DE102007015388A1 - Refrigerator, especially in a refrigerated vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Kühlraum mit einer zumindest in einem Teilbereich von Gas durchströmbaren Wand (11) mit einer vorgegebenen Dicke (s) und mit einer Innenseite (13) und einer Außenseite (12), zwischen denen eine Mehrzahl von Kanälen (9) verläuft, wobei die Kanäle (9) eine wesentlich größere Länge (L) haben als die Dicke (s) der Wand (11) und das Innere (14) des Kühlraums mit der Umgebung verbinden. Das Verhältnis von Länge (L) der Kanäle (9) zu der Dicke (s) der Wand (11) beträgt mindestens 10, vorzugsweise haben die Kanäle die Länge der größeren Länge der Wand. Die Kanäle (9) verlaufen zwischen Innenseite (13) der Wand (11) und Außenseite (12) der Wand (11) unter einem spitzen Winkel (Alpha), vorzugsweise von 0,1° bis 10°, zu der Innenseite (13) bzw. der Außenseite (12) der Wand (11). Bei Kühlung des Kühlraumes durch ein verflüssigtes tiefkaltes Glas, insbesondere Stickstoff, kann dieses Gas nach dem Verdampfen durch die Kanäle (9) an die Umgebung abgeführt werden und dabei die Wand (11), insbesondere einen Deckenbereich unter Sonneneinstrahlung, zusätzlich kühlen. Die in dem verdampften Gas enthaltene Restkälte wird effektiv genutzt und verringert die zur Kühlung des Kühlraumes benötigte Leistung.The invention relates to a cooling space with a wall (11) through which gas can flow at least in a partial region with a predetermined thickness (s) and with an inner side (13) and an outer side (12), between which a plurality of channels (9) run. wherein the channels (9) have a substantially greater length (L) than the thickness (s) of the wall (11) and connect the interior (14) of the cooling space to the environment. The ratio of length (L) of the channels (9) to the thickness (s) of the wall (11) is at least 10, preferably the channels are the length of the longer length of the wall. The channels (9) extend between the inside (13) of the wall (11) and outside (12) of the wall (11) at an acute angle (alpha), preferably from 0.1 ° to 10 °, to the inside (13). or the outer side (12) of the wall (11). When cooling the cold room by a liquefied cryogenic glass, especially nitrogen, this gas can be dissipated to the environment after evaporation through the channels (9) while the wall (11), in particular a ceiling area under sunlight, additionally cool. The residual refrigeration contained in the vaporized gas is used effectively and reduces the power required to cool the cold room.
Description
Die Erfindung betrifft einen Kühlraum, insbesondere einen Kühlcontainer oder ein Kühlfahrzeug mit einem solchen Kühlraum. Weiter betrifft die Erfindung einen Aufbau für Wände von durch ein kaltes verflüssigtes Gas gekühlte Kühlräume.The The invention relates to a refrigerator, in particular a refrigerated container or a refrigerated vehicle with such a refrigerator. Furthermore, the invention relates to a structure for walls of cooled by a cold liquefied gas Cold rooms.
Für die Kühlung von Kühlfahrzeugen ist es z. B. bekannt, Stickstoff in flüssiger, tiefkalter Form in einem vakuumisolierten Behälter am oder im Fahrzeug mitzuführen. Dieser wird bei Kältebedarf über eine Rohrleitung entnommen und durch den Eigendruck des Mediums entweder direkt in einen Kühlraum eingesprüht oder durch einen Wärmetauscher geleitet, welcher die Kalte im Kühlraum nutzbar macht und den Stickstoff ins Freie abführt. Das Verfahren ist besonders einfach und störungsunempfindlich. Ferner ist die Kälteleistung unabhängig von der Umgebungstemperatur immer gleich hoch. Sie ist prinzipiell nur durch den Durchlass der Einsprühdüsen begrenzt. Daher zeigen mit flüssigem Stickstoff gekühlte Lastkraftwagen, die im Verteilerverkehr für Lebensmittel eingesetzt werden und naturgemäß häufige Türöffnungen während des Kühlbetriebs haben, erhebliche Vorteile bei der Qualität der Kühlung. Dies ist insbesondere im Hochsommer der Fall, wenn mechanische Kälteanlagen mit Leistungsabfällen an den Kondensatoren und mit Vereisungen an den Verdampfern zu kämpfen haben.For the cooling of refrigerated vehicles, it is z. B. known Nitrogen in liquid, cryogenic form in a vacuum insulated Carry containers on or in the vehicle. This is taken with a cooling demand via a pipeline and by the autogenous pressure of the medium either directly into a cold room sprayed or passed through a heat exchanger, which the cold in the cold room makes usable and the nitrogen dissipates into the open air. The procedure is particularly simple and insensitive to interference. Furthermore, the cooling capacity regardless of the ambient temperature always the same. It is in principle only through the passage of the spray nozzles limited. Therefore, refrigerated with liquid nitrogen Lorries used in distribution for food be used and naturally frequent Door openings during cooling operation have significant advantages in the quality of cooling. This is especially the case in midsummer when mechanical refrigeration systems with power drops on the capacitors and with icing to fight the evaporators.
