DE10039014C2 - Milchkühltank mit einem Kühlboden - Google Patents

Milchkühltank mit einem Kühlboden

Info

Publication number
DE10039014C2
DE10039014C2 DE2000139014 DE10039014A DE10039014C2 DE 10039014 C2 DE10039014 C2 DE 10039014C2 DE 2000139014 DE2000139014 DE 2000139014 DE 10039014 A DE10039014 A DE 10039014A DE 10039014 C2 DE10039014 C2 DE 10039014C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
milk
cooling
evaporator
tank
outlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE2000139014
Other languages
English (en)
Other versions
DE10039014A1 (de
Inventor
Hubert Kornab
Adam Jakubowski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ETSCHEID ANLAGEN GMBH, 53577 NEUSTADT, DE
Original Assignee
GM ETSCHEID ANLAGEN GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM ETSCHEID ANLAGEN GmbH filed Critical GM ETSCHEID ANLAGEN GmbH
Priority to DE2000139014 priority Critical patent/DE10039014C2/de
Publication of DE10039014A1 publication Critical patent/DE10039014A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10039014C2 publication Critical patent/DE10039014C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01JMANUFACTURE OF DAIRY PRODUCTS
    • A01J9/00Milk receptacles
    • A01J9/04Milk receptacles with cooling arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D31/00Other cooling or freezing apparatus
    • F25D31/002Liquid coolers, e.g. beverage cooler
    • F25D31/003Liquid coolers, e.g. beverage cooler with immersed cooling element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/06Several compression cycles arranged in parallel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/02Compressor control
    • F25B2600/025Compressor control by controlling speed
    • F25B2600/0251Compressor control by controlling speed with on-off operation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/23Time delays
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2117Temperatures of an evaporator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Milchkühltank mit einem in Tankwandungen angelegten Milchkühlboden und äußerer Wärmeisolierung und einen Milchauslauf, insbesondere für automatische Melksysteme für Kühe (Melkrobotersysteme),
unter Direktverdampfung eines in einem oder mehreren Verdampfer-Kühlböden der Tankwandungen unter Anschluss an eine Kältemaschine zirkulierenden Kältemittels, wobei das in der Kältemaschine entspannte Kältemittel unter Kühlung der über den Verdampfer-Kühlböden anstehenden Milch in diesen verdampft,
mit einem Thermostat mit Temperaturfühler zumindest zur Ein- und Endabschaltung der Kältemaschine, welches an einem Verdampfer-Kühlboden an einem möglichst tiefen Punkt im Milchkühltank angeordnet ist und die dortige Oberflächentemperatur mißt und/oder die sich einstellende Milchtemperatur.
Eine Milchkühlanlage der vorstehend beschriebenen Art für herkömmliche Melksysteme, bei welchen in der Regel nur zweimal 2 bis 2,5 Stunden am Tag gemolken wird und somit insbesondere bei größeren Milchviehbetrieben zweimal am Tag große Milchmengen jeweils während 2 bis 2,5 Stunden am Tag anfallen, ist gemäß der DE 27 57 726 A1 bekannt.
Es erfolgt dort zum Kühlen der Milch eine Vorkühlung unmittelbar ohne Puffertank an dem mit Verdampferkühlflächen ausgebildeten Innenmantel des Tankes.
Die Milch wird filmartig zunächst nur am oberen Teil des Innenmantels aufgebracht und fließt unter vollständiger oder teilweiser Ausnutzung der Verdampferkühlflächen des Innenmantels in das Innere des Tanks.
Gemäß der DE 42 28 752 C2 ist eine Milchkühlanlage bestehend aus mindestens einer Kältemaschine und einem Milchkühltank bekannt über dessen Verdampferkühlboden eine Kühlung der Milch unter Direktverdampfung des Kühlmittels stattfindet. Das Kühlmittel wird vom Verdampferkühlboden über einen Motorkompressor angesaugt und verdichtet und gelangt in einen Kondensator und ein Expansionsventil und zurück in den Verdampferkühlboden des Milchkühltanks unter Ausbildung eines Kältemittelkreislaufes. Vorkühlung und Endkühlung der Milch erfolgen in getrennten Tanks. Der Strom des Kühlmittels durch den Vorkühler ist derart einstellbar oder das Expansionsventil derart verstellbar, dass die Kühlleistung für den Lagertank des Vorkühlers in demjenigen Augenblick gemindert wird, in welchem neu in den Lagertank einzubringende Milch vorgekühlt wird. Die Verdampfungstemperatur sinkt insofern nicht auf derart tiefe Temperaturen ab, bei welchen sich eine Schädigung der zufließenden Milch ergibt.
Aus der DE 691 06 272 T2 ist ebenfalls ein Milchkühltank mit der Milchkühlung dienenden Verdampfer-Kühlboden für eine gattungsgemäße Milchkühlanlage mit einer zur Direktverdampfung der Verdampferflüssigkeit dienenden Kältemaschine bekannt. In dem Milchkühltank werden größere Milchungen gelagert. Während der Kühlzeit einer in den Behälter zugeführten Milchmenge wird eine Rühreinrichtung betrieben bis die Frischhaltetemperatur der Milch erreicht ist und zwar zunächst mit einer geringeren Drehgeschwindigkeit und anschließend nach Erreichen einer tieferen, mittleren Milchtemperatur mit einer höheren Drehgeschwindigkeit. Insofern sollen Lipolyse-Erscheinungen in der Milch sich mildern.
In Milchkühltanks konventioneller Milchkühlanlagen erfolgt die Kühlung sowohl über Kühlflächen im Bodenteil als auch in den Seitenwandungen, wobei vor Beginn der Kühlung soviel Flüssigkeit in den Milchkühltank geführt werden muss, bis zumindest die Kühlflächen des Verdampfers im Bodenteil bedeckt sind, da anderenfalls wegen Mangel an Wärmebelastung die Verdampfungstemperatur unter 0°C sinkt und mit Ausfrierungserscheinungen in der Milch gerechnet werden muss.
Bei gefrorener Milch werden die Fettpartikel beschädigt, der Anteil freier Fettsäuren in der Milch nimmt zu, wobei eine wässrige Milch entsteht.
Da im Gegensatz zur herkömmlichen Melktechnik mit einem Melkroboter (automatische Melksysteme für Kühe, AMS) nur geringe Milchmengen pro Stunde gemolken werden, bei einer Einboxenanlage z. B. nur 100-120 Liter Milch pro Stunde, könnte eine 10%-ige Tankfüllung bzw. der Kühlbeginn bei einem herkömmlichen Kühltank erst nach 5-8 Stunden erreicht sein.
Die Kühlung würde also viel zu spät einsetzen, da gemäß der ISO 5708 gewonnene Milch so schnell wie möglich, maximal aber binnen 3 Stunden bis auf 4°C abgekühlt werden muss.
Da bei automatischen Melkverfahren die Milch als verhältnismäßig dünnes Rinnsal quasi rund um die Uhr anfällt, ergibt sich aber die Notwendigkeit, schon bei geringen Milchmengen mit der Kühlung zu beginnen, und zwar möglichst vor dem Zeitpunkt, zu dem ein im Kühltank angeordnetes Rührwerk die Milch durchmischen kann.
Anlagen mit direkter Kühlung müssen dem automatischen Melkverfahren (AMV) angepasst werden (Milchpraxis, 38. Jahrgang, (1) 2000, "Milchkühlung: Direkt oder Indirekt?). Es gilt die Kühlung dem im Vergleich zu herkömmlichen Melkverfahren langsameren Einströmen der Milch anzupassen und dies vor allem, um zu Beginn der Befüllung des Tanks das Anfrieren an der Kühlfläche zu vermeiden.
