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Die
Erfindung betrifft einen Klimaschrank mit einem wärmeisolierenden
Gehäuse,
einem Humidor, der einen solchen Klimaschrank umfaßt, und
ein Verfahren zum Klimatisieren eines Klimaraumes, insbesondere
des Innenraumes eines Klimaschrankes.
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Klimaschränke finden
z. B. bei der Lagerung von Zigarren als Humidor Einsatz. Auch bei
der Lagerung z. B. von Wein, Frischobst oder Gemüse ist ein Klimaschrank von
Nutzen.
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Insbesondere
bei der Lagerung von Zigarren ist eine konstante Feuchtigkeit und
eine konstante Temperatur erwünscht.
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DE 101 64 321 C1 beschreibt
eine Vorrichtung zur Klimatisierung eines Klimaschrankes, bei dem
mit Hilfe eines Gebläses
Luft durch einen Feuchtigkeitsbehälter geführt wird und über eine
Anordnung von Auslässen,
die über
den Klimaschrank verteilt sind, in diesen zur Innenraumbefeuchtung eingeführt wird.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, einen Klimaschrank, einen Humidor
und ein Verfahren zum Klimatisieren eines Klimaraumes anzugeben,
mit dessen Hilfe, insbesondere ohne zu starke Luftströmungen zu
erzeugen, eine konstante Temperatur und Feuchte eingestellt und
sicher aufrecht erhalten werden kann.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Klimaschrank mit den Merkmalen des Anspruches
1, einem Humidor mit den Merkmalen des Anspruches 14 bzw. einem
Verfahren zur Klimatisierung eines Klimaraumes mit den Merkmalen
des Anspruches 15 gelöst.
Unteransprüche
sind jeweils auf bevorzugte Ausgestaltungen gerichtet.
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Der
erfindungsgemäße Klimaschrank
weist ein wärmeisolierendes
Gehäuse,
eine Kühleinrichtung
und einen Feuchtigkeitsbehälter
auf. Ein erstes Gebläse
dient als Luftbefeuchtungsgebläse
zum Transport von zu befeuchtender Luft. Ein zweites Gebläse dient
zum Transport von Luft zu der Kühleinrichtung
bzw. von dieser weg und/oder zur Zirkulation der Luft im Klimaschrank.
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Während das
erste Gebläse
ausschließlich zur
Luftbefeuchtung dient, indem z. B. Luft über eine Feuchtigkeitsoberfläche geführt wird,
dient das zweite Gebläse
zur Luftzirkulation im Klimaschrank und/oder führt die Luft an der Kühleinrichtung
vorbei, so daß eine
konstante Innentemperatur mit minimaler Temperaturschichtung erreicht
werden kann.
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Durch
die Verwendung von zwei unabhängig voneinander
zu betreibenden Umluftgebläsen
kann eine sehr konstante Temperatur und Luftfeuchte eingehalten
werden.
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Insbesondere
läßt sich
in dem erfindungsgemäßen Klimaschrank
das erfindungsgemäße Verfahren
zur Klimatisierung eines Klimaraumes durchführen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird während
des Befeuchtungsbetriebes das erste Gebläse in Betrieb genommen, um
Innenraumluft an einer Feuchtigkeitsoberfläche vorbei zu führen und
auf diese Weise zu befeuchten. Im Normalbetrieb wird die Luft im
Innenraum des zu klimatisierenden Klimaraumes mit Hilfe eines zweiten
Geblä ses
an einer Kühleinrichtung
vorbei geführt.
Für die
Entfeuchtung werden beide Gebläse
ausgeschaltet, so daß sich
die Feuchtigkeit an der Kühleinrichtung
niederschlagen und abtropfen kann. Durch die Verwendung von zwei Gebläsen bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren und
im erfindungsgemäßen Klimaschrank
ist dementsprechend eine sehr hohe Flexibilität möglich, die dennoch eine exakte
Einstellung und Aufrechterhaltung der Luftfeuchtigkeit und Temperatur
in dem Klimaraum sicherstellt.
