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Die
Erfindung betrifft ein System zur Kühlung von Frachtgütern an
Bord eines Flugzeugs sowie einen mit dem Kühlsystem verbindbaren Frachtcontainer
zur Aufnahme von zum Transport an Bord eines Flugzeugs vorgesehenen
Frachtgütern.
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Der
Transport von Frachtgütern
auf dem Luftweg gewinnt insbesondere aufgrund der hierbei möglichen
sehr kurzen Transportzeiten zunehmend an Bedeutung. Viele Frachtgüter müssen jedoch auch
während
des Transports gekühlt
werden, wobei in vielen Fällen
eine Unterbrechung der Kühlkette nicht
erwünscht
oder erlaubt ist. Um ordnungsgemäße Lagerungsbedingungen
für kühl zu lagernde Frachtgüter während des
Transports an Bord eines Flugzeugs zu gewährleisten, werden gegenwärtig zwei
verschiedene Ansätze
verfolgt.
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Ein
erster Ansatz besteht darin, einen Frachtraum oder eine Frachtraumzone,
in dem bzw. in der kühl
zu Luftfrachtgüter
untergebracht sind, mit Hilfe der Flugzeugklimaanlage zu klimatisieren.
Hierzu wird der zu kühlende
Frachtraum bzw. die zu kühlende
Frachtraumzone über
zusätzliche,
an der Flugzeugklimaanlage vorgesehene Anschlüsse mit der Flugzeugklimaanlage
verbunden. Unter bestimmten Bedingungen, beispielsweise dem Vorliegen
einer entsprechenden Umgebungs- bzw. Außentemperatur, einer stabilen
Kabinentemperatur und dem Vorhandensein einer zusätzlichen
Frachtraumbodenisolierung sowie unter der Vorraussetzung, das die
Kabinen- und Frachtraumtüren
geschlossenen sind, können
in dem zu kühlenden
Frachtraum bzw. der zu kühlenden
Frachtraumzone mit Hilfe der Flugzeugklimaanlage Temperaturen im
Bereich zwischen +5°C und
+25°C eingestellt
werden.
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Eine
Flugzeugklimaanlage verfügt
grundsätzlich über zwei
unabhängige
Klimasysteme. Ein erstes Klimasystem der Flugzeugklimaanlage dient der
Klimatisierung der Flugzeugkabine, während ein zweites Klimasystem
der Flugzeugklimaanlage optional entweder zur Unterstützung des
ersten Klimasystems zur Klimatisierung der Flugzeugkabine oder zur Klimatisierung
des zu kühlenden
Frachtraums bzw. der zu kühlenden
Frachtraumzone eingesetzt werden kann. Da der Versorgung der Kabine
eine höhere Priorität eingeräumt wird
als der Kühlung
des Frachtraums, wird das zur Klimatisierung des zu kühlenden Frachtraums
vorgesehene zweite Klimasystem automatisch zur Unterstützung des
ersten Klimasystems zur Klimatisierung der Flugzeugkabine genutzt,
wenn die Kabine einen erhöhten
Kühlbedarf
hat.
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Eine
mit zwei unabhängigen
Klimasystemen ausgestattete Flugzeugklimaanlage ist verhältnismäßig komplex
und kostenaufwändig.
Darüber
hinaus hat eine derartige Flugzeugklimaanlage ein erhöhtes Gewicht
sowie einen gesteigerten Energieverbrauch. Schließlich kann
bei einem erhöhten
Kühlbedarf
der Kabine unter Umständen
keine ausreichende Klimatisierung des Frachtraums mehr sichergestellt
werden, da das eigentlich zur Klimatisierung des Frachtraums vorgesehene
zweite Klimasystem automatisch zur Unterstützung des ersten Klimasystems
zur Klimatisierung der Flugzeugkabine herangezogen wird. Ein weiterer
Nachteil der Frachtraum- bzw. Frachtraumzonenkühlung mit
Hilfe der Flugzeugklimaanlage besteht darin, dass die Flugzeugklimaanlage
lediglich eine begrenzte Kühlkapazität hat. Schließlich wird
bei der Frachtraum- bzw. Frachtraumzonenkühlung mit Hilfe der Flugzeugklimaanlage
der gesamte Frachtraum oder zumindest eine relativ große Frachtraumzone
gekühlt,
so dass Frachtgüter,
die bei höheren
Temperaturen transportiert werden müssen, nicht in den gleichen
Frachtraum bzw. die gleiche Frachtraumzone geladen werden können. Infolgedessen
kann unter Umständen
die Frachttransportkapazität
des Flugzeugs nicht optimal ausgenutzt werden.
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Zur
besseren Ausnutzung der Frachttransportkapazität eines Flugzeugs ist es daher
bekannt, zusätzlich
oder alternativ zu einer Frachtraum- bzw. Frachtraumzonenkühlung mit
Hilfe der Flugzeugklimaanlage für
den Transport von kühl
zu lagernden Frachtgütern
gekühlte
Spezialcontainer einzusetzen. Derartige Spezialcontainer umfassen
einen Speicherbehälter
zur Aufnahme von Trockeneis sowie einen batteriebetriebenen Lüfter. Der
Lüfter
dient dazu, zunächst
Luft über
das als Wärmesenke
wirkende Trockeneis zu leiten und anschließend die gekühlte Luft über die
zu kühlenden
Frachtgüter
zu blasen. Der Betrieb des Lüfters
wird üblicherweise
mit Hilfe einer elektronischen Steuereinheit gesteuert. Je nach
Ladezustand des Trockeneisspeicherbehälters können in einem gekühlten Spezialcontainer
Temperaturen im Bereich zwischen -20°C und +20°C eingestellt werden. Eine Erweiterung
dieses Temperaturbereichs auf einen Bereich zwischen -20°C und +30°C ist durch
die Integration einer zusätzlichen Heizeinheit
in den Spezialcontainer möglich.
Die Tiefsttemperatur von -20°C
wird dabei jedoch nur im instabilen Zustand erreicht, d.h. eine
konstante Kühlung
bei -20°C
ist nicht möglich.