Dabei kann die im Gas gespeicherte Kälte naturgemäß nicht vollständig genutzt werden, denn es entsteht Abgas, das aus dem Kühlraum entweichen muss. Dieses Abgas ist verfahrensbedingt stets kälter als die Solltemperatur des Kühlraums und somit erheblich kälter als etwa die Umgebungstemperaturen an Hochsommertagen bei einem Kühlfahrzeug.there Of course, the cold stored in the gas can not be used fully, because it creates exhaust, the must escape from the refrigerator. This exhaust gas is due to the process always colder than the setpoint temperature of the cold room and thus considerably colder than about the ambient temperatures on midsummer days with a refrigerated vehicle.
Bekannt ist eine Nutzung des Abgases, um Lüfter damit pneumatisch anzutreiben. Die vorhandene Restkälte des Gases wird dabei jedoch nicht genutzt.Known is a use of the exhaust gas to fan it pneumatically drive. The existing residual cold of the gas is thereby but not used.
Die Wände des Kühlraums sind isoliert, um den Bedarf an Kühlleistung zu minimieren. Ein sehr großer Teil des Wärmeeinfalls in den Kühlraum eines Lastkraftwagens im Hochsommer geschieht durch direkte Sonneneinstrahlung, insbesondere auf die Dachfläche. Für die Dachfläche sind daher eine Beschichtung mit hohem Reflexionsgrad, eine dickere Isolierung oder eine Abschattung bekannt. Gerade auf die Dachfläche wirkt bei Sonnenschein eine hohe Strahlungsleistung ein; die zu höheren Temperaturen als die Umgebung führt. So kann die Temperatur der Dachoberfläche bei 35°C Außentemperatur auf ca. 60°C ansteigen und die Anforderungen an die Isolierung entsprechend erhöhen.The Walls of the refrigerator are insulated to the needs to minimize cooling capacity. A very big one Part of the heat input into the cold room of a truck In midsummer happens by direct sunlight, in particular on the roof surface. For the roof area are therefore a high reflectance coating, a thicker insulation or a shadowing known. Straight on the roof surface In sunshine, a high radiant power acts; the too higher temperatures than the environment. So can the temperature of the roof surface at 35 ° C Outdoor temperature rise to about 60 ° C and the Increase insulation requirements accordingly.
Aus
der
Auch dadurch wird aber keine Nutzung der Restkälte des Abgases bei einer Kühlung mit tiefkaltem flüssigem Gas erreicht.Also but this is not a use of the residual cold of the exhaust gas when cooled with cryogenic liquid gas reached.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kühlraum, insbesondere für ein Kühlfahrzeug zur Verfügung zu stellen, bei dem die Restkälte austretenden Abgases effektiv genutzt werden kann, insbesondere zur Kühlung von Wandbereichen, die starker Wärmeeinstrahlung ausgesetzt sind.It It is therefore an object of the present invention to provide a refrigerator, especially for a refrigerated vehicle to ask, in which the residual cold exiting exhaust gas can be used effectively, especially for cooling of wall areas that are exposed to strong heat radiation.
Diese Aufgabe wird durch einen Kühlraum nach Anspruch 1 und ein Kühlfahrzeug nach Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen, die jeweils einzeln oder in geeigneter Weise beliebig miteinander kombiniert werden können, werden in den Unteransprüchen angegeben.These The object is achieved by a refrigerator according to claim 1 and a Refrigerated vehicle solved according to claim 13. advantageous Embodiments and developments, each individually or in can be suitably combined with each other as desired, are specified in the subclaims.