Um die Zeitspanne bis zum Erreichen ordnungsgemäßer Rührwerksfunktionen und zum Einschalten der Kühlung zu verkürzen, sollen gemäß dieser Literaturstelle zur Anpassung der direkten Kühlung an das automatische Melkverfahren kleinere Vorbehälter (Puffertank) vor dem Hauptlagerbehälter erforderlich sein.
Zusätzlich kann die Milch in einem Durchfluss durch Frischwasser zunächst vorgekühlt werden.
Ausgehend von einem Milchkühltank für eine Milchkühlanlage bestehend aus mindestens einer Kältemaschine und einem Milchkühltank mit direkter Kühlung zum Kühlen von Milch gemäß der DE 27 57 726 A1 und der DE 42 28 752 C2, wobei die Vorkühlung unmittelbar ohne Puffertank an den Verdampferkühlflächen des Tankes oder in einem getrennten Vorkühler erfolgt, liegt somit der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Milchkühltank zu schaffen, welcher für automatische Melksysteme geeignet ausgebildet ist.
Es soll durch die Art des Milchkühltanks eine Kühlung möglich sein, welche insbesondere dem langsameren Einströmen der Milch angepasst ist.
Es sollen insofern insbesondere Milchkühltanks, bzw. eine Milchkühlanlage mit diesen für Milchviehbetriebe, bei welchen das Melken über automatische Melksysteme (Melkroboter) erfolgt, geschaffen werden, wobei die gemolkene Milch nicht über einzelne, über den Tag verteilte kürzere Zeiträume von z. B. 2-2,5 Stunden gesammelt und gekühlt wird und nicht in größeren Mengen anfällt, sondern in kleineren kontinuierlich oder auch diskontinuierlich anfallenden, langsam in den Tank aus dem Melksystem einströmenden Milchmengen und dies über eine beträchtlichen längeren Zeitraum, der sich fast über den gesamten Tag erstreckt (z. B. 20-22 Stunden).
Um die Automatisierung des Melksystems nicht nachteilig zu beeinflussen, soll die Milchkühlung möglichst ständig bereit sein. Es sollen bereits sehr kleine Milchmengen im Tank kühlbar sein, wobei nicht vor Kühlbeginn die Ansammlung einer größeren Mindestmilchmenge erforderlich sein muss, wie dies bei herkömmlichen Milchkühltanks der Fall ist, wo zunächst eine Mindestfüllmenge (von z. B. 10%) erreicht werden muss.
Insofern soll eine Anpassung des Kühlsystems an sich ergebende große Schwankungen der stündlichen Milcherträge gegeben sein.
Die Milchkühlanlage soll ferner möglichst kurzzeitig in trockenem Zustand (ohne Milch) betreibbar, also auch bereits vor der Milchzufuhr einschalt- und regelbar sein.
Dies soll ohne Einsatz und ohne die Gefahr der übermässigen Kondenswasserbildung oder des Anfrierens der Milch im Kühltank möglich sein, wobei eine Durchmischung der Milch mit einer Rühreinrichtung gemäß der DE 691 06 272 T2 bei den gegebenen kleineren Milchmengen nicht möglich ist.
Die Verstellung der Kühlleistung soll im Gegensatz zur Milchkühlanlage gemäß der DE 42 28 752 C2 auch ohne eine Strom- bzw. Drehzahlregelung verwendeter Motorkompressoren und ohne Verstellung des Expansionsventils möglich sein.
Trotz insofern möglicher großer Schwankungen der zusätzlich anfallenden stündlichen Milchmenge soll die Kühlung und Aufbewahung der Milch im Milchkühltank und somit deren Qualität, nicht beeinträchtigt werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Ausbildung eines Milchkühltanks der eingangs genannten Art gemäß Patentanspruch 1 zur Verwendung in einer mit einer Kältemaschine kombinierten Milchkühlanlage vorgesehen.
In dem vorgesehenen Milchkühltank sind im Milchtankkühlboden spezielle Verdampferkühlflächen angelegt, wobei dazu der Verdampfer-Kühlboden aus einzelnen geeigneten Verdampferbodensegmenten zusammengesetzt ist.
Die Größe und Anordnung der Verdampferbodensegmente erfolgt unter Anlage eines vertieften Auslaufbereichs des Milchtankkühlbodens und somit eines mit Milch zu bedeckenden Bereichs des Milchtankkühlbodens in dem anstehende, sehr kleine Milchmengen effektiv gekühlt werden können, ohne dass sich Kondensat bildet oder die Milch anfriert. In diesem Bereich erfolgt vorzugsweise eine Anordnung von mehreren Verdampferbodensegmenten nebeneinander mit zur Milchauslauf des Milchkühltankes hin geneigten Innenseiten, deren Neigung (α) zum Milchauslauf und deren Form derart gewählt ist, dass bereits sehr kleine Milchmengen sich in den zu bildenden vertieften Auslaufbereich für Milch vor und seitlich des Milchauslaufes sammeln.
Die Ausbildung eines vertieften Auslaufbereiches vor und seitlich des Milchauslaufes im Milchtankkühlboden ergibt sich bereits bei geeigneter geneigten Lagerung herkömmlicher Milchkühltanks, da diese im Querschnitt rund oder oval sind und somit bei einer zusätzlichen vorgesehenen Neigung des Milchkühltankes bzw. der Innenseite des Milchtankkühlbodens zum Milchauslauf sich vor dem Milchauslauf der notwendige vertiefte Auslaufbereich zur Ansammlung kühlbarer kleiner Mindestmilchmengen ergibt.
Durch geeignete Steuerung und Konzeption der zu verwendenden Kühlaggregate ergibt sich über den Verdampferbodensegmenten eine optimale Kühlung der Milch, insbesondere auch von kleineren pro Zeiteinheit anfallender und langsam einfließender Milchmengen, die von dem Melkroboter gemolken werden. Dabei ist auch die Kühlung größerer Milchmengen über diesen aus Verdampferbodensegmenten gebildeten Bereich des Milchtankkühlbodens möglich.
Die zu fordernde Mindestmenge der zu kühlenden Milch entspricht der Milchmenge einer einzigen Kuh, welche noch nicht gemolken wurde. Der Melkroboter erkennt dabei Kühe, welche schon gemolken wurden und sondert solche mit zunächst nicht verwendbaren Restmengen aus.
Die zu wählende Größe des Verdampfer-Kühlbodens und insbesondere der Verdampferbodensegmente im Bereich des vertieften Auslaufbereiches kann zusätzlich auf den Umfang der gegebenenfalls anfallenden kleinen Milchmengen abgestimmt werden.
Aufgrund der verwendeten speziellen Form der Verdampferbodensegmente und insbesondere des sich insofern ergebenden vertieften Auslaufbereiches zum Milchauslauf ist sichergestellt, dass schon kleine Milchmengen zunächst einzuschaltende Kühlflächen im Verdampferboden weitgehend bedecken.
Der Milchkühltank ist insofern so konstruiert, dass auch bereits sehr kleine Milchmengen sich in einem bestimmten Bodenbereich konzentrieren, um dort ohne Gefahr des Anfrierens und der Bildung von Kondensat über eine geeignete Steuerung und bei geeigneter Konzeption des Kühlaggregates effektiv gekühlt werden zu können.
Der Verdampfer-Kühlboden ist ferner im vertieften Auslaufbereich vorzugsweise zweigeteilt, um zwei Kältekreise daran anschließen zu können.
Die insofern vorliegenden beiden unteren Verdampferbodensegmente sind einzeln zuschaltbar oder abschaltbar und weisen voneinander getrennte Kältemittelwege einzelner Kühlkreisläufe auf.
Diese werden entweder über einen gemeinsamen oder über mehrere getrennt zu- und abschaltbare Motorkompressoren versorgt.