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Derartige
mit Hilfe von Trockeneis gekühlte Spezialcontainer
weisen jedoch den Nachteil auf, dass vor der Beladung eine aufwendige,
von verschiedenen Faktoren, wie z.B. den Umgebungsbedingungen, der
Zuladung sowie der Zieltemperatur abhängige Verbrauchsberechnung
zur Bestimmung der in den Speicherbehälter zuzula denden Trockeneismenge
erforderlich ist. Darüber
hinaus weist der Spezialcontainer durch das Erfordernis, bis zu
300 kg Trockeneis zuladen zu müssen
sowie aufgrund des Gewichts der weiteren für die Kühlung des Containers erforderlichen
Komponenten ein erhöhtes
Leergewicht und somit eine verringerte Ladekapazität auf. Im übrigen ist
die Betriebsdauer aufgrund der begrenzten Speicherkapazität für Trockeneis
sowie aufgrund der begrenzten Batteriekapazität des Lüfters begrenzt.
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Weitere
Nachteile entstehen unmittelbar durch die Verwendung von Trockeneis
als Wärmesenke.
Beispielsweise führt
die Kühlung
mit Trockeneis aufgrund der Tatsache, dass mit dem zur Verteilung
der gekühlten
Luft eingesetzten Lüfter
keine völlig
gleichmäßige Verteilung
der Luft über
die Frachtgüter
möglich
ist, zu einer inhomogenen Temperaturverteilung im Container. Darüber hinaus
setzt Trockeneis CO2 frei und muss daher
als Gefahrengut deklariert werden. Infolgedessen sind beim Transport von
Trockeneis Vorschriften zum Gefahrenguttransport sowie üblicherweise
vom Flugzeugtyp abhängige
Maximalzuladungen einzuhalten. Schließlich ist der Transport bestimmter
Frachtgüter
gemeinsam mit Trockeneis verboten oder es müssen zumindest Mindestabstände zwischen
den Frachtgütern
und dem Trockeneis eingehalten werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühlsystem sowie einen mit dem
Kühlsystem
verbindbaren Frachtcontainer bereitzustellen, mit denen eine energieeffiziente
und zuverlässige
Kühlung
von Frachtgütern
an Bord eines Flugzeugs möglich
ist.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe umfasst ein System zur Kühlung von Frachtgütern an
Bord eines Flugzeugs gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung eine Kälteerzeugungseinrichtung
sowie eine Kühlstation,
der mittels eines Kälteträgermediums
von der Kälteerzeugungseinrichtung
erzeugte Kühlenergie
zugeführt
wird. Die Kühlstation
ist mit einem Frachtraum bzw. einer gegebenenfalls thermisch isolierten
Frachtraumzone des Flugzeugs verbindbar, um die der Kühlstation
zugeführte
Kühlenergie
in den Frachtraum bzw. die Frachtraumzone abzuleiten.
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Die
Kälteerzeugungseinrichtung
kann beispielsweise über
einen Kühlkreislauf,
in dem das Kälteträgermedium
mit Hilfe einer Fördereinrichtung,
wie z.B. einer Pumpe, im Kreislauf geführt wird, mit der Kühlstation
verbunden sein. Als Kälteträgermedium kann
beispielsweise CO2, R134A (CH2F – CF3) oder Galden® HAT
135, erhältlich
von der Firma Solvay Solexis eingesetzt werden. Die Kühlstation
ist vorzugsweise als Luftkühleinrichtung
mit einem Wärmetauscher
ausgebildet, der über
eine Lufteinlassöffnung
zu kühlende
Luft zugeführt
wird. Die der Kühlstation
zugeführte
Luft wird dann in dem Wärmetauscher
infolge des thermischen Kontakts mit dem durch den Wärmetauscher
geleiteten Kälteträgermedium
auf die gewünschte
tiefe Temperatur abgekühlt und
verlässt
die Kühlstation
durch eine Luftauslassöffnung.
Das erfindungsgemäße System
zur Kühlung von
Frachtgütern
an Bord eines Flugzeugs kann lediglich eine Kühlstation, bei Bedarf jedoch
auch mehrere Kühlstationen
umfassen, die mit dem Frachtraum bzw. einer gegebenenfalls thermisch
isolierten Frachtraumzone des Flugzeugs verbindbar sind, um die
der Kühlstation
zugeführte
Kühlenergie
in den Frachtraum bzw. die Frachtraumzone abzuleiten.
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Grundsätzlich kann
das erfindungsgemäße System
zur Kühlung
von Frachtgütern
an Bord eines Flugzeugs separat von weiteren an Bord des Flugzeugs
vorhandenen Kühlsystemen
ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße System
jedoch in ein zentrales Kühlsystem
des Flugzeugs integriert. Die Kälteerzeugungseinrichtung
wird dann durch eine beispielsweise im Unterflurbereich des Flugzeugs
angeordnete zentrale Kälteerzeugungseinrichtung
gebildet, die über
einen Kühlkreislauf
mit einer Mehrzahl von Kühlstationen
verbunden ist. Kühlstationen
des zentralen Kühlsystems,
die nicht der Kühlung
des Flugzeugfrachtraums dienen, können beispielsweise dazu vorgesehen
sein, im Bereich der Bordküchen
angeordnete Lebensmittelcontainer mit kalter Luft zu versorgen und/oder
elektronischen Komponenten eines Avioniksystems Kühlenergie
zuzuführen.
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Vorzugsweise
sind die einzelnen Kühlstationen
des zentralen Kühlsystems
in der Nähe
ihrer Einsatzorte angeordnet. Eine Kühlstation zur Kühlung von
Lebensmittelcontainern kann demnach in der Nähe einer Bordküche, eine
Kühlstation
zur Kühlung der
elektronischen Komponenten des Avioniksystems unterhalb des Cockpits
und eine Kühlstation
zur Kühlung
des Flugzeugfrachtraums in der Nähe
des Frachtraum, beispielsweise in den seitlichen Dreiecksbereich
des Flugzeugs angeordnet sein.
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Durch
das erfindungsgemäße System
wird eine zuverlässige
und energieeffiziente Kühlung
von kühl
zu lagernden Frachtgütern
in einem Frachtraum oder einer gegebenenfalls thermisch isolierten Frachtraumzone
gewährleistet.