Ein erfindungsgemäßer Kühlraum weist eine zumindest in einem Teilbereich von Gas durchströmbare Wand mit einer vorgegebenen Dicke und mit einer Innenseite und einer Außenseite auf, zwischen denen eine Mehrzahl von Kanälen verläuft. Die Kanäle haben eine wesentlich größere Länge als die Dicke der Wand und verbinden den Gasaustritt des Wärmetauschers im Inneren des Kühlraums mit einer Sammelleitung an der Außenseite des Kühlraums. Durch die Kanäle wird Gas aus dem Wärmetauscher in wärmere Bereiche der Isolation und schließlich in den Außenbereich geleitet. Auf dem Weg durch die Wand, der vorzugsweise fast dem Verlauf der Wand folgt, diese also nicht quer durchstößt, finden die Kanäle über die Dicke der Wand ein Temperaturprofil vor, welches sie so durchlaufen, dass das geleitete Gas stets kälter ist als die umgebende Isolation. Wenn kaltes Abgas hindurchströmt nimmt es also Wärme aus der Isolation auf und führt damit bereits tief in die Isolation eingefallene Wärme wieder nach außen ab. Wird die Wand von außen durch Wärmestrahlung, beispielsweise durch Sonneneinstrahlung aufgeheizt, so wird das kalte Abgas in den Kanälen aufgeheizt und vermindert dabei die Kälteverluste aus dem Inneren des Kühlraumes durch die Wand. Der Aufwand zur Isolierung kann vermindert werden, oder bei gleicher Isolierung der Energieaufwand zur Kühlung erheblich vermindert werden.One Cooling space according to the invention has at least one in a partial region of gas-permeable wall with a predetermined thickness and with an inside and an outside between which run a plurality of channels. The channels have a much larger one Length as the thickness of the wall and connect the gas outlet the heat exchanger inside the refrigerator with a manifold on the outside of the refrigerator. Through the channels, gas from the heat exchanger in warmer areas of isolation and finally directed to the outdoor area. On the way through the wall, which preferably follows almost the course of the wall, so this not pierces across, find the channels over the thickness of the wall a temperature profile before, which they go through so that the conducted gas is always colder than the surrounding gas Isolation. When cold exhaust gas flows through, it therefore absorbs heat from the isolation and thus already leads deep into the Isolation sunken heat back to the outside from. If the wall from the outside by heat radiation, For example, heated by sunlight, so will the cold exhaust gas heated in the channels and thereby reduces the cold losses from the interior of the refrigerator through the wall. The cost of isolation can be reduced, or with the same insulation, the energy required for cooling be significantly reduced.
Vorteilhafterweise sind die Kanäle in eine Isolierung eingebettet, die vorzugsweise aus geschäumtem Material besteht. Dies ermöglicht eine leichte Ausrichtung und Befestigung der Kanäle.Advantageously, the channels are embedded in an insulation, which preferably consists of foamed material. This allows a easy alignment and fixing of the channels.
Das Verhältnis von Länge der Kanäle zur Dicke der Wand liegt bei einer bevorzugten Ausführungsform bei mindestens 10, vorzugsweise bei der Wurzel aus der Summe der Quadrate von Dicke und Länge. Grundsätzlich sollten die Kanäle etwa die Länge des Wandstückes haben, das sie kühlen sollen. Es ist aber auch möglich, eine größere Zahl von Kanälen mit kleinerer Länge vorzusehen. Richtung und Verlauf der Kanäle können von praktischen und konstruktiven Gesichts punkten abhängen. Wichtig ist, dass sich das gewünschte Temperaturprofil über die Länge der Kanäle einstellen kann, also Querschnitt, Zahl, Länge und Verlauf der Kanäle im Verhältnis zu typischen Abgasmengen pro Zeiteinheit geeignet gewählt wird.The Ratio of length of channels to thickness the wall is included in a preferred embodiment at least 10, preferably at the root of the sum of the squares of thickness and length. Basically, the Channels about the length of the wall piece have them cool. But it is also possible a larger number of channels with smaller ones Provide length. Direction and course of the channels can score from practical and constructive face depend. It is important that the desired Temperature profile over the length of the channels can adjust, so cross-section, number, length and course the channels in relation to typical amounts of exhaust gas is selected appropriately per unit of time.
In einer günstigen Ausführungsform sind die Kanäle zwischen Innenseite der Wandfläche und Außenseite der Wandfläche unter einem spitzen Winkel zu der Innenseite der Wandfläche bzw. der Außenseite der Wandfläche geführt, insbesondere unter einem Winkel von 0,1° bis 20°.In a favorable embodiment, the channels between inside of the wall surface and outside the wall surface at an acute angle to the inside the wall surface or the outside of the wall surface guided, in particular at an angle of 0.1 ° to 20 °.