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Bei
der Kühleinrichtung
des erfindungsgemäßen Klimaschrankes
kann es sich z. B. um einen in an sich von Kühleinrichtungen bekannter Weise zur
Aufrechterhaltung einer gewünschten
Temperatur gesteuerten Verdampfer handeln. Der Verdampfer ist vorzugsweise
an der Rückwand
des Klimaschrankes angeordnet, so daß er möglichst weit von der Türöffnung entfernt
ist.
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Insbesondere
kann das erste als Luftbefeuchtungsgebläse dienende Gebläse einen
Luftstrom über
der Oberfläche
des Feuchtigkeitsbehälters
erzeugen, so daß diese
Luft Feuchtigkeit aufnehmen kann und die Luftfeuchtigkeit sich erhöht.
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Um
eine sichere und präzise
Steuerung der zu befeuchtenden Luft oberhalb der Feuchtigkeitsoberfläche zu gewährleisten,
ist bei einer bevorzugten Ausführungsform
vorgesehen, daß der
Feuchtigkeitsbehälter
zwei in Ruhestellung dicht schließende Klappen aufweist. Diese
Klappen sind derart angeordnet, daß sich bei Erzeugung eines
Luftstromes mit Hilfe des ersten Gebläses beide Klappen im Luftstrom
befinden und sich öffnen,
wobei die eine Klappe stromaufwärts
und die andere Klappe stromabwärts
der Feuchtigkeitsoberfläche
angeordnet ist. Durch die Klappenregelung in der Befeuchtungseinheit
ist sichergestellt, daß sich
bei ungünstigen
Betriebsbedingungen keine zusätzliche
Feuchtigkeit im Innenraum niederschlägt. Bei abgeschaltetem ersten Gebläse sind
die Klappen geschlossen und der Feuchtigkeitsbehälter somit dicht abgeschlossen,
so daß eine
Luftbefeuchtung nicht stattfindet.
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Bevorzugterweise
stellt der Feuchtigkeitsbehälter
mit den zwei Klappen und dem ersten Gebläse eine modulartige Einheit
dar, die insgesamt in den Klimaschrank eingesetzt und als Ganzes
herausgenommen werden kann. Eine derartige Moduleinheit ist einfach
befüllbar
und leicht zu reinigen.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
wird der Feuchtigkeitsbehälter
automatisch über
einen Festwasseranschluß gefüllt oder
aus einem Vorratstank, der z. B. mit UV-Licht bestrahlt werden kann,
um eine antibakterielle Wirkung zu erzeugen.
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Zum
Beispiel bei einem automatisch arbeitenden Gerät kann der erfindungsgemäße Klimaschrank
einen Feuchtigkeitssensor umfassen, der z. B. durch Vermittlung
eines Mikroprozessors zur Steuerung der Gebläse eingesetzt werden kann.
Bei einer anderen Ausführungsform
kann der Feuchtigkeitssensor z. B. zur Erzeugung und Abgabe eines
Warnsignals eingesetzt werden, wenn die Feuchtigkeit einen vorbestimmten
gewünschten
Bereich verläßt.
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Sowohl
das erste als auch das zweite Gebläse können drehzahlgeregelt sein.
Die Regelung wird dabei z. B. in Abhängigkeit der Signale von einem Feuchtigkeitssensor
oder einem Temperatursensor z. B. über eine entsprechende Mikroprozessorschaltung
vorgenommen. Eine solche Drehzahlregelung entweder des ersten oder
des zweiten Gebläses
oder beider Gebläse
ermöglicht
eine noch exaktere Regelung der Klimaparameter im Klimaschrank.