Die Flugzeugklimaanlage wird nicht länger zur Klimatisierung des Frachtraums
benötigt
und erfährt
dadurch eine starke Entlastung. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße System
auf verhältnismäßig einfache
Art und Weise so ausgelegt werden, dass im Frachtraum des Flugzeugs
Temperaturen eingestellt werden können, die in einem Bereich
liegen, der gegenüber
dem mit Hilfe der Flugzeugklimaanlage einzustellenden Temperaturbereich
deutlich erweitert ist.
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Das
erfindungsgemäße System
zur Kühlung von
Frachtgütern
kann insbesondere dann, wenn das System in ein zentrales Kühlsystem
eines Flugzeugs integriert ist, verhältnismäßig einfach und ohne großen zusätzlichen
Aufwand gesteuert und überwacht werden.
Beispielsweise kann in dem Kühlkreislauf zwischen
der Kälteerzeugungseinrichtung
und der mit dem Frachtraum des Flugzeugs verbindbaren Kühlstation
oder zwischen der Kühlstation
und dem Frachtraum ein elektronisch ansteuerbares Ventil angeordnet
sein, das im geöffneten
Zustand die Zufuhr von Kühlenergie
in den Frachtraum ermöglicht
und im geschlossenen Zustand unterbricht. Darüber hinaus können Daten,
beispielsweise Temperaturdaten, aus dem Frachtraum des Flugzeugs
in das Netzwerk des zentralen Kühlsystems
eingespeist und somit auf einfache Art und Weise vom Cockpit oder
der Kabine aus überwacht
werden.
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Vorzugsweise
weist die Kühlstation
des erfindungsgemäßen Systems
zur Kühlung
von Frachtgütern
an Bord eines Flugzeugs eine Luftauslassöffnung auf, die mit einer in
einer Frachtraumverkleidung vorgesehenen Lufteinlassöffnung verbindbar ist.
Zur Verbindung der Luftauslassöffnung
der Kühlstation
mit der in der Frachtraumverkleidung vorgesehenen Lufteinlassöffnung kann
beispielsweise eine Verbindungsleitung vorgesehen sein, die integriert
mit der Kühlstation
ausgebildet ist abdichtend mit der in der Frachtraumverkleidung
ausgebildeten Lufteinlassöffnung
verbunden ist. Alternativ dazu kann die Verbindungsleitung auch
lösbar
an der Kühlstation
befestigt und abdichtend mit der Luftauslassöffnung der Kühlstation
verbunden sein.
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Die
Kühlstation
des erfindungsgemäßen Systems
zur Kühlung
von Frachtgütern
an Bord eines Flugzeugs weist ferner vorzugsweise eine Lufteinlassöffnung auf,
die mit einer in der Frachtraumverkleidung vorgesehenen Luftauslassöffnung verbindbar ist.
Dadurch kann die dem Frachtraum von der Kühlstation zugeführte Kaltluft
im Kreislauf geführt
werden, d.h. die durch den thermischen Kontakt mit den zu kühlenden
Frachtgütern
erwärmte
Kaltluft kann wieder in die Kühlstation
zurückgeführt und
dort, beispielsweise in einem Wärmetauscher,
durch thermischen Kontakt mit dem Kälteträgermedium wieder auf die gewünschte tiefe
Temperatur abgekühlt
werden.
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Zur
Verbindung der Lufteinlassöffnung
der Kühlstation
mit der in der Frachtraumverkleidung vorgesehenen Luftauslassöffnung kann
eine weitere Verbindungsleitung vorgesehen sein, die integriert mit
der Kühlstation
ausgebildet ist abdichtend mit der in der Frachtraumverkleidung
ausgebildeten Luftauslassöffnung
verbunden ist. Alternativ dazu kann die weitere Verbindungsleitung
auch lösbar
an der Kühlstation
befestigt und abdichtend mit der Lufteinlassöffnung der Kühlstation
verbunden sein.
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Gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung umfasst ein System zur Kühlung von Frachtgütern an
Bord eines Flugzeugs eine Kälteerzeugungseinrichtung
sowie eine Kühlstation,
der mittels eines Kälteträgermediums
von der Kälteerzeugungseinrichtung
erzeugte Kühlenergie
zugeführt wird,
wobei die Kühlstation
mit einem Frachtcontainer an Bord des Flugzeugs verbindbar ist,
um die der Kühlstation
zugeführte
Kühlenergie
in den Frachtcontainer abzuleiten. Im Unterschied zu der oben beschriebenen
ersten Ausführungsform
eines Systems zur Kühlung
von Frachtgütern
an Bord eines Flugzeugs ermöglicht
ein derartiges System die selektive Kühlung einzelner im Frachtraum
eines Flugzeugs angeordneter Frachtcontainer. Im Übrigen können die
Kälteerzeugungseinrichtung
sowie die Kühlstation
des Kühlsystems,
wie oben im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben,
ausgebildet sein.
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Vorzugsweise
weist die Kühlstation
des erfindungsgemäßen Systems
zur Kühlung
von Frachtgütern
an Bord eines Flugzeugs eine Luftauslassöffnung auf, die mit einer in
einer Frachtcontainerwand vorgesehenen Lufteinlassöffnung verbindbar
ist. Die Kühlstation
des Kühlsystems
kann somit auf einfache Art und Weise mit dem Frachtcontainer verbunden werden,
um dem Frachtcontainer von der Kühlstation erzeugte
Kaltluft zuzuführen.
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Zur
Verbindung der Luftauslassöffnung
der Kühlstation
mit der in der Frachtcontainerwand vorgesehenen Lufteinlassöffnung ist
vorzugsweise ein erstes Kupplungselement vorgesehen. Das erste Kupplungselement
kann beispielsweise durch eine in einer Frachtraumverkleidung ausgebildete
erste Anschlussöffnung
hindurchgeführt
sein. Mit Hilfe des ersten Kupplungselements kann die Luftauslassöffnung der
Kühlstation
besonders einfach mit der in der Frachtcontainerwand ausgebildeten
Lufteinlassöffnung
verbunden werden, wenn der Frachtcontainer an der entsprechenden
Position im Frachtraum des Flugzeugs positioniert ist.
