in Verbindung steht, so wird der durch die Kammer 17 strömende Luftstrom lediglich gekühlt, so dass das Luftschleiergerät gleichzeitig auch im Dauerbetrieb im Kühlmodus laufen kann, um den Schleusenraum abzukühlen. Erst wenn durch die beim Andocken eines weiteren Fahrzeuges üblichen Leckagen weitere warme, feuchte Luft in die Schleusenkammer gelangt ist, wird wieder der Entfeuchter, bestehend aus Kühler 11 und Erhitzer 12, über den Mischer 15 aktiv geschaltet. Stufenlose Übergänge zwischen den zuvor beschriebenen extremen Mischerzuständen, bei denen dieser als Weiche wirkt, ermöglichen eine an die Umgebung angepasste Kühlung bei gleichzeitiger Trocknung des Luftstroms 22.

Die Abfuhr der im Bereich des Kühlers 11 kondensierten Luftfeuchtigkeit ist hier nicht dargestellt, und es wird dazu auf bekannte Methoden aus der Klimatechnik verwiesen, ebenso wie zur Technik der Luftentfeuchtung, die hinreichend, zum Beispiel aus dem Bereich der Schwimmbadtechnik, bekannt ist.

In herkömmlichen Schleusenräumen sind hier nicht dargestellte Seitenabschirmer an den seitlichen Torzargen 32 vorgesehen, die in den Schleusenraum 31 hineinragen, um ein seitliches Einfallen von Schleusenluft in den Tiefkühlraum 30 zu verhindern.

Dadurch, dass bei dem zuvor beschriebenen Luftschleiergerät der Schleusenraum im Wesentlichen vorgetrocknete Luft enthält, können diese entfallen, wodurch der Schleusenraum besser nutzbar ist und weniger Schleusenraum benötigt wird, woraus Kostenvorteile resultieren. Außerdem entfallen Beschädigungen an den Seitenabschirmern beim Rangieren.

Fig. 2 erläutert den Aufbau der nach dem Wärmetauscherprinzip aufgebauten Kühler 11 bzw. Erhitzer 12, die im Wesentlichen aus parallel zueinander angeordneten, sich in Strömungsrichtung der Luft erstreckenden und senkrecht stehenden Blechen 34 bestehen, die untereinander durch Rohrleitungen 19 zum Transport des Kältemediums verbunden sind, wobei in der Zeichnung lediglich eine Rohrleitung 19 dargestellt ist.

Der Kühler 11 und der Erhitzer 12 sind hier der besseren Verständlichkeit halber nach ihren Funktionen, das heißt nach ihrer Wirkung auf die sie durchströmende Luft benannt. Demzufolge entspricht der Kühler 11 dem aus der Klimatechnik bekannten Verdampfer und der Erhitzer 12 einem Kondensator, bzw. Verflüssiger.

Die Führungsmittel 3a, 3b, 3c können beispielsweise als Bleche, Profile und Rohre ausgebildet sein.

Unter Fördermittel werden alle geeigneten Vorrichtungen zum Befördern eines Luftstroms, wie zum Beispiel Radialgebläse und Ventilatoren verstanden.

Eine weitere Möglichkeit zur Realisierung eines Mittels zum Lufttrocknen ist beispielsweise ein Silikagel-Trocknungssystem oder ähnliches.

Claims (13)

1. Luftschleiergerät (10) mit:

• - Führungsmitteln (3a, 3b, 3c), die mindestens zwei Kammern (16, 17) zur Führung von jeweils im Gerät getrennt voneinander geführten Luftströmen (21, 22) bilden;
• - Fördermittel (4, 5) zum Erzeugen der Luftströme,
• - Ansaugöffnungen (7, 6) am Anfang jeder Kammer zum Ansaugen von Luft für die Luftströme und
• - parallel zueinander verlaufende Austrittsöffnungen (8, 9) am Ende jeder Kammer zum Ausblasen der geförderten, einen gemeinsamen Luftschleier (20) bildenden, Luftströme (21, 22),

wobei in mindestens einer der Kammern (17) Feuchtigkeitsabscheidungsmittel (11, 12) zur Entfernung von Feuchtigkeit aus dem jeweiligen in der Kammer geführten Luftstrom (22) vorgesehen sind.

2. Luftschleiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühler (11) und ein Erhitzer (12) als Feuchtigkeitsabscheidungsmittel vorgesehen sind, die derart im Gerät angeordnet sind, dass der mindestens eine Luftstrom (22) zuerst den Kühler und dann den Erhitzer durchläuft.

3. Luftschleiergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler und/oder der Erhitzer parallel und in Strömungsrichtung verlaufende, untereinander verbundene und senkrecht stehende Bleche (34) aufweist.

4. Luftschleiergerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Kühler und Erhitzer miteinander verbunden sind.

5. Luftschleiergerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Kühler und Erhitzer in einem Kreisprozess verknüpft sind, derart, dass die vom Kühler dem Luftstrom entnommene Wärme dem Erhitzer zugeführt wird.

6. Luftschleiergerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wärmepumpe mit Kühler und Erhitzer verbunden ist.

7. Luftschleiergerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein externer Erhitzer (14) vorgesehen ist, wobei der Kühler (11) über einen Mischer (15) mit dem Erhitzer (12) und dem externen Erhitzter (14) verbunden ist.

8. Luftschleiergerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer (15) als Weiche ausgebildet ist.

9. Luftschleiergerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Radiallüfter als Fördermittel (4, 5) vorgesehen ist.

10. Luftschleiergerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Luftstrom ein separates Fördermittel (4, 5) vorgesehen ist.

11. Luftschleiergerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung zur getrennten Regelung der separaten Fördermittel (4, 5) in ihrer jeweiligen Fördermenge vorgesehen ist.

12. Luftschleiergerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Austrittsöffnung (8) näher bei einer Kühlzelle (30) angeordnet ist als die andere Austrittsöffnung (9), wobei die eine Austrittsöffnung (8) für das Ausblasen von im wesentlichen aus einer Kühlzelle (30) angesaugter Luft (21) vorgesehen ist und die andere Austrittsöffnung (9) für das Ausblasen von im Gerät entfeuchteter Luft (22) vorgesehen ist, die aus einem Schleusenraum (31), der über eine Raumöffnung (32) mit der Kühlzelle verbunden ist, angesaugt ist.

13. Luftschleiergerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses oberhalb einer Raumöffnung (32), die einen Schleusenraum (31) mit einer Kühlzelle (30) verbindet angeordnet ist, wobei die eine Ansaugöffnung (6) der Kühlzelle zugewandt ist und über die erste Kammer (16) mit der einen Austrittsöffnung (8) verbunden ist und die andere Ansaugöffnung (7) dem Schleusenraum zugewandt ist und über die zweite Kammer (17) mit der anderen Austrittsöffnung (9), die weiter von der Raumöffnung entfernt ist als die eine Austrittsöffnung (8), verbunden ist.