Durch die zusätzlichen Kältemittelwege ergibt sich eine Zwangsführung, Steuerung und Verteilung des Kältemittels. Somit kann Strömung und Verteilung des Kältemittels für den Anwendungszweck gewährleistet werden.
Der Milchtankkühlboden kann aus mehreren einzeln geteilten sowie untereinander zu- und abschaltbaren, vorzugsweise plattenförmigen Verdampferbodensegmenten des Verdampfer-Kühlbodens zusammengesetzt sein.
Grundsätzlich kann auch ein Verdampferboden ohne Teilung in zwei Kältemittelkreise Verwendung finden.
Die Kältemaschine ist von ihrer Leistung so dimensioniert, dass sie auf die Größe des Verdampfer-Kühlbodens und zu kühlenden Milchmenge optimal abgestimmt ist.
Falls ein Verdampfer-Kühlboden mit zwei Kältekreisen gewählt wird, hat die Kältemaschine zwei Kompressoren, welche abhängig von der Füllmenge des Tankes und/oder der Milchtemperatur in dem Tank eingeschaltet werden.
Bei nur sehr kleinen vom Melkroboter zufließenden Milchmengen schaltet sich nur einer der beiden Kompressoren zu.
Da außer der Messung der Milchtemperatur über ein Thermostat mit Temperaturfühler, welches in einen möglichst tiefen Punkt im Milchkühltank angeordnet ist, auch eine Messung der Verdampfungstemperatur und/oder des Partialdruckes des Kältemittels in den Verdampferbodensegmenten (Verdampfungskälte) erfolgt, um die Leistung der Motorkompressoren in Abhängigkeit von diesen Messgrößen zu steuern, kann eine Verhinderung von Eisbildung auf den Kühlflächen des Verdampfers auch bei an sich zu geringen anstehenden Milchmengen erfolgen, wobei die Kühlung nur kurzfristig eingeschaltet wird, das System also sozusagen "denkt". Es erfolgt insofern eine geeignete Regelung der Temperatur des oder der Verdampferbodensegmente.
Die Steuerung der Leistung der Motorkompressoren erfolgt vorzugsweise zunächst nicht unmittelbar über einen Drehzahlregler des elektrischen Antriebes der Motorkompressoren. Ferner auch nicht durch eine Minderung der Einstellung des verwendeten thermostatischen Expansionsventils, sondern lediglich durch bloße Drosselung der Kälteleistung der Motorkompressoren über einen Bypass.
Insofern ist vorgesehen, dass zur Regelung der Kühlleistung bei zu tiefen Verdampfungstemperaturen entweder ohne Ausschaltung des oder der Motorkompressoren über eine Heißgasbypassleitung mit Magnetventil das Kältemittel für eine Heißgaseinspritzung in einer zum zu drosselnden Motorkompressor parallel geführten Leitung pumpbar ist, bis die gewünschte höhere Verdampfungstemperatur wieder erreicht ist, oder dass unter erfolgender Abschaltung des oder der Motorkompressoren bei zu tiefen Verdampfungstemperaturen zumindest ein zu diesen Kompressoren in einer dazu parallel geführten Leitung angelegtes Niederdruckpressostat unter Änderung des Druckes schaltbar ist, so dass sich ebenfalls wieder höhere Verdampfungstemperaturen ergeben.
Ferner ist eine Drehzahlregelung des luftgekühlten Kondensators vorgesehen, um somit den Verflüssigungsdruck des Kältemittels konstant zu halten.
Gemäß den Ansprüchen 2-10 sind vorteilhafte Ausbildungen des Verdampfer- Kühlbodens sowie der verwendeten Verdampferbodensegmente dazu vorgesehen.
Gemäß Anspruch 2 ist bei einer größeren und somit höher anstehenden Milchmenge im Auslaufbereich des Milchkühltanks mindestens ein Rührwerkmotor angelegt, wobei falls der Motorkompressor auf Niederdruck geschaltet wird, die Kältemaschine auch den Rührwerkmotor ausschaltet, um einem Lufteinschlag und dadurch eine Beschädigung der Milch vorzubeugen. Die Bildung des Verdampfer-Kühlbodens und des zur Milchkühlung vorgesehenen Abschnittes vor und für den Auslaufbereich der Milch erfolgt gemäß Anspruch 3 durch Verdampferbodensegmente, welche jeweils die Form eines länglichen gleichschenkligen Dreiecks aufweisen, welches an der Spitze entsprechend der Tankstirnwandung abgeschnitten ist und zum Tankinneren in einer Größe entsprechend der Neigung (α) des Verdampfer-Kühlbodens zum Milchauslauf und dessen Querschnittswölbung ausläuft. Es ist somit eine Zwangsführung, Strömung und Verteilung des Kältemittels möglich, welche auf den jeweiligen Anwendungszweck optimierbar ist.
Die Anordnung und Abmessung der Verdampferbodensegmente ist derart, dass in einem unteren Teil des Verdampfer-Kühlbodens gemäß Flächen A1 und A2 zweier Verdampferbodensegmente ein erster Kältemittelkreislauf gebildet wird und über einen oberhalb und seitlich bzw. außen davon gelegenen Teil des Verdampfer-Kühlbodens gemäß Flächen B1 und B2 zweier benachbarter Verdampferbodensegmente ein zweiter Kältemittelkreislauf.
Gemäß Anspruch 4 und 5 weist somit der Abschnitt des Verdampfer-Kühlbodens im Auslaufbereich der Milch zwei innere untere Verdampferbodensegmente auf, welche an einem oder zwei Kältemittelkreise angeschlossen sind. Seitlich oberhalb des oder der Verdampferbodensegmente dieses vertieften Auslaufbereichs der Milch sind ein oder zwei zusätzliche, die unteren Verdampferbodensegmente teilweise umgebende obere Verdampferbodensegmente angelegt.
Vorteilhafte symmetrische Gestaltungen der unteren und oberen Verdampferbodensegmente zur Tankkühlboden-Mittelachse, welche gleichzeitig die untere Tankscheitellinie darstellt, ergeben sich aus den Ansprüchen 6, 7 und 8. Die Anordnung der Verdampferbodensegmente bzw. der zur Aufnahme von Milch von diesen gebildete Bereich verbreitert sich zum Milchauslauf, wobei die Verdampferbodensegmente derart unter Bildung der unteren Tankscheitellinie abgeschrägt und zueinander angestellt sind, dass der zwischen diesen die Milch sammelnde Bereich zum Milchauslauf sich verbreitert und vertieft.
Gemäß Anspruch 9 und 10 erfolgt der Aufbau des Milchkühltankbodens aus einem plattenförmigen Verdampfer-Kühlboden, wobei voneinander getrennte einzelne Verdampferbodensegmente zur Bildung des Milchtankbodens aneinander gesetzt sind, welche im Querschnitt jeweils aus zwei mit ihren Innenseiten in Abstand gehaltenen Verdampferplattenwandungen bestehen, welche derart miteinander verschweißt sind, dass zwischen diesen die Kältemittelwege mit jeweiligen Einspritzleitungsanschlüssen und Saugleitungsanschlüssen verlaufen.
Die Verdampferbodensegmente des Milchkühltankbodens sind entsprechend der vorgesehenen Form des Milchkühltankes und seines Milchtankkühlbodens (liegender oder stehender Milchkühltank) unter Neigung ihrer Tankinnenseite zum Milchauslauf mit plattenförmigen Innenböden und/oder mit zueinander geneigten oder gewölbten Innenböden ausgebildet und seitlich aneinandergesetzt.
Generell kann gemäß Anspruch 11 auch die Milchzuführung zunächst in einem Puffertank, insbesondere mit Vorkühlsystem erfolgen, bevor dann die Kühlung in dem erfindungsgemäß ausgebildeten Milchkühltank erfolgt.