Durch den Neigungswinkel kann die Verweildauer des kalten Abgases abhängig von dem Volumen und dem Querschnitt der Kanäle so gesteuert werden, dass die Erwärmung des Abgases entsprechend dem Temperaturverlauf in der Isolierung erfolgt und das Abgas stets um einen bestimmten Wert kühler ist, als die umgebende Isolierung. Die Funktion kann aber auch z. B. durch einen gestuften Verlauf erreicht werden.By The angle of inclination can be dependent on the residence time of the cold exhaust gas controlled by the volume and cross section of the channels so that the heating of the exhaust gas according to the temperature profile takes place in the insulation and the exhaust gas always at a certain Value is cooler than the surrounding insulation. The function but also z. B. be achieved by a stepped course.
Vorteilhaft sind die Kanäle gerade ausgeführt.Advantageous the channels are running.
Der Temperaturverlauf in einem homogenen Isoliermaterial ist linear. Durch gerade Kanäle ergibt sich eine einfache Anpassungsmöglichkeit allein über den Neigungswinkel zu der Innen- bzw. Außenseite.Of the Temperature profile in a homogeneous insulating material is linear. Straight channels give easy adjustment solely about the angle of inclination to the inside or outside.
In günstiger Ausführungsform sind die Kanäle durch eine in die Isolierung eingebettete Hohlkammer-Doppelstegplatte gebildet. Dies ermöglicht eine kostengünstige Umsetzung der Erfindung bei Erhaltung der Stabilität der Wand.In favorable embodiment, the channels by a hollow-chamber double-web plate embedded in the insulation educated. This allows a cost-effective Implementation of the invention while maintaining the stability of Wall.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegt die durchströmbare Wand im Dachbereich des Kühlraumes. Vor allem bei mobilen Kühlräumen, wie etwa Kühlcontainern ist der größte Effekt im Dachbereich zu erreichen. Diese erwärmt sich bei Sonneneinstrahlung über die Umgebungstemperatur hinaus und führt zu zusätzlichem Wärmeeintrag in den Kühlraum. Da aber auch das Abgas bis zu diesem höheren Temperaturwert erwärmt werden kann, ergibt sich hier eine größere Wirkung als auf anderen Flächen.In In a particularly preferred embodiment, the flowthrough is Wall in the roof area of the refrigerator. Especially in mobile Cold rooms, such as refrigerated containers to achieve the greatest effect in the roof area. This heats up when exposed to sunlight the ambient temperature and leads to additional Heat input into the cold room. But that too Exhaust gas heats up to this higher temperature value can be, this results in a greater impact than on other surfaces.
Vorteilhaft kann die durchströmbare Wandfläche auch im Bodenbereich liegen. Aufgrund der Wärmeabstrahlung von z. B. durch Sonneneinstrahlung aufgeheizten Straßen kann bei mobilen Kühlräumen, wie etwa Kühlcontainern, auch hier eine erhöhte Wärmeintragung vorliegen, so dass auch hier die Vorteile der Erfindung genutzt werden können. Grundsätzlich kann die Erfindung bei allen Wänden mit erhöhtem Wärmeeintrag genutzt werden.Advantageous The flow-through wall surface can also be used in the floor area lie. Due to the heat radiation of z. B. by sunlight heated streets can be used in mobile cold stores, such as refrigerated containers, even here increased Heat registration exist, so that here are the benefits the invention can be used. in principle can the invention with all walls with increased Heat input can be used.
Die Kühlung kann durch ein direkt oder indirekt in den Kühlraum eingebrachtes tiefkaltes, flüssiges Gas, insbesondere Stickstoff erfolgen, wobei das Gas nach dem Verdampfen aus dem Verdampfer im Innenraum des Kühlraums durch die Kanäle nach außen geleitet wird.The Cooling can be by a direct or indirect in the cold room introduced cryogenic, liquid gas, in particular nitrogen take place, the gas after evaporation from the evaporator in the interior of the refrigerator through the channels to the outside is directed.
Der erfindungsgemäße Kühlraum ist besonders vorteilhaft, wenn die Kühlung durch tiefkalte verflüssigte Gase erfolgt, da dann genügende Mengen kaltes Abgas zur Verfügung stehen, während bei sonstigen Kühlverfahren nur die Menge an Austauschluft wegen der Belüftung zur Verfügung steht.Of the Cooling space according to the invention is special advantageous if the cooling liquefied by cryogenic Gases occurs because then sufficient amounts of cold exhaust gas Available during other cooling processes only the amount of replacement air due to the ventilation to Available.
