DE10128348A1

DE10128348A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Klimatisierung einer Vitrine

Info

Publication number: DE10128348A1
Application number: DE2001128348
Authority: DE
Inventors: Thomas Hahn
Original assignee: Glasbau Hahn GmbH
Current assignee: Glasbau Hahn GmbH
Priority date: 2001-06-13
Filing date: 2001-06-13
Publication date: 2003-01-02
Anticipated expiration: 2021-06-14
Also published as: DK1399047T3; WO2002100218A1; DE10128348B4; JP2004528142A; EP1399047B1; JP2009162479A; DE50209294D1; AU2002328811B2; ES2278953T3; EP1399047A1

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Klimatisierung einer Vitrine zur Zurschaustellung von Gegenständen mit einem von der Außenwelt mehr oder weniger luftdicht abgeschlossenen Innenraum (4), wobei die Gegenstände auf einer Auflagefläche (2) ihren Platz finden und durch die, den Innenraum (4) ganz oder teilweise umschließenden Glasscheiben der Seitenflächen (3) von außen sichtbar sind, besteht darin, daß die im Innenraum (4) befindliche Luft durch einen Austauscher (8) hindurchgeführt und auf diese Weise gekühlt wird und der Austauscher (8) hinsichtlich des Temperaturübergangs mit einer Kühlvorrichtung (10) eng verbunden ist, wobei der Austauscher (8) derart betrieben wird, daß die Differenz zwischen der höheren Temperatur der Luft des Innenraums (4) und der niedrigeren Temperatur des Austauschers (8) ständig auf einen Wert gehalten wird, welcher unterhalb des Taupunkts der Luft des Innenraums (4) liegt. Mit dieser Maßnahme wird die Bildung von Kondenswasser im Austauscher (8) vermieden.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Klimatisierung einer Vitrine zur Zurschaustellung von Gegenständen mit einem von der Außenwelt mehr oder weniger luftdicht abgeschlossenen Innenraum, wobei die Gegenstände auf einer Auflagefläche ihren Platz finden und durch die, den Innenraum ganz oder teilweise umschließenden Glasscheiben der Seitenflächen von außen sichtbar sind.
Eine derartige Vitrine ist bereits bekannt. So wird in der Patentschrift DE 38 05 212 C2 eine klimatisierte Vitrine zur Aufbewahrung und/oder Zurschaustellung von Gegenständen beschrieben, bei welcher die durch Undichtigkeiten zwischen dem Innenraum und der äußeren Umgebung aus dem Innenraum austretenden Luftverluste durch Heranführen von Luft oder auch von Gasen von außen wieder ausgeglichen werden. Dabei wird die zugeführte Luft oder das Gas gefiltert und auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten. Damit keine schädlichen Stoffe infolge der Undichtigkeit des Innenraums von außen in diesen eindringen können, herrscht im Innenraum ein geringer Überdruck. Die von außen eingeführte Luft oder das Gas werden mit einer Pumpe in den Innenraum gefördert, dabei kann auch die Luftfeuchtigkeit mit Hilfe einer Kühlvorrichtung auf einen vorgegebenen Wert eingestellt werden. Die Luftfeuchtigkeit wird dabei mit Hilfe eines Hygrostaten überwacht, welcher die Kühlvorrichtung steuert. Weitere Maßnahmen zur Überwachung und Einhaltung der Luftfeuchtigkeit im Innenraum der bekannten Vitrine lassen sich der genannten Druckschrift nicht entnehmen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Klimatisierung des Innenraums einer Vitrine anzugeben, welche einen geringen Aufwand erfordert und einen geringen Stromverbrauch aufweist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die im Innenraum befindliche Luft durch einen Austauscher hindurchgeführt und auf diese Weise gekühlt wird und der Austauscher hinsichtlich des Temperaturübergangs mit einer Kühlvorrichtung eng verbunden ist, wobei der Austauscher derart betrieben wird, daß die Differenz zwischen der höheren Temperatur der Luft des Innenraums und der niedrigeren Temperatur des Austauschers ständig auf einem Wert gehalten wird, welcher unterhalb des Taupunkts der Luft des Innenraums liegt.
Neben des einfachen Aufbaus wird als besonderer Vorteil erreicht, daß infolge der besonderen Art des Betreibens von Austauscher und Kühlvorrichtung am Austauscher kein Kondenswasser auftritt, welches nicht nur eventuell abgeführt sondern auch den im Innenraum der Vitrine gewünschten Wert der Luftfeuchtigkeit beinflussen könnte. Da die Temperatur im Innenraum in der Regel nicht sehr stark von der Umgebungstemperatur der Vitrine abweicht und damit auch das Temperaturgefälle am Austauscher bezogen auf die Temperatur des Innenraums der Vitrine nicht sonderlich hoch ist, hält sich der Energiebedarf in engen Grenzen. Dieser Effekt wird noch verstärkt, indem zwischen Austauscher und Kühlvorrichtung ein Kältespeicher zwischengeschaltet wird oder die Kühlvorrichtung selbst als Kältespeicher ausgebildet ist.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, welches in der Zeichnung dargestellt ist.