Anspruch 12 betrifft die Lagerung des Milchkühltankes derart, dass die Innenseite des Milchtankkühlbodens bzw. der dortige Verdampfer-Kühlboden die notwendige Neigung zum Milchauslauf aufweist, wobei vorgesehen ist, den Milchkühltank an seinen Enden in unterschiedlicher Höhe zu lagern, so dass sich das notwendige Gefälle seiner Innenseite zum Milchauslauf hin ergibt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand zweier bevorzugter Ausführungsformen eines für automatische Melksysteme für Kühe bestimmten Milchkühltanks und einer zu verwendenden Milchkühlanlage anhand der Zeichnungen näher erläutert, wobei mehrere Abwandlungen des Verdampferbodens des Milchkühltanks dargestellt sind.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf die, Innenseite einer ersten Ausführungsform eines Milchtankkühlbodens, welcher sich zum Milchauslauf erstreckt und aus vier Verdampfersegmenten gebildet ist, welche in einem länglichen unteren Abschnitt des Milchkühltank­ bodens angelegt sind und sich dort spiegelsymmetrisch zur Mittellängsachse bzw. der dortigen unteren Scheitellinie des Tankinnern seitlich erstrecken;
Fig. 2a die Steuerungsschaltung für zwei in der Kältemaschine der Milchkühlanlage verwendete Motorkompressoren über Pressostate;
Fig. 2b die Schaltung der Drehzahlregelung des Motors des luftgekühlten Kondensators und der Kältemaschine;
Fig. 3a, b, c einen Längsschnitt und einen Querschnitt des Milchkühltanks sowie eine Draufsicht auf den Milchtankkühlboden gemäß Fig. 1 und dem Halbschnitt der Fig. 3b unter Darstellung der Neigung des Milchtankkühlbodens zum Milchauslauf und der Anlage von vier Verdampferbodensegmenten, insbesondere unter Andeutung zweier unterschiedlicher Milchniveaus, bei denen nur die beiden unteren oder auch die beiden oberen Verdampferbodensegmente mit Milch bedeckt sind, wobei Querschnitt und Draufsicht gemäß Fig. 3a, b als Halbschnitt nur mit dem Teil rechts der Kühlbodenmittelachse dargestellt sind;
Fig. 4a, b, c Schnittdarstellungen und die Aufstellung eines leeren abgewandelten Milchkühltanks, in welchem lediglich die beiden im unteren Teil des Verdampferkühlbodens der Fig. 1 vorgesehenen Verdampferbodensegmente angelegt sind, in Längs- und Querschnitt mit Darstellung der Neigung des Milchtankkühlbodens bzw. dessen Innenseite zum Milchauslauf und unter Wiedergabe einer Querschnittsansicht in Richtung auf den Milchtankkühlboden;
Fig. 5a, b, c Darstellungen des Milchkühltankes entsprechend Fig. 4a, b, c in Längsschnitt, Querschnitt und in einer Querschnittsansicht auf den Milchtankkühlboden unter Darstellung des Milchniveaus bei einer gegebenen geringen Milchmenge (z. B. von lediglich zwei Kühen), wobei schon ein größerer Teil des Verdampfer­ kühlbodens vor dem Milchauslauf mit Milch bedeckt ist;
Fig. 6a, b, c Darstellungen entsprechend Fig. 5a, b, c, wobei nunmehr eine größere Milchmenge im Bereich des gewölbten und des geneigten Milchtankkühlbodens bzw. des dort vorgesehenen Verdampferkühlbodens mit Milch bedeckt ist;
Fig. 7a, b, c Darstellungen entsprechend Fig. 5a, b, c und Fig. 6a, b, c, wobei nunmehr der gesamte Verdampferkühlboden mit Milch bedeckt ist;
Fig. 8a, b, c Darstellungen entsprechend Fig. 7a, b, c, wobei die Milch seitlich über den Verdampferkühlboden aufgrund eines noch höheren Niveaus weiter vorsteht;
Fig. 9 das in der Kältemaschine des Milchkühltanks und des Kühl­ bodens verwendete Kältemittelkreislaufschema;
Der in der Seitenansicht, im Querschnitt sowie in Draufsicht dargestellte Milchkühltank 1 gemäß Fig. 3a, b, c bis Fig. 8a, b, c besitzt wie in den dortigen Querschnittsansichten gemäß Fig. 3b, 4b, 5b, 6b, 7b, 8b zu erkennen, einen gewölbten Milchtankkühlboden 4, welcher sich zu den Seitenwandungen nach oben erstreckt.
Der Milchkühltank 1 ist auf unterschiedlich hohen Füßen gelagert, welche nach vorne zum Milchauslauf 3 hin in ihrer Bauhöhe kleiner werden, so dass der Milchkühltank 1 zum Milchauslauf hin einen Milchtankkühlboden 4 aufweist, welcher mit seiner Innenseite 10 nach vorne zum Milchauslauf 3 geneigt ist.
Aufgrund dieser Neigung des Milchtankkühlbodens 4 zum Milchauslauf 3 hin und dessen Wölbung zu seinen Außenwandungen hin (runder bzw. ovaler Querschnitt), sammelt sich bereits bei Einlass einer geringen Milchmenge, z. B. der von zwei gemolkenen Kühen, welche im Sammelbehälter oder der Rohrleitung des automatischen Melksystems angefallen ist, eine ausreichende Milchmenge an, um einen zum Milchauslauf hin vertieften Milchauslaufbereich 9 im Verdampfer-Tankkühlboden zu bedecken, welcher sich zwischen zwei entgegengesetzt zueinander geneigten seitlichen Abschnitten des Verdampfer-Kühlbodens und nach vorne bis zur am Milchauslauf 3 gelegenen Stirnwandung des Milchkühltankes erstreckt.
In Fig. 5a, b, c ist diese angestaute Milchmenge schwarz schattiert wiedergegeben.
Oberhalb der Verdampfer-Kühlbodens 2, welcher dort aus zwei sich gegenüberliegenden, in einem mittleren längeren Bereich des Milchtankkühlbodens 4 angelegten Verdampferbodensegmenten 6, 7 gebildet ist und bei dieser Milchmenge lediglich an seinem vorderen Abschnitt mit Milch bedeckt ist, können diese kleinen Milchmengen bereits effektiv gekühlt werden, ohne dass sich Kondensat bildet oder die Milch anfriert.
Der Milchkühltank 1, welcher für automatische Melksysteme (AMS) und somit für Melkrobotersysteme vorgesehen ist, unterscheidet sich gegenüber herkömmlichen Milchkühltanks insbesondere insofern, als der Verdampfer-Kühlboden 2 lediglich über einen kleineren Anteil des Milchtankkühlbodens 4 angelegt ist, wobei ein größerer Teil des Milchtankkühlbodens 4 nicht mit einem Verdampfer-Kühlboden ausgebildet ist und insbesondere auch die Seitenwandungen des Milchkühltankes 1 keine Kühleinrichtung aufweisen. Auf Grund guter Wärmeisolierung der Tankwandung reicht diese Kühlfläche auch aus, um einen gefüllten Tank weiter ausreichend zu kühlen.
Im Gegensatz zu den Verdampfer-Kühlböden 2 des Milchkühltankes gemäß Fig. 4a, b, c bis Fig. 8a, b, c, welche lediglich mit zwei spiegelsymmetrisch zur unteren Scheitellinie 30 im Tankinnern angelegten Verdampferbodensegmenten 6, 7 ausgebildet sind und sich zur Stirnwandung des Tanks im Bereich des Milchauslaufes 3 verbreitern und vertiefen, besteht der Verdampfer-Kühlboden 2 gemäß Fig. 1 und Fig. 3a, b, c aus zwei unteren Verdampferbodensegmenten 6, 7 und zwei zusätzlichen, oberhalb und seitlich außerhalb davon angelegten Verdampferbodensegmenten 5, 8, wobei auch mehr als vier Verdampferbodensegmente möglich sind.