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Das
erste Kupplungselement kann ein erstes Dichtelement zur abdichtenden
Verbindung des ersten Kupplungselements mit der Luftauslassöffnung der
Kühlstation
umfassen. Alternativ dazu kann das erste Kupplungselement jedoch
auch derart integriert mit der Kühlstation
ausgebildet sein, dass auf das erste Dichtelement verzichtet werden
kann. Ferner kann das erste Kupplungselement ein zweites Dichtelement
zur abdichtenden Verbindung des ersten Kupplungselements mit der
in der Frachtcontainerwand vorgesehenen Lufteinlassöffnung umfassen. Durch
ein derartig ausgebildetes erstes Kupplungselement wird sichergestellt,
dass die von der Kühlsta tion
erzeugte Kaltluft ohne nennenswerte Verluste in den Frachtcontainer
abgeleitet werden kann.
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Vorzugsweise
weist die Kühlstation
des erfindungsgemäßen Systems
zur Kühlung
von Frachtgütern
an Bord eines Flugzeugs eine Lufteinlassöffnung auf. Durch die Lufteinlassöffnung wird
der Kühlstation
Luft zugeführt,
die in der Kühlstation
durch thermischen Kontakt mit dem Kälteträgermedium auf die gewünschte tiefe
Temperatur abgekühlt
wird. Die Lufteinlassöffnung
der Kühlstation
kann mit der Umgebungsatmosphäre
verbunden sein, so dass der Kühlstation
des Kühlsystems
aus der Umgebungsatmosphäre
Luft zugeführt
werden kann. Alternativ dazu kann die Lufteinlassöffnung der
Kühlstation
jedoch auch mit einer in der Frachtcontainerwand vorgesehenen Luftauslassöffnung verbindbar
sein. Dadurch kann von der Kühlstation
erzeugte Kaltluft im Kreislauf geführt werden, d.h. durch die
Lufteinlassöffnung
in der Frachtcontainerwand zugeführte
Kaltluft, die durch den thermischen Kontakt mit den zu kühlenden
Frachtgütern
erwärmt
worden ist, kann durch die in der Frachtcontainerwand vorgesehene Luftauslassöffnung zur
erneuten Abkühlung
zur Kühlstation
zurückgeführt werden.
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Zur
Verbindung der Lufteinlassöffnung
der Kühlstation
mit der in der Frachtcontainerwand vorgesehenen Luftauslassöffnung ist
vorzugsweise ein zweites Kupplungselement vorgesehen, das eine rasche
und einfache Verbindung der Lufteinlassöffnung der Kühlstation
mit der in der Frachtcontainerwand ausgebildeten Luftauslassöffnung ermöglicht.
Das zweite Kupplungselement kann durch eine in der Frachtraumverkleidung
ausgebildete zweite Anschlussöffnung
hindurchgeführt
sein.
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Das
zweite Kupplungselement kann ein erstes Dichtelement zur abdichtenden
Verbindung des zweiten Kupplungselements mit der Lufteinlassöffnung der
Kühlstation
umfassen. Alternativ dazu kann das zweite Kupplungselement jedoch
auch derart integriert mit der Kühlstation
ausgebildet sein, dass auf das erste Dichtelement verzichtet werden
kann. Ferner kann das zweite Kupplungselement ein zweites Dichtelement
zur abdichtenden Verbindung des zweiten Kupplungselements mit der
in der Frachtcontainerwand vorgesehenen Luftauslassöffnung umfassen.
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Ein
erfindungsgemäßer Frachtcontainer
zur Aufnahme von zum Transport an Bord eines Flugzeugs vorgesehenen
Frachtgütern
ist mit einer Kühlstation
eines Systems zur Kühlung
von Frachtgütern an
Bord eines Flugzeugs verbindbar. Wie oben erläutert, umfasst das System zur
Kühlung
von Frachtgütern
an Bord eines Flugzeugs eine Kälteerzeugungseinrichtung
sowie eine Kühlstation,
der mittels eines Kälteträgerme diums
von der Kälteerzeugungseinrichtung
erzeugte Kühlenergie
zugeführt
wird. Durch die Verbindung des erfindungsgemäßen Frachtcontainers mit der
Kühlstation
des Kühlsystems
ist die der Kühlstation
von der Kälteerzeugungseinrichtung zugeführte Kühlenergie
unmittelbar in den Frachtcontainer ableitbar. Der erfindungsgemäße Frachtcontainer
ermöglicht
eine zuverlässige
und energieeffiziente Kühlung
von in dem Frachtcontainer gelagerten Frachtgütern.
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Gegenüber aus
dem Stand der Technik bekannten gekühlten Frachtcontainern weist
der erfindungsgemäße Frachtcontainer
eine Reihe von Vorteilen auf. Da zur Kühlung des Containers nicht
länger
Trockeneis erforderlich ist, hat der erfindungsgemäße Frachtcontainer
ein verringertes Leergewicht und daher eine erhöhte Beladungskapazität. Darüber hinaus
können
die oben beschriebenen in Verbindung mit der Verwendung von Trockeneis
zur Kühlung
von in einem Frachtcontainer gelagerten Frachtgütern auftretenden Nachteile
vermieden werden.
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Vorzugsweise
weist der Frachtcontainer eine in einer Frachtcontainerwand vorgesehene
Lufteinlassöffnung
auf, die mit einer Luftauslassöffnung
der Kühlstation
verbindbar ist. Der Frachtcontainer ist somit auf rasche und einfache
Art und Weise an die Kühlstation
des Kühlsystems
anschließbar
und mit von der Kühlstation
erzeugter Kühlenergie
zu versorgen.
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Darüber hinaus
kann der Frachtcontainer eine in der Frachtcontainerwand vorgesehene
Luftauslassöffnung
aufweisen, die mit einer Lufteinlassöffnung der Kühlstation
verbindbar ist. Von der Kühlstation
erzeugte Kaltluft kann dann nach ihrer Erwärmung durch den thermischen
Kontakt mit den in dem Frachtcontainer gelagerten Frachtgütern zur
Lufteinlassöffnung
der Kühlstation
zurückgeführt und
in der Kühlstation
wieder auf die gewünschte
tiefe Temperatur abgekühlt
werden.