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Bei
einer besonders vorteilhaften Weiterbildung umfaßt der Klimaschrank eine Steuerung,
die das erste Gebläse
ausschaltet, wenn die Feuchtigkeit im Innenraum des Klimaschrankes
einen ersten vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Dieser Grenzwert
kann z. B. unter Berücksichtigung
der Feuchtigkeitsverträglichkeit
des einzulegenden Gutes bestimmt werden. Durch Ausschalten des ersten Gebläses bei
erhöhter
Feuchtigkeit wird gewährleistet,
daß die
Luft nicht mehr zusätzlich
befeuchtet wird und somit der Luftfeuchtigkeitswert wieder sinkt.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist ggf. zusätzlich vorgesehen,
daß bei Überschreiten
eines zweiten Grenzwertes, der z. B. dem ersten Grenzwert entsprechen
kann, auch das zweite Gebläse
ausgeschaltet wird. Auf diese Weise wird die Luftzirkulation unterbrochen
und die Entfeuchtung weiter unterstützt. Die feuchte Luft kann
sich jetzt an der Kühleinrichtung
niederschlagen, ohne daß sie
von dem ersten Gebläse
weg transportiert wird. Die sich an der Kühleinrichtung niederschlagende
Luft kann abtropfen und z. B. über
eine Tauwasserablaufrinne abgeführt
werden.
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Um
die Befeuchtung während
des Befeuchtungsbetriebes noch zu steigern, kann ein Feuchtigkeitsbehälterheizelement
vorgesehen sein, das vorzugsweise unter dem Feuchtigkeitsbehälter angeordnet
ist. Während
des Befeuchtungsbetriebes bewirkt der Betrieb dieses Heizelementes
eine stärkere
Verdampfung an der Flüssigkeitsoberfläche und
somit eine stärkere
Befeuchtung der sich oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche bewegenden
Luft. Das Feuchtigkeitsbehälterheizelement
kann ebenfalls Teil des Befeuchtungsmodules sein.
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Das
Feuchtigkeitsbehälterheizelement
kann auch frei montiert oder z. B. in der Wärmeisolierung des Klimaschrankes
eingeschäumt
sein.
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Eine
Weiterbildung des erfindungsgemäßen Klimaschrankes
weist ein Innenraumheizelement auf. Bei niedriger Umgebungstemperatur
dient diese Innenraumheizung zur Aufrechterhaltung der gewünschten
konstanten Innentemperatur. Das Innenraumheizelement kann auch zusätzlich bei
der Entfeuchtung eingesetzt werden. Bei entsprechender Steuerung
der Innenraumheizung kann die Erhöhung der Temperatur ein Anspringen
der Kühleinrichtung bewirken,
so daß diese
einen verstärkten
Kühlbetrieb aufnimmt
und sich Feuchtigkeit aus der Luft an der Kühleinrichtung effektiv niederschlagen
kann.
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Der
erfindungsgemäße Klimaschrank
kann z. B. durch Leuchtdioden beleuchtet werden, deren UV-Anteil
klein oder gleich 0 ist, um z. B. die schonende Zigarrenlagerung
zu ermöglichen.
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Der
Klimaschrank kann mit einem Sichtfenster ausgerüstet sein. So kann z. B. eine
verglaste Tür vorgesehen
sein. Vorteilhafterweise wird dabei ein Glas eingesetzt, das die
UV-Strahlung verringert bzw. abhält,
um das Lagerungsgut vor UV-Strahlung zu schützen.
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Besonders
gut läßt sich
der erfindungsgemäße Klimaschrank
aufgrund seiner Flexibilität
bei der Einstellung und Aufrechterhaltung von Feuchtigkeit und Temperatur
als Humidor zur Zigarrenlagerung einsetzen. Zum Beispiel lassen
sich problemlos die Klimabedingungen des Herkunftslandes der Zigarren simulieren.
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Das
beschriebene erfindungsgemäße Verfahren
ist nicht auf die Anwendung in einem Klimaschrank beschränkt. Es
kann ebenso zur Klimatisierung eines kleinen Raumes, z. B. einer
Speisekammer, dienen.
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Die
Erfindung wird anhand der beiliegenden schematischen Figuren im
Detail erläutert.