Aufgrund des lediglich im Bereich des Milchtankkühlbodens 4 vorgesehenen Verdampfer-Kühlbodens 2 sowie dessen spezieller Ausbildung ergeben sich wesentliche Unterschiede im Aufbau des Milchkühltankes gegenüber dem von Milchkühltanks für konventionelle Kühlsysteme.
Der Milchkühltank 1 hat einen bereits auf sehr kleine zu kühlende Milchmengen abgestimmten Verdampfer-Kühlboden 2, wobei für diesen insbesondere der Neigungswinkel zum Milchauslauf 3 gegenüber der Horizontalen der Umgebung von Bedeutung ist. Dieser Neigungswinkel ist insbesondere im Längsschnitt gemäß Fig. 3a wiedergegeben.
Der Verdampfer-Kühlboden 2 gemäß Fig. 1 besteht insofern aus zwei vorderen kürzeren, unmittelbar seitlich vom Milchauslauf 3 sich in das Innere des Milchkühltanks 1 erstreckenden, gegenüber dem übrigen Bereich des Milchtankkühlbodens 4 tiefer liegenden Verdampferbodensegmenten 6, 7. Diese sind seitlich längs der unteren Scheitellinie 30 des Tankinneren angelegt und liegen sich somit spiegelsymmetrisch gegenüber, wobei sie entsprechende spiegelsymmetrische Formen aufweisen.
Sie bilden, wie in Fig. 4a, b, c und Fig. 5a, b, c dargestellt, einen vertieften Milchauslaufbereich 9 im Milchtankkühlboden 4, wobei auf Grund der Neigung des Milchtankkühlbodens 4 die zufließende Milch dorthin abfließt.
Des weiteren besteht der Verdampfer-Kühlboden 2 in dieser Ausführungsform aus zwei zusätzlichen äußeren, oberhalb der beiden unteren Verdampferbodensegmente 6, 7 angelegten zusätzlichen Verdampferbodensegmenten 5, 8. An dem dem Milchauslauf 3 abgewandten Ende des Milchkühltanks 1 laufen diese mit einem größeren Abschnitt unmittelbar aufeinander in Richtung der unteren Scheitellinie des Tankinnern zu und sind ansonsten mit einem schmaleren Bereich seitlich oberhalb längs der unteren Verdampferbodensegmente 6, 7 bis zur Stirnwandung des Milchkühltankes im Bereich des Milchauslaufes 3 geführt.
Diese vier unterschiedlichen Verdampferbodensegmente 5, 6,7, 8 sind unmittelbar in dem Milchtankkühlboden 4 durch entsprechend geführte umlaufende Querwandungen gebildet, welche in dem sandwichartig aufgebauten Milchtankkühlboden 4 zwischen einer äußeren und inneren Bodenplatte 4a, b eingeschweißt sind.
Diese Verdampferwandungen bildende Bodenplatte 4a, b sind in herkömmlicher Weise mit ihren Innenseiten in Abstand zueinander gehalten, wobei diese derart beabstandet aufeinander geschweißt sind, dass in dem den Verdampferkühlboden bildenden Bereich zwischen diesen die Kältemittelwege zwischen Einspritzleitungsanschlüssen 16, 17, 18, 19 und Saugleitungsanschlüssen 20, 21, 22, 23 verlaufen.
Die Verdampferbodensegmente können wie gemäß Fig. 1 im Beispiel der beiden inneren unteren Verdampferbodensegmente 6, 7 ausgeführt, zusätzlich durch eine im Inneren verlaufende Längswandung 6a, 7a unterteilt sein.
Die über die Oberfläche der Verdampferbodensegmente 5, 6, 7, 8 regelmäßig angeordneten Rasterpunkte stellen jeweils Schweißverbindungen zwischen den beiden äußeren und inneren Bodenplatten 4a, 4b dar, wie dies bei Verdampferplatten herkömmlicher Milchkühltanks bekannt ist.
Wie in Fig. 3a schematisch durch ein eingezeichnetes tieferes Milchniveau 25 dargestellt, ist bei einer entsprechend geringeren Milchmenge lediglich die Fläche A1 und A2 der Verdampferbodensegmente 6, 7 mit Milch bedeckt.
Dagegen sind bei der größeren Milchmenge gemäß dem höheren Milchniveau 24 sowohl die Fläche A1 und A2 des durch die Verdampferbodensegmente 6, 7 gebildeten unteren Teils des Verdampferkühlbodens mit Milch bedeckt, als auch die Flächen B1 und B2 der oberen Verdampferbodensegmente 6, 7.
Die Form des insofern 4-fach geteilten Verdampfer-Kühlbodens 2, bzw. der vier vorgesehenen Verdampferbodensegmente 5, 6, 7, 8 ist derart gewählt, dass unter Füllung des kleineren Milchauslaufbereichs 9 schon kleine Milchmengen oberhalb der unteren Verdampferbodensegmente 6, 7 gekühlt werden können, wobei dieser Bereich der Verdampferbodensegmente bereits von der Milch weniger Kühe bereits bedeckt ist.
Die genaue Form des Verdampfer-Kühlbodens und dessen Verdampferbodensegmente ist abhängig von der Tankform, insbesondere von dessen rundem oder ovalem Querschnitt.
Der spezielle Aufbau des Milchkühltankes und seines Verdampfer-Kühlbodens 2 innerhalb des größeren Milchtankkühlbodens 4 in Verbindung mit einer speziellen Steuerung und Ausbildung des zu verwendenden Kühlaggregates sorgt für eine vorschriftsmäßige Kühlung der Milch, insbesondere auch von kleinen Mengen pro Zeiteinheit, die von den automatischen Melksystem ermolken werden.
Insofern wird einerseits erreicht, dass sich auf dem Verdampferkühlboden bereits bei sehr kleinen Milchmengen, z. B. die von zwei Kühen, kein Kondenswasser und Eis bilden kann. Es ist möglich, den Verdampfer-Kühlboden auch kurzfristig trocken, d. h. ohne Milch zu kühlen, wobei die speziell vorgesehene Steuerung und Konzeption des Kühlaggregates dazu führt, dass auch ohne Zu- und Abschaltung der Kompressoren und/oder Drehzahlregelung deren Kühlung einschränkbar ist, wobei eine bloße Regelung über ein Magnetventil in einer Bypassleitung zwischen Saug- und Druckseiten der Kompressoren, angesteuert über Niederdruckpressostate erfolgt.
Diese Regelung ermöglicht auch die eingesetzten Kompressoren vor unzulässigen Betriebszuständen zu schützen, welche zumindest zu einer deutlichen Verkürzung der Lebensdauer der Kältemaschine führen würde.
Obwohl in den Fig. 3a, b, c bis 8a, b, c lediglich Milchkühltanks 1 in Form von liegenden Milchbehältern dargestellt sind, können natürlich auch stehende Milchbehälter verwendet werden, sofern sichergestellt ist, dass eine Neigung des Innenbodens zur Milchauslauföffnung gegeben ist.
Wie in Fig. 1 und Fig. 3a, b, c dargestellt, kann der Verdampfer-Kühlboden sich über die gesamte Länge des Milchkühltanks erstrecken, also unmittelbar zwischen den beiden sich gegenüberliegenden Stirnwandungen des Tanks.