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Eine
dritte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Systems
zur Kühlung
von Frachtgütern
an Bord eines Flugzeugs umfasst eine Kälteerzeugungseinrichtung, die
mit einer Kühlstation
verbindbar ist, um der Kühlstation
mittels eines Kälteträgermediums
von der Kälteerzeugungseinrichtung
erzeugte Kühlenergie
zuzuführen.
Die Kälteerzeugungseinrichtung
und die Kühlstation
können
dabei, wie oben im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Kühlsystems
erläutert,
ausgebildet sein. Die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlsystems
zeichnet sich dadurch aus, dass die Kühlstation in einen Frachtcontainer
zur Aufnahme von zum Transport an Bord eines Flugzeugs vorgesehenen
Frachtgütern
integriert und dazu eingerichtet ist, die der Kühlstation zugeführte Kühlenergie
in den Frachtcontainer abzuleiten. Durch die Integration der Kühlstation
in den zu kühlenden
Frachtcontainer kann der Einbauraum für die Kühlstation an Bord des Flugzeugs
anderweitig genutzt werden. Darüber
hinaus ist die Montage sowie die Wartung einer in einen Frachtcontainer
integrierten Kühlstation
einfacher und kostengünstiger als
die Montage und Wartung einer fest an Bord des Flugzeugs installierten
Kühlstation.
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Bei
der dritten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Systems
zur Kühlung
von Frachtgütern
an Bord eines Flugzeugs weist die Kälteerzeugungseinrichtung des
Systems vorzugsweise eine Kälteträgermediumauslassöffnung auf,
die mit einer in einer Frachtcontainerwand vorgesehenen Kälteträgermediumeinlassöffnung verbindbar
ist. Die in den Frachtcontainer integrierte Kühlstation kann somit auf rasche
und einfache Art und Weise an einen mit der Kälteerzeugungseinrichtung verbundenen Kühlkreislauf
angeschlossen werden.
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Zur
Verbindung der Kälteträgermediumauslassöffnung der
Kälteerzeugungseinrichtung
mit der in der Frachtcontainerwand vorgesehenen Kälteträgermediumeinlassöffnung kann
ein erstes Verbindungselement vorgesehen sein. Das Verbindungselement
kann durch eine in einer Frachtraumverkleidung ausgebildete erste
Verbindungsöffnung
hindurchgeführt
sein.
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Das
erste Verbindungselement kann ein erstes Dichtelement zur abdichtenden
Verbindung des ersten Verbindungselements mit der Kälteträgermediumauslassöffnung der
Kälteerzeugungseinrichtung umfassen.
Alternativ dazu kann das erste Verbindungselement jedoch auch integriert
mit der Kälteerzeugungseinrichtung
des erfindungsgemäßen Kühlsystems
ausgebildet sein und/oder einen Abschnitt eines mit der Kälteerzeugungseinrichtung
verbundenen Kühlkreislaufs
bilden, an den weitere Kühlstationen
eines zentralen Kühlsystems
des Flugzeugs angeschlossen sein können. Ferner kann das erste
Verbindungselement mit einem zweiten Dichtelement zur abdichtenden
Verbindung des ersten Verbindungselements mit der in der Frachtcontainerwand vorgesehenen
Kälteträgermediumeinlassöffnung versehen
sein.
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Die
Kälteerzeugungseinrichtung
des erfindungsgemäßen Systems
zur Kühlung
von Frachtgütern
an Bord eines Flugzeugs kann ferner eine Kälteträgermediumeinlassöffnung aufweisen,
die mit einer in der Frachtcontainerwand vorgesehenen Kälteträgermediumauslassöffnung verbindbar
ist. Von der Kälteerzeugungseinrichtung
auf eine tiefe Temperatur abgekühltes
Kälteträgermedium,
das in der in den Frachtcontainer integrierten Kühlstation, beispielsweise in
einem Wärmetauscher
durch Abgabe seiner Kühlenergie
an die die Kühlstation
durchströmende Luft
erwärmt
worden ist, kann somit in die Kälteerzeugungseinrichtung
zurückgeführt und
dort wieder auf die gewünschte
tiefe Temperatur abgekühlt
werden.
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Zur
Verbindung der Kälteträgermediumeinlassöffnung der
Kälteerzeugungseinrichtung
mit der in der Frachtcontainerwand vorgesehenen Kälteträgermediumauslassöffnung kann
ein zweites Verbindungselement vorgesehen sein, das eine rasche
und einfache Verbindung der Kälteträgermediumeinlassöffnung der
Kälteerzeugungseinrichtung
mit der Kälteträgermediumauslassöffnung in
der Frachtcontainerwand ermöglicht.
Vorzugsweise ist das zweite Verbindungselement durch eine in einer
Frachtraumverkleidung ausgebildete zweite Verbindungsöffnung hindurchgeführt.
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Das
zweite Verbindungselement kann ein erstes Dichtelement zur abdichtenden
Verbindung des zweiten Verbindungselements mit der Kälteträgermediumeinlassöffnung der
Kälteerzeugungseinrichtung
umfassen. Alternativ dazu kann das zweite Verbindungselement jedoch
auch integriert mit der Kälteerzeugungseinrichtung
ausgebildet sein und/oder einen Abschnitt eines mit der Kälteerzeugungseinrichtung
verbundenen Kühlkreislaufs
bilden, an den weitere Kühlstationen
eines zentralen Kühlsystems
des Flugzeugs angeschlossen sein können. Darüber hinaus kann das zweite
Verbindungselement ein zweites Dichtelement zur abdichtenden Verbindung
des zweiten Verbindungselements mit der in der Frachtcontainerwand
vorgesehenen Kälteträgermediumauslassöffnung umfassen.
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Vorzugsweise
weist das erfindungsgemäße Kühlsystem
ferner ein elektrisches Anschlusselement zur elektrischen Verbindung
der in den Frachtcontainer integrierten Kühlstation auf, das durch eine in
der Frachtraumverkleidung ausgebildete dritten Verbindungsöffnung hindurchgeführt ist.
Das elektrische Anschlusselement erlaubt es, die in den Frachtcontainer
integrierte Kühlstation über das
Netz eines zentralen Kühlsystems
oder das Bordnetz des Flugzeugs auf einfache Art und Weise mit elektrischer
Energie zu versorgen, sobald sich der Frachtcontainer in seiner
vorgesehenen Position an Bord des Flugzeugs befindet.