In günstiger Ausführungsform ist ein erfindungsgemäßer Kühlraum für den Warentransport auf einem Fahrzeug angeordnet.In favorable embodiment is an inventive Refrigerator for transporting goods on a vehicle arranged.
Dort können die Vorteile der Erfindung besonders gut genutzt werden. Gerade bei Kühlfahrzeugen sind die Möglichkeiten der Isolierung aus Gewichts- und Volumengründen beschränkt. Andererseits sind gerade diese einem hohen Wärmeeintrag bei Sonneneinstrahlung ausgesetzt, z. B. über die Dachfläche und Bodenfläche.There the advantages of the invention can be used particularly well become. Especially with refrigerated vehicles are the possibilities the isolation of weight and volume reasons limited. On the other hand, just these are a high heat input Exposed to sunlight, z. B. over the roof area and floor space.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen beispielhaft erläutert.A advantageous embodiment and development will be with reference to the following Drawings exemplified.
In
einem Temperaturdiagramm ist neben der Querschnittsdarstellung die
Temperatur t des Abgases in den Kanälen
Das
Abgas wird in den Kanälen
Statt
kontinuierlich in Kanälen
Bei
einem Kühlraum mit einem Isolationswert Kw von 0,4 W/m2K, einer Gesamtoberfläche von ca.
92 m2 und einer Dachfläche von
20 m2 beträgt der Wärmeeinfall
H durch Wärmeübergang, ohne die Wärmeeinstrahlung
zu berücksichtigen und ohne die Dachfläche, von
außen nach innen bei einer Innentemperatur von –20°C
und einer Umgebungstemperatur von 35°C und somit einer
Temperaturdifferenz von 55 K:
Die
Wärmeeinstrahlung S auf die Dachfläche bei einem
Reflexionsgrad von 80% und einem Einstrahlwinkel von 45° zur
Senkrechten beträgt:
Durch
diese große Heizleistung erwärmt sich die Oberfläche
des Daches deutlich über die Umgebungstemperatur. Die Temperatur
der Dachoberfläche kann durchaus auf ca. 60°C
ansteigen. Dadurch gibt das Dach einen großen Teil seiner
Wärme wieder ab. Dennoch muss von einem Dachwärmeeintrag
D der sich aus dieser Oberflächentemperatur ergibt ausgegangen
werden:
Der
gesamte Wärmeeintrag in den Kühlraum beträgt
damit etwa H + D = 2400 W. Im vorliegenden Beispiel beträgt
die Abgastemperatur –30°C. Sie kann im Dach auf
+40°C erwärmt werden. Diese 70 K bedeuten eine
Wärmemenge A, die durch das Abgas abgeführt wird.
Das heißt, dass die durch das Dach einfallende Wärme zu 100% abgeführt werden kann, ohne hierfür zusätzliche Energie aufwenden zu müssen. Die resultierende Energieeinsparung beträgt (640/2400 =) 27%.The means that the heat entering through the roof 100% can be dissipated, without additional To spend energy. The resulting energy savings is (640/2400 =) 27%.
Ähnliches gilt für die Bodenfläche. Hier ist die Wärmestrahlung des, stark aufgeheizten Straßenasphalts abzuführen. Die natürliche Wärmeabgabe durch Konvektion versagt, da die Wärme sich unter dem Fahrzeugaufbau staut.something similar applies to the floor area. Here is the heat radiation of the strongly heated road asphalt. The natural heat transfer by convection fails, because the heat accumulates under the vehicle body.
- 11
- KühlfahrzeugReefer Truck
- 22
- Kühlmodulcooling module
- 33
- Dachbereichroof
- 44
- Tanktank
- 55
- Bodenbereichfloor area
- 66
- DoppelstegplatteDouble-wall sheet
- 77
- Isolierunginsulation
- 88th
- Verteilerkanaldistribution channel
- 99
- Kanalchannel
- 1010
- Sammelkanalcollecting duct
- 1111
- Wandwall
- 1212
- Außenseiteoutside
- 1313
- Innenseiteinside
- 1414
- Inneres des KühlraumesInterior of the refrigerator
- ss
- Dickethickness
- tt
- Temperaturtemperature
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |
Effective date: 20140329 |