Die Verdampferbodensegmente können entweder unmittelbar wie vorab beschrieben innerhalb der sich gegenüberliegenden äußeren Bodenplatten 4a, b des Verdampfer- Kühlbodens 2 angelegt seien, wobei sie insofern einstückig mit dem Verdampfer- Kühlboden ausgebildet sind, oder auch als 4-fach geteilte Verdampferplatten, welche jeweils eine Grundfläche gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 4c aufweisen, wobei diese im Querschnitt gesehen jeweils einen geeigneten Wölbungsteil besitzen und somit den im Querschnitt gewölbten Boden gemäß Fig. 3b, 4b, 5b, 7b, 8b bilden, wozu sie seitlich geeignet aneinanderzusetzen sind.
Durch die beschriebene Teilung des Verdampferbodens in 2-fach bzw. 4-fach oder auch 6-fach geteilte Verdampferplatten bzw. Verdampferbodensegmente 5, 6, 7, 8 erfolgt eine Optimierung der Betriebszustände und Kühlleistung.
Zur weiteren Optimierung der Betriebszustände des Verdampfer-Kühlbodens ist dieser mit zusätzlichen Kältemittelwegen ausgestattet (Zwangsführung).
Somit kann die Strömung und Verteilung des Kältemittels für den vorgesehenen Anwendungszweck gewährleistet werden.
Die Kältemaschine ist so dimensioniert, dass sie auf den Verdampfer-Kühlboden optimal abgestimmt ist. Der Verdampfer-Kühlboden 2 besitzt insofern in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 3a, b, c zwei Kompressoren 11, 12, welche abhängig von der Füllmenge des Milchkühltanks 1 und/oder der Milchtemperatur im Milchkühltank 1 eingeschaltet werden können.
Die Steuerungsschaltung für die zwei in der Kältemaschine verwendeten Kompressoren mittels Pressotate erfolgt über Niederdruckpressostate 27', 28', welche in Leitungen 27, 28 angelegt sind, die parallel zu den Motorkompressoren 11, 12 von deren Saugseite zur Druckseite geführt sind.
Der luftgekühlte Kondensator 13 weist dagegen lediglich eine Drehzahlregelung gemäß Schaltung nach Fig. 2b auf, wobei zusätzlich für die Kompressoren 11, 12 eine Drehzahlregelung nicht vorgesehen ist.
Der Kältekreis besteht außer aus den Motorkompressoren 11, 12 und dem luftgekühlten Kondensator 13 aus zwei thermostatischen Expansionsventilen 14, 14' sowie einem elektronischen Thermostat 15, einem Rührwerkmotor 29, einem Trockner 34, zwei Fühlern 36, 36' für die Expansionsventile 14, 14', zwei Sauggasverteiler 37, 37', einem Luftdurchflussregler 38 mit Überwachung und zwei Frostschutzpressostaten 39, 39'.
Zur zusätzlichen Verhinderung von Eisbildung und um eine optimale Funktion zu gewährleisten, ist die Kältemaschine mit einer Sonderausstattung ausgerüstet, welche in herkömmlichen Anlagen nicht eingesetzt wird, oder teils nur dann eingesetzt wird, um auf niedrige Umgebungstemperaturen zu reagieren.
Diese Sonderausstattung besteht aus den genannten Niederdruckpressostaten 27', 28', welche dann geschaltet werden, wenn die Temperatur im Verdampfer zu tief sinkt,
ferner aus einem Drehzahlregler für den Lüftermotor des luftgekühlten Kondensators 13, um somit den Verflüssigungsdruck des Kältemittels konstant zu halten,
und aus einer zusätzlichen Regelung, womit, falls der Motorkompressor 11, 12 auf Niederdruck ausgeschaltet wird, die Kältemaschine auch den Rührwerkmotor ausschaltet, um einen Lufteinschlag und dadurch einer Beschädigung der Milch vorzubeugen.
Alternativ zur Regelung mit Niederdruckpressostaten 27', 28' ist eine Regelung angelegt, die den Motorkompressor im Fall einer zu tiefen Verdampfungstemperatur nicht ausschaltet, sondern das Kältemittel über Bypassventile (Magnetventile 26', 26") über eine Heißgasbypassleitung 26 nicht in den Verdampfer-Kühlboden pumpt, sondern dies auf die Saugleitung der Motorkompressoren 11, 12 der Kältemaschinen solange zurückführt, bis die normale Arbeitssituation wieder erreicht ist.
Die gesamte Regelung der Kältemaschine und insbesondere die Zu- und Abschaltung der Motorkompressoren 11, 12 erfolgt zunächst gemäß der Oberflächentemperatur, welche an einem der Verdampfer-Kühlböden gemessen wird, welcher besonders tief gelegen ist und somit der Milchtemperatur entspricht.
Anschließend erfolgt dann eine Regelung der Temperatur der Kühlflächen des oder der Verdampferbodensegmente über eine Regelung der Leistung der Motorkompressoren außer in Abhängigkeit von der Milchtemperatur auch unter Messung der Verdampfungstemperatur und/oder des Druckes des Kältemittels in den Verdampferbodensegmenten (Verdampfungskälte) und in Abhängigkeit dieser Größen.
Bei zu kühler Milch wird in Abhängigkeit von der Milchtemperatur bzw. der Verdampfungskälte das Kältemittel solange zurückgeführt, bis die normale Arbeitssituation wieder erreicht ist, wobei die Leistung der Kältemaschine bzw. der Motorkompressoren 11, 12 gedrosselt bzw. abgeschaltet wird.
Die Konstruktion des Milchkühltanks 1, insbesondere gemäß Fig. 1, 3a, b, c und Fig. 4a, b, c, und die Schaltungen gemäß Fig. 2a, b bringt folgende Vorteile für den Betrieb der Anlage:
  • 1. Ausrüstung mit zwei relativ kleinen Kompressoren im Vergleich mit einer herkömmlichen Milchkühlanlage. Der elektrische Anschlußwert eines Bauernhofes kann dadurch geringer sein, wodurch Kosten gespart werden.
  • 2. Bei sehr kleinen Milchdurchflußmengen, welche vom Melkroboter zuströmen, schaltet sich zunächst lediglich einer der Motorkompressoren 11, 12 ein.
  • 3. Es ist eine niedrige Schaltzahl der Motorkompressoren 11, 12 gegeben und eine hohe Lebensdauer der Kältemaschine und der Motorkompressoren.
  • 4. Es erfolgt eine bessere Anpassung der Kompressorstärke am Kühlboden. Damit ist es möglich, dass die Anlage eine gewisse Zeit auch im "trockenen Zustand" (also ohne Milch) vor der Milchzufuhr bereits betrieben wird, ohne dass im Kühltank Eis ansetzt.
Die Gesamtlösung ist als allseitiges System zur Milchkühlung von Melkrobotern einsetzbar.
Es ist kein zusätzliches Vorkühlsystem notwendig, aber an sich verwendbar.
Auch wenn neben dem Milchkühltank 1, wie in Fig. 4c angedeutet, ein besonderer Puffertank 32 mit einem Vorkühlsystem 31 einsetzbar, ist die beschriebene Lösung ohne Puffertank und ohne Vorkühlsystem die bessere Variante, da ohne besondere Ausbildung des Puffertankes dort die gleiche Probleme wie bei herkömmlichen Milchkühltanks auftreten können, welche oben beschrieben sind.
Des weiteren ist ein besonderer Puffertank insofern nicht notwendig, als der Milchkühltank 1 nur mit geringen Milchmengen pro Zeiteinheit befüllt wird.
Der Milchkühltank ist speziell an automatische Melksysteme angepasst, wobei die Milchkühlung ständig bereit ist und nicht abhängig vom Füllstand der Milch innerhalb des Milchkühltanks erfolgen und einsetzen muss.
Es ist insofern im Gegensatz zu Standardkühltanks der herkömmlichen Melk- und Kühltechnik nicht mehr notwendig, dass die Kältemaschine erst dann zugeschaltet wird, wenn die Rührwerkblätter des Tanks mindestens zur Hälfte in die Milch eintauchen. Der Milchstand kann insofern bedeutend geringer als 10% der Tankmindestfüllmenge sein, die in herkömmlicher Weise vor Einschaltung des Kühlaggregates bisher verlangt wird.