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Eine
zweite Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Frachtcontainers
zur Aufnahme von zum Transport an Bord eines Flugzeugs vorgesehenen
Frachtgütern
umfasst eine in den Frachtcontainer integrierte Kühlstation.
Diese Kühlstation
ist mit einer Kälteerzeugungseinrichtung
eines Systems zur Kühlung
von Frachtgütern
an Bord eines Flugzeugs verbindbar, um der Kühlstation mittels eines Kälteträgermediums
von der Kälteerzeugungseinrichtung
erzeugte Kühlenergie
zuzuführen.
Die der Kühlstation zugeführte Kühlenergie
ist in den Frachtcontainer ableitbar und kann somit zur Kühlung von
in dem Frachtcontainer gelagerten Frachtgütern verwendet werden.
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Vorzugsweise
weist der Frachtcontainer eine in einer Frachtcontainerwand vorgesehene
Kälteträgermediumeinlassöffnung auf,
die mit einer Kälteträgermediumauslassöffnung der
Kälteerzeugungseinrichtung
verbindbar ist. Die in den Frachtcontainer integrierte Kühlstation
kann somit auf einfache Art und Weise in einen Kühlkreislauf integriert werden, über den
mittels des Kälteträgermediums
die von der Kälteerzeugungseinrichtung
erzeugte Kühlenergie
an die in den Frachtcontainer integrierte Kühlstation übertragen werden kann.
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Der
Frachtcontainer weist ferner eine in der Frachtcontainerwand vorgesehene
Kälteträgermediumauslassöffnung auf,
mit einer Kälteträgermediumeinlassöffnung der
Kälteerzeugungseinrichtung verbindbar
ist. Dadurch kann das von der Kälteerzeugungseinrichtung
auf die gewünschte
tiefe Temperatur abgekühlte
und beim Durchströmen
eines Wärmetauschers
in der Kühlstation
durch Abgabe seiner Kühlenergie
erwärmte
Kälteträgermedium
zur Kälteerzeugungseinrichtung
zurückgeführt und
dort wieder auf die gewünschte
tiefe Temperatur abgekühlt werden.
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Der
erfindungsgemäße Frachtcontainer weist
ferner einen in einer Frachtcontainerwand vorgesehenen elektrischen
Verbinder auf, der zur elektrischen Verbindung der in den Frachtcontainer
integrierten Kühlstation
mit dem elektrischen Anschlusselement des Kühlsystems verbindbar ist.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nun anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen
näher erläutert, von
denen:
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1 eine
erste Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Systems
zur Kühlung
von Frachtgütern
an Bord eines Flugzeugs zeigt,
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2 eine
zweite Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Systems
zur Kühlung
von Frachtgütern
an Bord eines Flugzeugs sowie eine erste Ausführungsform eines zugehörigen Frachtcontainers
zur Aufnahme der Frachtgüter
zeigt,
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3 eine
Modifikation der in 2 dargestellten zweiten Ausführungsform
eines Systems zur Kühlung
von Frachtgütern
an Bord eines Flugzeugs sowie eine Modifikation der in 2 dargestellten ersten
Ausführungs form
eines zugehörigen
Frachtcontainers zur Aufnahme der Frachtgüter zeigt, und
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4 eine
dritte Ausführungsform
eines Systems zur Kühlung
von Frachtgütern
an Bord eines Flugzeugs sowie eine zugehörige zweite Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Frachtcontainers
zur Aufnahme der Frachtgüter
zeigt.
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In 1 ist
eine erste Ausführungsform
eines Systems 10 zur Kühlung
von Frachtgütern
an Bord eines Flugzeugs gezeigt. Das System 10 ist in ein
zentrales Kühlsystem 12 des
Flugzeugs integriert, das eine Kälteerzeugungseinrichtung
sowie eine Mehrzahl von Kühlstationen
umfasst. Die Kühlstationen
des zentralen Kühlsystems
sind über
einen Kühlkreislauf,
in dem Galden® HAT
135, erhältlich von
der Firma Solvay Solexis als Kälteträgermedium von
einer Pumpe im Kreislauf geführt
wird, mit der Kälteerzeugungseinrichtung
verbunden. Über
das Kälteträgermedium
wird den einzelnen Kühlstationen die
von der Kälteerzeugungseinrichtung
erzeugte Kühlenergie
zugeführt.
In dem Kühlkreislauf
sind stromaufwärts
einer jeden Kühlstation
elektronisch ansteuerbare Ventile angeordnet, die im geschlossenen
Zustand die Zufuhr von Kälteträgermedium
und somit Kühlenergie
zu der jeweiligen Kühlstation
unterbinden und im geöffneten
Zustand die Zufuhr von Kälteträgermedium
und somit Kühlenergie
zu der jeweiligen Kühlstation
zulassen.
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Einige
Kühlstationen
des zentralen Flugzeugkühlsystems
dienen der Kühlung
von im Bereich der Bordküchen
des Flugzeugs angeordneten Lebensmittelcontainern bzw. führen elektronischen Komponenten
eines Avioniksystems Kühlenergie
zu. Die zur Kühlung
der Lebensmittelcontainer eingesetzten Kühlstationen sind im Bereich
der Bordküchen
installiert, während
die Kühlstation
oder Kühlstationen
zur Kühlung
des Avioniksystems in einem Bereich unterhalb des Cockpits angeordnet
sind.
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Jede
Kühlstation
ist als Luftkühleinheit
ausgebildet und umfasst einen Wärmetauscher,
in dem das von der Kälteerzeugungseinrichtung
auf eine tiefe Temperatur abgekühlte
Kälteträgermedium
in thermischen Kontakt mit in die Kühlstation zugeführter Luft
gebracht wird. Durch den thermischen Kontakt mit dem Kälteträgermedium
wird die Luft abgekühlt, so
dass jede Kühlstation
Kühlenergie
in Form von Kaltluft abgibt.