Eine Vitrine weist ein Oberteil 1 auf, welches auf einem Sockel 2 ruht. Das Oberteil 1 besteht beispielsweise aus vier Seitenteilen 3, von denen mindeststens drei als Glasscheiben ausgebildet sind. Das obere Seitenteil 16 kann ebenfalls aus einer Glasscheibe bestehen, es ist jedoch auch denkbar, daß anstelle einer Glasscheibe ein kastenförmiges Oberteil vorhanden ist, welches das Oberteil 1 nach oben hin abdeckt und eine nicht gezeigte Beleuchtungseinrichtung oder weitere Einrichtungen enthalten kann. Bei den Glascheiben kann es sich um einfache Glasscheiben oder auch um (Mehrfach-)Isolierglasscheiben handeln. Weiterhin ist der von den Seitenteilen 3 und 16 umschlossene Innenraum 4 in bekannter Weise auch von außen zugänglich, dieser dient zur Zurschaustellung von Gegenständen, die auf einer Auflagefläche 5 ruhen, welche beispielsweise den Boden des von den Seitenflächen 3 und 16 umschlossenen Innenraum 3 bildet. Es können sich auch weitere nicht gezeigte Auflageflächen zur Aufstellung weiterer Gegenstände innerhalb des Innenraums 4 befinden. Der Innenraum 4 ist im geschlossenen Zustand durch entsprechende, nicht gezeigte Mittel von der Umgebung der Vitrine luftdicht oder nahezu luftdicht abgeschlossen.
Die Luft 6 im Innenraum 4 wird durch einen Ventilator 9 angesaugt und durch einen Austauscher 8 gepreßt, in welchem eine Kühlung derselben erfolgt. die gekühlte Luft 7 wird anschließend wieder dem Innenraum 4 zugeführt. Der Austauscher 8 besteht aus einer Platte mit einer Vielzahl von Lamellen, an denen die zu kühlende Luft vorbeigeführt wird, dabei bestehen Platte und Lamellen aus einem thermisch gut leitendem Metall, beispielsweise Aluminium oder Kupfer. Die Platte steht hinsichtlich des Wärmeübergangs mit einer Kühleinrichtung 10 in enger Verbindung. Bei der Kühleinrichtung 10 handelt es sich um ein bekanntes Kühlaggregat, d. h. um einen Kompressor 11 und eine Kühlschlange, in welcher sich eine Kühlflüssigkeit befindet, die sich bei Erwärmung ausdehnt und beim Zusammenpressen durch den Kompressor wieder Kälte abgibt. Diese nicht gezeigte Kühlschlange kann sich beispielsweise in einer Wanne befinden, welche mit Wasser gefüllt ist und mit der Platte des Austauschers 8 in thermisch enger Verbindung steht. Das Wasser stellt in diesem Fall nicht nur ein Übertragungsmedium für die von der Kühleinrichtung 10 erzeugte Kälte zum Austauscher 8 dar, sie ist vielmehr auch sozusagen ein Kältespeicher, der auch noch zur Enegiereinsparung dient. Eine andere Ausbildung der Kühleinrichtung 10 kann in einem massiven Metallblock aus Aluminium oder Kupfer bestehen, wobei die Kühlschlange ein oder mehrere Male durch den Metallblock geführt ist. Auch der Metallblock steht in enger thermischer Verbindung mit der Platte des Austauschers 8, wobei der Metallblock selbst je nach Größe auch noch die Funktion des Kältespeichers übernehmen kann.
Im Innenraum 4 der Vitrine, vorzugsweise in einiger Entfernung von dem Austritt der gekühlten Luft 7 ist ein erster Thermoschalter angebracht, welcher einen elektrischen Kontakt schließt, sobald eine vorgegebene Temperatur, beispielsweise 18 Grad erreicht wird. Am Austauscher 8, vorzugsweise an der Platte desselben, ist ein zweiter Thermoschalter befestigt, welcher einen elektrischen Kontakt schließt, sobald die Temperatur auf einen vorgegebenen Wert abgesunken ist, beispielsweise auf 8 Grad. Dabei wird mit dem ersten Thermoschalter der Kompressor 11 ein und mit dem zweiten Thermoschalter der Kompressor 11 ausgeschaltet. Durch entsprechende Wahl der Temperaturgrenzwerte, auf welche die beiden Thermoschalter ansprechen, kann die Differenz zwischen der höheren Temperatur der Luft im Innenraum 4 und der niedrigeren Temperatur des Austauschers 8 ständig auf einem Wert gehalten werden, welcher unterhalb des Taupunktes der Luft im Innenraum 4 der Vitrine liegt. Bei Konfiguration kann am Austauscher 8 kein Kondensat entstehen.