Insofern ist der Milchkühltank an große Schwankungen der stündlichen Milcherträge anpassbar, welche sich zwangsweise bei automatischen Melksystemen ergeben können.
Die beiden verwendeten Motorkompressoren 11, 12 können einen unterschiedlichen Anschlusswert besitzen. Bei sehr kleinen Milchdurchflussmengen von Melkroboter schaltet sich auch hier lediglich einer der beiden Kompressoren zu.
Mit einem Zeitrelais kann beim vorangegangenen Ausschalten des Motorkompressors beim nächsten Einschaltversuch die Schalthäufigkeit einem Minimum angepasst werden.
Eine Regelung der Motorkompressoren mit einer Heißgasbypassleitung ist lediglich ab bestimmten Tankinhalten (Tankgrößen) zusätzlich notwendig.
Zur Sicherung der Motorkompressoren 11, 12 sind im Kältemittelkreislauf Frostschutzpressostate 39, 39' vorgesehen, nämlich für den Fall, dass der Motorkompressor abgeschaltet wird, aus welchen Gründen auch immer, wenn die Temperatur im Verdampfer zu tief sinkt (siehe insofern auch den Elektroschaltplan Zeichnung 2a, b).
Damit wird eine Eisbildung vorgebeugt. Über eine Drehzahlregelung für die Lüftermotoren des luftgekühlten Kondensators 13 kann der Verflüssigungsdruck des Kältemittels konstant gehalten werden.
Bezugsziffernliste
1
Milchkühltank
2
,
2
' Verdampfer-Kühlboden des Milchkühltanks
α Neigungswinkel des Verdampfer-Kühlbodens
3
Milchauslauf
4
Milchtankkühlboden
4
a,
4
b äußere u. innere Bodenplatten
5
,
6
,
7
,
8
Verdampferbodensegment (z. B. als Verdampferplatte 4-fach geteilt)
6
a,
7
a Längswandungen
9
,
9
' vertiefter Milchauslaufbereich im Milchtank­ kühlboden
10
Innenseite
11
,
12
Motorkompressoren
13
,
13
' luftgekühlter Kondensator
14
,
14
' Expansionsventil, thermostatisch
15
,
15
' Thermostat mit Fühler
16
,
17
,
18
,
19
Einspritzleitungsanschluß
20
,
21
,
22
,
23
Saugleitungsanschluß
24
Milchniveau (Flächen A1 u. A2 des unteren Teils des Verdampfer-Kühl­ bodens mit Milch bedeckt bzw. deren Verdampferbodensegmente (
6
,
7
))
25
Milchniveau (Fläche B1 und B2 des oberen Teils der Verdampfer-Kühlboden mit Milch bedeckt bzw. deren Verdampferboden­ segmente (
5
,
8
) sowie Flächen A1 u. A2)
26
Heißgasbypassleitung
26
',
26
" Magnetventil
27
,
28
Leitung für die Niederdruckpressostate
27
',
28
' Niederdruckpressostat
29
Rührwerkmotor
30
untere Scheitellinie im Tankinneren
31
Vorkühlsystem
32
Puffertank
33
Flüssigkeitssammler
34
Trockner
35
Schauglas mit Feuchtigkeitsindikator
36
,
36
' Fühler vom Expansionsventil (
14
,
14
')
37
,
37
' Sauggasverteiler
38
Luftdurchflußregler mit Überwachung
39
,
39
' Frostschutzpressostate

Claims (12)

1. Milchkühltank (1) mit einem in Tankwandungen angelegten Milchtankkühlboden (4) und äußerer Wärmeisolierung und einen Milchauslauf (3), insbesondere für automatische Melksysteme für Kühe (Melkrobotorsysteme),
unter Direktverdampfung eines in einem oder mehreren Verdampfer-Kühlböden (2) der Tankwandungen unter Anschluss an eine Kältemaschine (11, 12, 13, 14, 14') zirkulierenden Kältemittels,
wobei das in der Kältemaschine entspannte Kältemittel unter Kühlung der über den Verdampfer-Kühlböden (2) anstehenden Milch in diesen verdampft, mit einem Thermostat (15) mit Temperaturfühler zumindest zur Ein- und Endabschaltung der Kältemaschine, welcher am Verdampfer-Kühlboden (2) an einem möglichst tiefen Punkt im Milchkühltank (1) angeordnet ist und die dortige Oberflächentemperatur misst und/oder die sich einstellende Milchtemperatur,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur sofortigen Kühlung einfließender Milchmengen in einem mit Milch zu bedeckenden Bereich des Milchtankkühlbodens (4) als Verdampfer-Kühlboden (2) Verdampferbodensegmente (5, 6, 7, 8) nebeneinander angeordnet sind, mit zum Milchauslauf des Milchkühltankes hin geneigten Innenseiten (10), deren Neigung (α) zum Milchauslauf (3) und deren Form derart gewählt ist, dass sich ein vertiefter Auslaufbereich (9) für Milch vor und seitlich des Milchauslaufs (3) ergibt, welcher durch mindest ein in den Milchauslauf (3) übergehendes Verdampferbodensegment (5, 6) gebildet ist,
dass bei Verwendung mehrerer Verdampferbodensegmente (5, 6, 7, 8) diese einzeln zuschaltbar sowie abschaltbar und in diesen voneinander getrennte Kältemittelwege einzelner Kühlkreisläufe angelegt sind,
dass zur Regelung der Temperatur des oder der Verdampferbodensegmente (5, 6, 7, 8) Vorrichtungen angelegt sind, die in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur der Verdampferbodensegmente (5, 6, 7, 8) (Milchtemperatur) und der Verdampfungstemperatur und/oder des Partialdruckes des Kältemittels in den Verdampferbodensegmenten (5, 6, 7, 8) (Verdampfungskälte) eine Drosselung und/oder Zu- und Abschaltung von Motorkompressoren (11, 12) der Kältemaschinen (11, 12, 13, 14, 14') bewirken.
2. Milchkühltank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Auslaufbereich des Milchkühltankes mindestens ein Rührwerkmotor (29) angelegt ist.
3. Milchkühltank nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die Verdampferbodensegmente (5, 6, 7, 8) im Auslaufbereich (9) die Form eines länglichen, gleichschenkligen Dreiecks aufweisen, welches an der Spitze entsprechend der Tankstirnwandung abgeschnitten ist
und zum Tankinneren in einer Größe entsprechend der Neigung (α) des Verdampfer-Kühlbodens (2) zum Milchauslauf (3) und dessen Querschnittswölbung ausläuft,
wobei ein erster Kältemittelkreislauf dem unteren Teil (6, 7) des Verdampfer- Kühlbodens (2) zugeordnet ist (Fläche A1 und A2) und ein zweiter Kältemittelkreislauf dem übrigen Teil (5, 8) (Fläche B1 und B2) des Verdampfer-Kühlbodens (2) und
wobei eine einzige Kältemaschine mit zwei Motorkompressoren (11, 12) oder zwei getrennten Kältemaschinen vorgesehen sind, welche abhängig von der Füllmenge des Milchkühltankes und/oder der Milchtemperatur zu- und/oder abschaltbar sind.
4. Milchkühltank nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt des Verdampfer-Kühlbodens im Auslaufbereich (9) in zwei innere untere Verdampferbodensegmente (6, 7) aufgeteilt ist, welche an einem oder zwei Kältemittelkreise angeschlossen sind.