Dabei zeigt:
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1:
den prinzipiellen Aufbau einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Klimaschrankes,
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2:
die Ausführungsform
des Klimaschrankes während
des Normalbetriebes,
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3:
die Ausführungsform
des Klimaschrankes während
des Befeuchtungsbetriebes, und
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4:
die Ausführungsform
des Klimaschrankes während
des Entfeuchtungsbetriebes.
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In
den Figuren sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet,
wobei in den einzelnen Figuren nur die jeweils relevanten Bezugsziffern
wiederholt werden.
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1 zeigt
einen erfindungsgemäßen Klimaschrank 1,
der ein in an sich bekannter Weise wärmeisoliertes Gehäuse 5 umfaßt. An der
Vorderseite 7 ist eine Zugangstür vorgesehen, die nicht im
einzelnen dargestellt ist. Der zu klimatisierende Innenraum ist
mit 3 bezeichnet.
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An
der Rückwand
befindet sich ein kompressorgetriebenes Verdampferelement 9,
wie es aus konventionellen Kühlgeräten bekannt
ist. 11 bezeichnet einen Ventilator bzw. ein Gebläse, das
einen Luftstrom in der z. B. in 2 und 3 bezeichneten Richtung 12 erzeugen
kann.
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Im
unteren Bereich des Klimaschrankes 1 ist ein Feuchtigkeitsbehälter 15 vorgesehen,
der im wesentlichen luftdicht abgeschlossen ist. In dem Feuchtigkeitsbehälter 15 befindet
sich während
des Betriebes Flüssigkeit 21.
Der Feuchtigkeitsbehälter 15 ist über dicht
schließende
Klappen 17 und 19 abgeschlossen. In der Ruhestellung,
die in 1 gezeigt ist, liegen die Klappen 17, 19 an
der jeweiligen Begrenzungswand des Feuchtigkeitsbehälters 15 an und
schließen
den Innenraum 3 des Klimaschrankes 1 gegen den
Innenraum des Feuchtigkeitsbehälters 15 dicht
ab. 13 bezeichnet ein Gebläse, das einen Luftstrom erzeugen
kann, wie er z. B. im unteren Teil der 3 durch
Pfeile 14 dargestellt ist. Unterhalb des Feuchtigkeitsbehälters 15 ist
eine Heizung 23 zur Erwärmung
der Flüssigkeit 21 in
den Bodenbereich des Flüssigkeitsbehälters 15 in
die Wärmeisolierung eingeschäumt. 25 bezeichnet
einen z. B. mit Hilfe eines Kohlefilters gefilterten Luftzugang
für den
Innenraum 3. Im Innenraum 3 des Klimaschrankes 1 ist
ein Innenraumheizelement 27 vorgesehen, das zur Erwärmung des
Innenraumes dient. Schließlich
bezeichnet 29 einen Tauwasserablauf, der z. B. zu einer Tauwasserrinne
führt und
Tauwasser, das sich am Verdampfer 9 niedergeschlagen hat,
z. B. auf eine Verdunstungsschale oberhalb eines nicht gezeigten Kühlkompressors
führt,
um dort zur Verdunstung zu führen.
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Nicht
gesondert gezeigt ist in 1 ein Feuchtigkeitsmesser im
Innenraum 3 des Klimaschrankes 1, der z. B. durch
ein Hygrometer oder ein Hygroclip gebildet sein kann. Der Klimaschrank
weist eine Steuerung der Feuchtigkeitsregelung z. B. in Form eines
mechanischen Hygrostaten auf, der z. B. hinter einer Gebläseabdeckung
des Gebläses 11 angeordnet
sein kann. Der Übersichtlichkeit
halber ist weder diese Gebläseabdeckung
noch der an sich bekannte Hygrostat gezeigt. Außerdem ist eine Temperaturmesseinrichtung
vorgesehen.
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Der
Feuchtigkeitsbehälter 15 ist
als Einheit ausgestaltet, die komplett aus dem Klimaschrank 1 herausgenommen
werden kann, um z. B. gereinigt oder gefüllt zu werden.