Es ist auch denkbar, anstelle des ersten Thermoschalters einen Temperatursensor 12 und anstelle des zweiten Thermoschalters einen Temperatursensor 13 einzusetzen, welche jeweils Temperaturwerte in elektrische Werte umsetzen und an eine mit diesen verbundenen elektronische Steuereinrichtung 14 weitergeben, die ihrerseits an dem Kompressor 11 angeschlossen ist. Die Steuereinrichtung 14 bewertet die jeweiligen Temperaturwerte und veranlaßt in der bereits beschriebenen Weise die Steuerung des Kompressors 11. Bisher wurde davon ausgegangen, daß der Ventilator 9 ständig mit einer konstanten Leistung den Luftumlauf durch den Austauscher 8 durchführt. Es ist möglich, auch den Antriebsmotor des Ventilators 9 von der Steuereinrichtung 14 dahingehend zu beinflussen, daß die Luftumlaufmenge in Abhängigkeit von den jeweiliegen Temperaturwerten nach vorgegebenen Werten verändert wird, wie dies bereits hinsichtlich des Kompressors 11 geschieht. Durch die Verwendung eines dritten Temperatursensors 15, welcher außerhalb der Vitrine angebracht ist und an die Steuereinrichtung 14 die Temperaturwerte der Umgebung der Vitrine meldet, kann eine optimale Steuerung des Klimas im Innenraum 4 der Vitrine erreicht werden. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn die die Vitrine umgebende Luft starken Schwankungen unterworfen ist. Die Steuereinrichtung 14 ist gemäß den bereits beschriebenen Funktionen entsprechend zu programmieren, indem in Abhängigkeit von den Temperaturwerten der betreffenden Sensoren 12, 13 und 15 die Steuerung von Kompressor 11 und Ventilator 9 erfolgt. Neben den bereits erwähnten Temperatursensoren 12, 13 und 15 können auch noch Taupunktsensoren in der Vitrine angebracht werden, welche ebenfalls an der Steuereinrichtung 14 angeschlossen sind und deren Signale die Funktion der Steuereinrichtung 14 ergänzen oder erweitern.
In der Vitrine können die beschriebenen Einrichtungen wie Austauscher 8 mit Ventilator 9 und Kühlvorrichtung 10 mit Kompressor 11 vorzugsweise unterhalb der den Boden bildenden Auflagefläche 5, also im Sockel 2 der Vitrine untergebracht sein. Hierzu kann die Auflagefläche 5 nicht ganz bis an zwei gegenüberliegende Seitenflächen 3 heranreichen, wobei durch den dadurch entstehenden einen Schlitz die Luft 6 aus dem Innneraum 4 vom Ventilator 9 angesaugt und nach Durchlauf durch den Austauscher 8 die Luft 7 durch den zweiten Schlitz wieder in den Innenraum 4 gelangt, falls die Luftbewegung nicht durch besondere Öffnungen erfolgt. Es ist jedoch auch denkbar, die beschriebenen Einrichtungen in einem Oberteil unterzubringen, welches anstelle der oberen Seitenfläche 16 die Vitrine nach oben abschließt. Ebenso ist es auch möglich, die genannten Einrichtungen im Bereich eines Seitenteils 3 anzubringen, welches in diesem Fall dann nicht aus Glas besteht, wobei diese Einrichtungen aus optischen Gründen entsprechend abzudecken sind.
Die Erfindung ist nicht nur auf diese bekannte Art der Erzeugung von Kälte beschränkt sondern kann die notwendige Kälte auch auf andere Weise erzeugt werden, beispielsweise durch die Verwendung von Peltier-Elementen. Dabei kann sich auch der Aufbau des Austauschers 8 ändern, wenn dieser zusammen mit den Peltier-Elementen nicht unterhalb der Auflagefläche 5 sondern an einer der Seitenflächen 3 angebracht wird. Bei der Verwendung von Peltier- Elementen, durch welche elektrische Energie unmittelbar in Wärme und/oder Kälte umgesetzt wird, besteht außerdem die Möglichkeit die Steuereinrichtung 14 derart auszugestalten, daß die Höhe der den Peltier- Elementen zugeführten Spannung in Abhängigkeit von den Signalen der Temperatursensoren selbsttätig geregelt wird. Damit kann die Oberflächentemperatur des Austauschers 8 besonders präzise geregelt werden, wodurch sich außerdem die Temperatur der Luft im Innenraum 4 im Rahmen geringster Temperaturschwankungen genau einstellen läßt. Der Austauscher 8 kann auch derart ausgebildet sein, daß die diesem zugeführte bzw. die von diesem abgeführte Luftmenge regelbar ist. Auch diese Regelfunktion kann von der Steuereinrichtung 14 übernommen werden, wenn die entsprechende Regeleinrichtung für die Luftmenge an der Steuereinrichtung 14 angeschlossen ist und ihre Steuersignale in der beschriebenen Weise in Abhängigkeit von den Signalen der Sensoren von der Steuereinrichtung 14 erhält. Liste der Bezugszeichen 1 Oberteil
2 Sockel
3 Seitenflächen
4 Innenraum
5 Auflagefläche
6 Zuluft
7 Abluft
8 Austauscher
9 Ventilator
10 Kühlvorrichtung
11 Kompressor
12 erster Temperatursensor
13 zweiter Temperatursensor
14 Steuereinrichtung
15 dritter Temperatursensor
16 obere Seitenfläche