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Eine
in einem Frachtraumbereich in den seitlichen Dreiecksbereichen des
Flugzeugs installierte Kühlstation 14 des
in das zentrale Kühlsystem 12 des Flugzeugs
integrier ten Systems 10 zur Kühlung von Frachtgütern an
Bord eines Flugzeugs weist eine Luftauslassöffnung 16 auf, die über eine
Verbindungsleitung 18 mit einer in einer Frachtraumverkleidung 20 vorgesehenen
Lufteinlassöffnung 22 verbunden
ist. In der Kühlstation
abgekühlte
Luft kann somit in einen Frachtraum 24 oder eine gegebenenfalls
thermisch isolierte Frachtraumzone des Flugzeugs zugeführt werden
und dort zur Kühlung
von in einem Frachtcontainer 26 oder mehreren Frachtcontainern
gelagerten Frachtgütern
dienen.
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Die
Kühlstation 14 weist
ferner eine Lufteinlassöffnung 28 zur
Zufuhr von in der Kühlstation 14 abzukühlender
Luft in die Kühlstation 14 auf.
Die Lufteinlassöffnung 28 der
Kühlstation
ist über
eine weitere Verbindungsleitung 30 mit einer in der Frachtraumverkleidung 20 vorgesehenen
Luftauslassöffnung 32 verbunden.
Von der Kühlstation 14 in
den Frachtraum 24 zugeführte
Kaltluft, die im Frachtraum 24 durch thermischen Kontakt
mit den zu kühlenden
Frachtgütern
erwärmt
wird, kann somit über
die in der Frachtraumverkleidung 20 ausgebildete Luftauslassöffnung 32 und
die Lufteinlassöffnung 28 in
die Kühlstation 14 zurückgeführt und
dort wieder auf die gewünschte tiefe
Temperatur abgekühlt
werden.
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2 zeigt
eine zweite Ausführungsform
eines Systems 10' zur
Kühlung
von Frachtgütern
an Bord eines Flugzeugs. Das System 10' zur Kühlung von Frachtgütern an
Bord eines Flugzeugs ist, wie das in der 1 dargestellte
System 10, in ein zentrales Kühlsystem 12' des Flugzeugs
mit einer Kälteerzeugungseinrichtung
sowie einer Mehrzahl von Kühlstationen
integriert, denen durch ein in einem Kühlkreislauf von einer Pumpe
im Kreislauf geführtes Kälteträgermedium
von der Kälteerzeugungseinrichtung
erzeugte Kühlenergie
zugeführt
wird. Eine Kühlstation 14' des Systems 10' zur Kühlung von
Frachtgütern
an Bord eines Flugzeugs ist, wie bei dem in der 1 gezeigten
System 10, in einem Frachtraumbereich in den seitlichen
Dreiecksbereichen des Flugzeugs installiert.
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Im
Unterschied zu dem in der 1 dargestellten
System 10 ist bei dem in der 2 gezeigten System 10' zur Kühlung von
Frachtgütern
an Bord eines Flugzeugs eine Luftauslassöffnung 16' der Kühlstation 14' jedoch unmittelbar
mit einer in einer Frachtcontainerwand 34 vorgesehenen
Lufteinlassöffnung 36 verbunden.
Zur Verbindung der Luftauslassöffnung 16' der Kühlstation 14' mit der in
der Frachtcontainerwand 34 vorgesehenen Lufteinlassöffnung 36 dient
ein integriert mit der Kühlstation 14' ausgebildetes
erstes Kupplungselement 38. Das erste Kupplungselement 38 erstreckt
sich von der Luftauslassöffnung 16' der Kühlstation 14 durch
eine in einer Frachtraumverkleidung 20' vorgesehene erste Anschlussöffnung 40 und
ist lösbar
mit der in der Frachtcontainerwand 34 vorgesehenen Lufteinlassöffnung 36 verbunden.
Zur abdichtenden Verbindung des ersten Kupplungselements 38 mit
der in der Frachtcontainerwand 34 vorgesehenen Lufteinlassöffnung 36 weist
das erste Kupplungselement 38 ein zweiteilig ausgebildetes
Dichtelement 42 auf.
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Der
Frachtcontainer 26' mit
den darin angeordneten kühl
zu lagernden Frachtgütern
kann somit auf einfache Art und Weise mittels des ersten Kupplungselements 38 mit
der Kühlstation 14' des Kühlsystems 10' verbunden werden,
sobald er in seiner vorgesehenen Position im Frachtraum 24' des Flugzeugs
angeordnet ist. Dadurch kann von der Kühlstation 14' erzeugte Kaltluft
unmittelbar in den Frachtcontainer 26' eingeblasen und dort zur Kühlung der
in dem Frachtcontainer 26' gelagerten
Frachtgüter
verwendet werden. Der Frachtcontainer 26' weist ferner Entlüftungsöffnungen 44 auf, über die
die von der Kühlstation 14' in den Frachtcontainer 26' eingeblasene
Luft wieder aus dem Frachtcontainer 26' in den Frachtraum 24' des Flugzeugs
abgeführt
werden kann.
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Die
Versorgung der Kühlstation 14' mit auf die
gewünschte
tiefe Temperatur abzukühlender
Luft erfolgt über
eine Lufteinlassöffnung 28'. Der Lufteinlassöffnung 28' der Kühlstation 14' wird aus der
Umgebungsatmosphäre
der Kühlstation 14' Luft zugeführt.
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Das
in der 3 gezeigte System 10' zur Kühlung von Frachtgütern an
Bord eines Flugzeugs unterscheidet sich von dem in der 2 dargestellten
System 10' lediglich
dadurch, dass die Lufteinlassöffnung 28' der Kühlstation 14' über ein
zweites Kupplungselement 46' mit
einer in der Frachtcontainerwand 34 vorgesehenen Luftauslassöffnung 48 verbunden
ist. Wie das erste Kupplungselement 38, ist auch das zweite
Kupplungselement 46 integriert mit der Kühlstation 14' ausgebildet
und erstreckt sich von der Lufteinlassöffnung 28' der Kühlstation 14' durch eine
in der Frachtraumverkleidung 20' ausgebildete zweite Anschlussöffnung 50,
um lösbar
mit der in der Frachtcontainerwand 34 ausgebildeten Luftauslassöffnung 48 verbunden
zu werden. Ähnlich
wie das erste Kupplungselement 38, umfasst auch das zweite
Kupplungselement 46 ein zweiteilig ausgebildetes Dichtelement 52,
das der abdichtenden Verbindung des zweiten Kupplungselements 46 mit
der in der Frachtcontainerwand 34 ausgebildeten Luftauslassöffnung 48 dient.