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Im
folgenden wird der Betrieb des erfindungsgemäßen Klimaschrankes 1 erläutert. Die
einzelnen Verfahrensschritte werden dabei z. B. automatisch durch
eine Mikroprozessorsteuerung bewirkt, die den Betrieb der Gebläse 11, 23 bzw.
der Heizungen 23, 27 in Abhängigkeit von Feuchtigkeit und
Temperatur regelt.
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2 zeigt
den Normalbetrieb des Klimaschrankes 1. Der Verdampfer 9 ist
in Betrieb, um Luft, die an ihm vorbei bewegt wird, zu kühlen. Die
durch das Gebläse 11 bewirkte
Luftbewegung ist in 2 mit Pfeilen dargestellt. Stärkere Pfeile
bezeichnen warme Luft, während
dünnere
Pfeile kältere
Luft schematisch andeuten. Während
die Luft am Verdampfer 9 vorbei streicht, wird sie abgekühlt. Auf
ihrem Weg durch den Innenraum 3 des Klimaschrankes 1 kühlt die
Luft den Innenraum 3 und das eingelegte Gut ab. Das Gebläse 13 ist
außer
Betrieb und die Klappen 17, 19 sind geschlossen.
Die umlaufende Luft kommt daher nicht mit der Feuchtigkeit 21 in Berührung. Abhängig von
der Temperatur im Klimaschrank 1, die auf konventionelle
Weise mit Hilfe eines entsprechenden Thermometers gemessen werden
kann, wird der Verdampfer 9 zur Kühlung bzw. das Gebläse 11 zur
Zirkulation betrieben.
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Ist
eine Erwärmung
des Innenraumes notwendig, um z. B. eine niedrige Umgebungstemperatur
auszugleichen, wird die Innenraumluft hingegen mit dem Innenraumheizelement 27 erwärmt.
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Wird
von dem nicht gezeigten Hygrostaten eine absinkende Luftfeuchtigkeit
angezeigt, so setzt die Mikroprozessorsteuerung das Gebläse 13 in Gang.
Durch den auf diese Weise erzeugten Luftstrom öffnen sich die Klappen 19 und 17,
so daß die Luft
durch den Feuchtigkeitsbehälter 15 hindurch
geführt
wird. Sie streicht über
die Flüssigkeitsoberfläche der
Flüssigkeit 21 hinweg
und wird dort befeuchtet. Auf diese Weise ist die Luftfeuchtigkeit
in dem Klimaschrank 1 regelbar. Sollte es die absinkende
Luftfeuchtigkeit zusätzlich
erfordern, kann mit Hilfe des Heizelementes 23 die Verdampfung
der Flüssigkeit 21 erhöht werden,
um den Befeuchtungsgrad der an der Oberfläche vorbeistreichenden Luft
weiter zu erhöhen.
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Währenddessen
wird die Luftzirkulation durch das Gebläse 11 unterstützt.
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Meldet
der Hygrostat einen erhöhten
Luftfeuchtigkeitswert, der z. B. schädlich für in dem Klimaschrank 1 gelagerte
Zigarren wäre,
wird der Entfeuchtungsbetrieb eingeleitet, der in 4 schematisch
dargestellt ist. Das Gebläse 13 wird
angehalten, so daß sich
die Klappen 17 und 19 wieder in ihre Ruhestellung
begeben und den Feuchtigkeitsbehälter 15 vom
Innenraum 3 des Klimaschrankes 1 abschließen. Das
Gebläse 11 wird
ebenfalls angehalten, um zu verhindern, daß sich am Verdampfer 9 gesammelte
Feuchtigkeit im Innenraum verteilt. Sich am Verdampfer 9 niederschlagende
Feuchtigkeit tropft vom Verdampfer ab und wird über den Tauwasserablauf 29 abgeführt.