Claims

1. Die Erfindung betrifft Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Klimatisierung einer Vitrine zur Zurschaustellung von Gegenständen mit einem von der Außenwelt mehr oder weniger luftdicht abgeschlossenen Innenraum, wobei die Gegenstände auf einer Auflagefläche ihren Platz finden und durch die, den Innenraum ganz oder teilweise umschließenden Glasscheiben der Seitenflächen von außen sichtbar sind. dadurch gekennzeichnet, daß die im Innenraum (4) befindliche Luft durch einen Austauscher (8) hindurchgeführt und auf diese Weise gekühlt wird und der Austauscher (8) hinsichtlich des Temperaturübergangs mit einer Kühlvorrichtung (10) eng verbunden ist, wobei der Austauscher (8) derart betrieben wird, daß die Differenz zwischen der höheren Temperatur der Luft des Innenraums (4) und der niedrigeren Temperatur des Austauschers (8) ständig auf einen Wert gehalten wird, welcher unterhalb des Taupunkts der Luft des Innenraums (4) liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft ständig durch den Austauscher (8) hindurchgeführt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Thermoschalter im Innenraum (4) angebracht ist, welcher bei Überschreiten einer vorgegebenen Temperatur ein Signal erzeugt, daß ein zweiter Thermoschalter am Austauscher (8) angebracht ist, welcher bei Unterschreiten einer vorgegebenen Temperatur ein Signal erzeugt, und daß beide Thermoschalter mit einem Antrieb (11) der Kühlvorrichtung (10) verbunden sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Austauscher (8) und Kühlvorrichtung (10) ein Kältespeicher vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung (10) selbst als Kältespeicher ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des ersten und des zweiten Thermoschalters jeweils ein Temperatursensor (12, 13) vorhanden ist und beide Temperatursensoren an einer elektronischen Steuereinrichtung (14) angeschlossen sind, wobei der Antrieb (11) der Kühlvorrichtung (10) in Abhängigkeit von Signalen der Steuereinrichtung (14) erfolgt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft mittels eines elektromotorisch betriebenen Ventilators (9) durch den Austauscher (8) bewegt wird.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Ventilators (9) in Abhängigkeit von Signalen der Steuereinrichtung (14) erfolgt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Temperatursensor (15) an der Steuereinrichtung (14) angeschlossen ist, welcher sich außerhalb der Vitrine befindet.

10. Vorrichtung nach einem der Absprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Austauscher (8) und Kühlvorrichtung (10) unterhalb der den Boden des Innenraums (4) bildenden Auflagefläche (5) untergebracht sind, wobei die Auflagefläche (5) zumindest auf zwei gegenüberliegenden Seiten nicht bis ganz an die Seitenflächen (3) reicht.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Austauscher (8) und Kühlvorrichtung (10) an einer Seitenfläche (3) angebracht sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Austauscher (8) und Kühlvorrichtung (10) oberhalb des Innenraums (4) angebracht sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Austauscher (8) zugeführte und/oder die von diesem abgeführte Luftmenge einstellbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß an der Steuereinrichtung (14) ein oder mehrere Taupunktsensoren angeschlossen sind.