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Bei
dem in der 3 gezeigten Kühlstation 10' kann die von
der Kühlstation 14' erzeugte Kaltluft, die
durch thermischen Kontakt mit den zu kühlenden Frachtgütern in
dem Frachtcontainer 26' erwärmt worden
ist, durch die in der Frachtcontainerwand 34 ausgebildete
Luftauslassöffnung 48 wieder
aus dem Frachtcontainer 26' ab-
und über
das zweite Kupplungselement 46 zur Kühlstation 14' zurückgeführt werden.
Die in die Lufteinlassöffnung 28' der Kühlstation 14' eintretende
Luft kann dann in der Kühlstation 14' wieder auf
die gewünschte
tiefe Temperatur abgekühlt
werden.
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Eine
dritte Ausführungsform
eines Systems 10'' zur Kühlung von
Frachtgütern
an Bord eines Flugzeugs ist in 4 gezeigt.
Das System 10'' zur Kühlung von
Frachtgütern
an Bord eines Flugzeugs ist wiederum in ein zentrales Kühlsystem 12'' des Flugzeugs integriert. Das
zentrale Kühlsystem 12'' des Flugzeugs umfasst eine Kälteerzeugungseinrichtung,
die über
einen Kühlkreislauf
mit einer Mehrzahl von Kühlstationen
verbunden ist, um den Kühlstationen
mittels eines in dem Kühlkreislauf
von einer Pumpe im Kreislauf geführten
Kälteträgermediums von
der Kälteerzeugungseinrichtung
erzeugte Kühlenergie
zuzuführen.
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Im
Unterschied zu den oben diskutierten Systemen 10, 10' ist die Kühlstation 14'' des in der 4 gezeigten
Systems 10'' zur Kühlung von Frachtgütern an
Bord eines Flugzeugs jedoch nicht fest im Bereich eines Frachtraums 24'' des Flugzeugs installiert, sondern
in einen Frachtcontainer 26'' zur Aufnahme
von kühl
zu lagernden Luftfrachtgütern
integriert.
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Zum
Anschluss der Kühlstation 14'' des Systems 10'' zur Kühlung von Frachtgütern an
Bord eines Flugzeugs an den Kühlkreislauf
des zentralen Kühlsystems 12'' ist daher in einer Wand 54 des Frachtcontainers 26'' eine Kälteträgermediumeinlassöffnung 56 vorgesehen,
die mit einer Kälteträgermediumauslassöffnung 58 der
Kälteerzeugungseinrichtung
des zentralen Kühlsystems 12'' verbunden ist. Zur Verbindung
der Kälteträgermediumauslassöffnung 58 der
Kälteerzeugungseinrichtung
des zentralen Kühlsystems 12'' mit der in der Frachtcontainerwand 54 ausgebildeten
Kälteträgermediumeinlassöffnung 56 ist
ein erstes Verbindungselement 60 vorhanden, das sich durch
eine in einer Frachtraumverkleidung 20'' ausgebildete
erste Verbindungsöffnung 62 erstreckt
und lösbar
mit der in der Frachtcontainerwand 56 ausgebildeten Kälteträgermediumeinlassöffnung 56 verbunden
ist. Das erste Verbindungselement 60 weist ein zweiteilig
ausgebildetes Dichtelement 64 zur abdichtenden Verbindung
des ersten Verbindungselements 60 mit der in der Frachtcontainerwand 54 vorgesehenen
Kälteträgermediumeinlassöffnung 56 auf.
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Darüber hinaus
ist in der Frachtcontainerwand 54 eine Kälteträgermediumauslassöffnung 66 ausgebildet,
die mit einer Kälteträgermediumeinlassöffnung 68 der
Kälteerzeugungseinrichtung
des zentralen Kühlsystems 12'' verbunden ist. Um die Kälteträgermediumeinlassöffnung 68 der
Kälteerzeugungseinrichtung
des zentralen Kühlsystems 12'' lösbar mit der in der Frachtcontainerwand 54 vorgesehenen
Kälteträgermediumauslassöffnung 66 zu
verbinden, ist ein zweites Verbindungselement 70 vorgesehen,
das sich durch eine in der Frachtraumverkleidung 20'' ausgebildete zweite Verbindungsöffnung 72 erstreckt.
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Ähnlich wie
das erste Verbindungselement 60 weist auch das zweite Verbindungselement 70 ein zweiteilig
ausgebildetes Dichtelement 74 zur abdichtenden Verbindung
des zweiten Verbindungselements 70 mit der in der Frachtcontainerwand 54 ausgebildeten
Kälteträgermediumauslassöffnung 66 auf.
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Zur
elektrischen Verbindung der in den Frachtcontainer 26'' integrierten Kühlstation 14 mit einem
elektrischen Versorgungsnetz des zentralen Kühlsystems 12'' ist ein elektrisches Anschlusselement 76 vorhanden,
das durch eine in der Frachtraumverkleidung 20'' ausgebildete dritte Verbindungsöffnung 78 hindurchgeführt ist.
Das elektrische Anschlusselement 76 ist zur lösbaren Verbindung
mit einem elektrischen Verbinder 80 vorgesehen, der in der
Frachtcontainerwand 54 ausgebildet und elektrisch mit der
Kühlstation 14'' verbunden ist.
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Die
Kühlstation 14'' ist in einem Bereich des Frachtcontainers 26'' angeordnet, der durch eine Trennwand 82 von
einem Bereich des Frachtcontainers 26'' getrennt
ist, in dem die zu transportierende Luftfrachtgüter aufgenommen sind. In der
Trennwand 82 sind Lufteinlassöffnungen 84 ausgebildet,
durch die die von der Kühlstation 14'' erzeugte Kaltluft den zu kühlenden
Frachtgütern
zugeführt
werden kann. Durch in der Trennwand 82 ausgebildete Luftauslassöffnungen 86 kann
durch den thermischen Kontakt mit den Frachtgütern erwärmte Luft wieder der Kühlstation 14'' zugeführt werden.