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Bei
der Entfeuchtung kann zusätzlich
das Innenraumheizelement 27 betrieben werden. Auf diese Weise
wird dem Innenraum des Klimaschrankes 1 Wärme zugeführt und
die Laufzeit des Kältekreislaufes
des Verdampfers 9 erhöht
sich, um die Temperatur auf dem gewünschten niedrigen Niveau zu
halten. Durch die so verstärkte
Verdampferleistung erhöht sich
der Niederschlag von Feuchtigkeit am Verdampfer und ein zusätzlich wirksamer
Entfeuchtungsmechanismus tritt ein.
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Die
Steuerung des Klimaschrankes 1 ist dabei derart eingestellt
bzw. programmiert, daß eine entsprechende
Taktung der Heizungen 23, 27, der Gebläse 11, 13 sowie des
Verdampfers 9 einen gewünschten
engen Temperatur- bzw. Feuchtebereich einhält.
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Die
Feuchtigkeitskonstanz im Innenraum 3 des Klimaschrankes 1 kann
durch Verwendung entsprechender Materialien z. B. für Einlegeböden und Schubladen
erhöht
werden. Es eignen sich z. B. feuchtigkeitsspeichernde Materialien
aus Holz, insbesondere Zedernholz, Ton, Steckschwamm, Gips, ABV-Thermoplatten,
Acrylpolymer o.ä.
Auch die Innenraumverkleidungen und Luftführungen können aus diesen Stoffen bestehen.
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Der
Feuchtigkeitsbehälter 15 kann
zur Verbesserung der Luftbefeuchtung Stoffe enthalten, die die feuchtigkeitsabgebende
Fläche
vergrößern, z.
B. Lavagestein, Tongranulat, ABV-Thermoplatten, Acrylpolymer u.a.
In dem Feuchtigkeitsbehälter
können
Stoffe verwendet werden, die eine stabilisierende Wirkung auf die
Luftfeuchtigkeit im Innenraum aufweisen, z. B. Propylenglycol.
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Im
Feuchtigkeitsbehälter
kann eine UV-Lichtquelle vorgesehen sein, die zur Desinfektion der Flüssigkeit 21 verwendet
werden kann.
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Selbstverständlich kann
eine Anzeige des Füllgrades
vorgesehen sein, um auch von außen
erkennen zu können,
ob ausreichend Flüssigkeit
vorhanden ist.
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Der
Flüssigkeitsbehälter 15 ist
entweder als Ganzes herausnehmbar, um ihn reinigen und befüllen zu
können.
Ebenso kann eine automatische Befüllung aus einem gesonderten
Vorratstank vorgesehen sein, die dann durchgeführt wird, wenn der Füllstandsmesser
einen zu niedrigen Füllungsgrad
des Flüssigkeitsbehälters 15 anzeigt.
Zusätzlich
oder nur im Vorratstank kann dann eine oben bereits beschriebene
UV-Lichtquelle vorgesehen sein, um die Desinfektion sicherzustellen.
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Schließlich kann
der Flüssigkeitsbehälter 15 auch über einen
externen gefilterten Festwasseranschluß automatisch befüllt werden.
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Innerhalb
des Klimaschrankes sind auf den Verwendungszweck abgestimmte Ablageflächen vorgesehen,
wie z. B. Holzroste für
Weinflaschen, Klapproste zur Präsentation
von Zigarren oder Wein oder Auszugselemente für Zigarren und/oder Holzkisten. Vorteilhafterweise
sind diese Elemente aus Holz, insbesondere Zedernholz gestaltet,
die zusätzlich
zum Ausgleich von Feuchteschwankungen wirken.
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Um
Eindringen von UV-Licht zu dem eingelegten Gut auch bei einer Ausführungsform
mit verglaster Tür
zu verhindern, kann der Klimaschrank 1 mit einer Isolierglastür versehen
sein, die speziell UV-hemmend beschichtet ist. Der Innenraum des
Klimaschrankes kann mit Hilfe von Leuchtdioden beleuchtet werden,
die kein UV-Licht abgeben, um das eingelegte Gut zusätzlich vor
UV-Bestrahlung zu schützen.