5. Milchkühltank nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass seitlich oberhalb des oder der Verdampferbodensegmente (6, 7) des vertieften Auslaufbereiches (9) ein oder zwei zusätzliche, diese teilweise umgebende obere Verdampferbodensegmente (5, 8) angelegt sind.
6. Milchkühltank nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass mittig längs des Milchtankkühlbodens (4) (Tankkühlboden-Mittelachse) die untere Scheitellinie (30) des Tankinneren geführt ist und seitlich rechts und links dazu jeweils zwei ineinander seitlich und in Längsrichtung versetzt angeordnete, längliche untere und obere Verdampferbodensegmente (5, 6; 7, 8), wobei insofern eine Aufteilung des dortigen Verdampferkühlbodens (2) in vier Verdampfersysteme mit einem oder bis zu vier an diesen getrennt angeschlossenen Motorkompressoren (11, 12) erfolgt.
7. Milchkühltank nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer-Kühlboden (2) in ein oder zwei vordere kürzere, unmittelbar seitlich des Milchauslaufs (3) sich gegenüberliegende tiefere, untere Verdampferbodensegmente (6, 7) aufgeteilt ist, welche bis zum Milchauslauf (3) derart geführt sind und den vertieften Auslaufbereich (9) der Milch bilden, und in zwei seitlich außen, oberhalb zu den unteren und somit inneren Verdampferbodensegmenten (6, 7) jeweils angrenzende äußere Verdampferbodensegmente (5, 8), welche unter Neigung der Innenseite des Milchkühltanks an dem dem Milchauslauf (3) abgewandten Ende unmittelbar aufeinander zulaufen und einen gemeinsamen zusätzlichen oberen Milchsammelabschnitt im Tank bilden.
8. Milchkühltank nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden inneren unteren Verdampferbodensegmente (6, 7) und die diese unter Einschluß außen umgebenden oberen Verdampferbodensegmente (5, 8) und somit die gesamte Anordnung aus inneren und äußeren Verdampferbodensegmenten (5, 6, 7, 8) sich in Richtung zum Milchauslauf (3) hin verbreitert und vertieft.
9. Milchkühltank nach einem der der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampferbodensegmente (5, 6, 7, 8) des Milchtankkühlbodens (4) im Querschnitt jeweils aus zwei mit ihren Innenseiten in Abstand gehaltenen Verdampferplattenwandungen bestehen, welche derart miteinander verschweißt sind, dass zwischen diesen die Kältemittelwege mit jeweiligen Einspritzleitungsanschlüssen (16, 17, 18, 19) und Saugleitungsanschlüssen (20, 21, 22, 23) verlaufen.
10. Milchkühltank nach einem der der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampferbodensegmente (5, 6, 7, 8) des Milchtankkühlbodens (4) entsprechend der vorgesehenen Form des Milchkühltankes und seines Milchtankkühlbodens (4) (liegender oder stehender Milchkühlbehälter) unter Neigung einer Innenseite (10) zum Milchauslauf (3) mit plattenförmigen Innenböden und/oder mit zueinander geneigten oder gewölbten Innenböden ausgebildet und seitlich aneinandergesetzt sind.
11. Milchkühltank nach einem der einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Milchkühltank (1) ein zusätzliches Vorkühlsystem und/oder einen Puffertank aufweist.
12. Milchkühltank nach einem der einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Milchkühltank (1) eine über seine Länge gleich große Tankinnenhöhe aufweist und zum Milchauslauf (3) tiefer gelagert ist als an seinem anderen Tankende, so dass der Verdampfer-Kühlboden (2) innerhalb des Tanks zum Milchauslauf bei gleichbleibender Ausbildung der Tankwandung geneigt ist.
DE2000139014 2000-08-10 2000-08-10 Milchkühltank mit einem Kühlboden Expired - Fee Related DE10039014C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000139014 DE10039014C2 (de) 2000-08-10 2000-08-10 Milchkühltank mit einem Kühlboden

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000139014 DE10039014C2 (de) 2000-08-10 2000-08-10 Milchkühltank mit einem Kühlboden

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10039014A1 DE10039014A1 (de) 2002-02-21
DE10039014C2 true DE10039014C2 (de) 2003-02-13

Family

ID=7651947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2000139014 Expired - Fee Related DE10039014C2 (de) 2000-08-10 2000-08-10 Milchkühltank mit einem Kühlboden

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10039014C2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10316165B4 (de) * 2003-04-09 2008-03-20 Institut für Luft- und Kältetechnik gGmbH Solare transportable Kompakt-Milchkühleinheit

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1020437A3 (nl) * 2012-05-23 2013-10-01 Packo Inox Nv Koelinrichting en werkwijze voor het koelen van een vloeistof met een dergelijke koelinrichting.
DE102017220053A1 (de) * 2017-11-10 2019-05-16 Robert Bosch Gmbh Spritzschutzvorrichtung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69106272T2 (de) * 1990-08-14 1995-05-18 Prominox Sa Verfahren und System zum Lagern und zur Aufbewahrung von loser Milch in einem Behälter.
DE4228752C2 (de) * 1992-09-01 1995-07-20 Henry Helmuth Vorrichtung zum Kühlen von Milch und Verfahren zum Betrieb einer Milchlagervorrichtung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69106272T2 (de) * 1990-08-14 1995-05-18 Prominox Sa Verfahren und System zum Lagern und zur Aufbewahrung von loser Milch in einem Behälter.
DE4228752C2 (de) * 1992-09-01 1995-07-20 Henry Helmuth Vorrichtung zum Kühlen von Milch und Verfahren zum Betrieb einer Milchlagervorrichtung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10316165B4 (de) * 2003-04-09 2008-03-20 Institut für Luft- und Kältetechnik gGmbH Solare transportable Kompakt-Milchkühleinheit

Also Published As

Publication number Publication date
DE10039014A1 (de) 2002-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69921262T2 (de) Kühlschrankregler
DE602004001751T2 (de) Gefriervorrichtung
WO2001040721A1 (de) Kältegerät
DE69913184T2 (de) Kälteeinrichtung mit zwei kältemitteln
DE3704182A1 (de) Kuehlanlage
DE102012101271C5 (de) Kühleinrichtung
EP0927861B1 (de) Kältespeicheranlage mit einem Eisspeicher
DE10039014C2 (de) Milchkühltank mit einem Kühlboden
WO2008077750A1 (de) Kältegerät mit einem eisbereiter
DE19535144A1 (de) Kältegerät
DE19535291C1 (de) Klimatisierungsanordnung für Nutzfahrzeuge, insbesondere Omnibusse
EP3608607B1 (de) Kühlgerät mit mindestens zwei verdampfern
DD294082A5 (de) Kompressionskuehlsystem mit oelabscheider
EP1419351B1 (de) Kältegerät und betriebsverfahren für ein kältegerät
DE102020127554A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verhindern von Eisbildung in einer Wanne zum Sammeln von Kondensat eines Verdampfers einer Wärmepumpe
EP0547316B1 (de) Zweitemperaturen-Einkreiskühlgerät für den Haushalt
EP1845322B1 (de) Kühl- und/oder Gefriergerät
DE19818288A1 (de) Kühlgerät
EP2796812A1 (de) Kühl- und/oder Gefriergerät
EP1318366B1 (de) Schneesporthalle und Verfahren zu deren Betrieb
DE4343537A1 (de) Kühlmöbel
DE102018122904A1 (de) Gefriertruhe, insbesondere für Eiscreme-Produkte
DE739581C (de) Kondensator fuer Kaelte- bzw. Eiserzeugungsanlagen
EP4001778A1 (de) Wärmepumpe für den erdeinbau
DE1813528C3 (de) Kühl- und Heizvorrichtung mit Wärmespeicherung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8304 Grant after examination procedure
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: ETSCHEID ANLAGEN GMBH, 53577 NEUSTADT, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee