DE102007015391A1 - Kühlfahrzeug mit mehreren Kühlsystemen und Verfahren zur Kühlung - Google Patents

Kühlfahrzeug mit mehreren Kühlsystemen und Verfahren zur Kühlung Download PDF

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DE102007015391A1
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Franz Lürken
Helmut Henrich
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Air Liquide Deutschland GmbH
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlfahrzeug (1) mit mindestens einer Kühlkammer (2), mindestens einem mechanischen Kühlaggregat (3) und mindestens einem Kühlsystem (4), basierend auf verflüssigtem Gas, wobei der Kühlkammer (2) mindestens ein Behälter (8) für ein Kältespeichermedium (9) zugeordnet ist. Das Kältespeichermedium (9) ist bevorzugt ein eutektisches Speichermedium mit einem Phasenübergang, insbesondere zwischen flüssiger und fester Phase, in der Nähe einer Solltemperatur (Tsoll) der Kühlkammer (2). Der Behälter (8) mit Kältespeichermedium (9) steht über Wärmeaustauschflächen (10) mit der Kühlkammer (2) in Verbindung. Das zugehörige Verfahren zur weitgehenden Einhaltung oder Unterschreitung einer Solltemperatur (Tsoll) in dem Kühlraum (2) ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kältespeichermedium (9) bevorzugt durch Einsatz des mechanischen Kühlaggregates (3) gekühlt wird, wenn sich der Kühlraum (2) auf oder unter seiner Solltemperatur (Tsoll) befindet, wobei das Kältespeichermedium (9) seine Kälte bevorzugt bei verstärktem Kühlbedarf im Kühlraum (2) an diesen abgibt und wobei das auf verflüssigtem Gas basierende Kühlsystem (4) nur für einen Spitzenbedarf bei Überschreitung einer Toleranztemperatur (Ttol) eingesetzt wird. Die Erfindung ermöglicht flexible Kühlstrategien mit den unterschiedlichen Kühlsystemen, angepasst an verschiedene Einsatzbedingungen, insbesondere im Lieferverkehr, zur Verringerung des Einsatzes an Primärenergie und zum sparsamen ...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlfahrzeug mit mindestens einer Kühlkammer und mindestens einem mechanischen Kühlaggregat sowie einem auf verflüssigtem Gas basierenden Kühlsystem, auch als Hybrid-Kühlfahrzeug bekannt. Auch ein Kühlverfahren für die Kühlkammer eines solchen Kühlfahrzeuges ist Gegenstand der Erfindung.
  • Kühlfahrzeuge werden für den Transport von gekühlten Waren eingesetzt, wobei die vorliegende Erfindung hauptsächlich den Verteilerverkehr von gekühlten Waren betrifft, bei welchem ein Kühlfahrzeug immer wieder für einen Be- und/oder Entladevorgang anhält, wobei die Kühlkammer(n) des Kühlfahrzeuges geöffnet werden.
  • Eine geschlossene Kühlkammer verbraucht bei guter Isolierung nur eine geringe Kühlleistung, die entweder von einem mechanischen Kühlaggregat oder von einem Kühlsystem basierend auf verflüssigtem Gas erbracht werden kann. Für den Lieferverkehr sind auch sogenannte Hybridsysteme bekannt, bei denen z. B. tiefkaltes, flüssiges CO2 in einem Flüssiggastank mitgeführt wird, welches insbesondere zum schnellen Wiederabkühlen nach einem Öffnen einer Kühlkammer eingesetzt wird. Auf längeren Fahrten oder im Stillstand ohne Öffnen der Kühlkammer reicht im Allgemeinen ein mechanisches Kühlaggregat aus, so dass der Vorrat an flüssigem Kohlendioxid geschont werden kann.
  • Bei auf verflüssigtem Gas basierenden Kühlsystemen gibt es einerseits die Möglichkeit, eine indirekte Kühlung vorzusehen, bei der die Luft in einer Kühlkammer über Wärmetauscherflächen von dem wieder verdampfenden, verflüssigten Gas abgekühlt wird. Andererseits gibt es die Möglichkeit, das verflüssigte Gas direkt in eine Kühlkammer einzusprühen. Diese Art der Kühlung ist besonders effektiv, erfordert jedoch vor dem Betreten der Kühlkammer zunächst eine vollständige Durchlüftung, um eine gefahrenfrei atembare Atmosphäre herzustellen.
  • Für die vorliegende Erfindung kommt es generell nicht auf die Art des auf verflüssigtem Gas basierenden Kühlsystems an, ebenso wenig auf die genaue Bauart des mechanischen Kühlaggregates und die Art der Kältezuführung zur Kühlkammer. Wichtig ist aber die Tatsache, dass ein mechanisches Kühlaggregat bei vernünftiger Auslegung kaum genügend Kälteleistung zur schnellen Wiederabkühlung einer durch Öffnen aufgewärmten Kühlkammer liefern kann und dass auf verflüssigtem Gas basierende Kühlsysteme im Lieferverkehr beim häufigen Öffnen der Kühlkammer aufgrund der begrenzten Menge mitgeführten verflüssigten Gases an Grenzen stoßen können. Außerdem kann bei direkt mit verflüssigtem Gas gekühlten Kühlkammern dieses Kühlsystem während des Be- und Entladen nicht eingesetzt werden. Darüber hinaus sind beide Kühlsysteme im Hinblick auf die für eine bestimmte Kühlleistung einzusetzende Primärenergie unterschiedlich effektiv. Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Kühlfahrzeug mit mindestens einer Kühlkammer zu schaffen, welches unter besonders effektivem Einsatz von Primärenergie selbst im Lieferverkehr bei häufigem Öffnen der Kühlkammer einen vorgeschriebenen Temperaturbereich der transportierten, gekühlten Ware zuverlässig einhalten kann. Auch ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur weitgehenden Einhaltung oder Unterschreitung einer Solltemperatur in einem Kühlraum eines Kühlfahrzeuges unter günstigem Einsatz von Primärenergie und unter Schonung eines mitgeführten Vorrates an verflüssigtem Gas zu schaffen.
  • Zur Lösung dieser Aufgaben dienen ein Kühlfahrzeug nach dem Anspruch 1 und ein Verfahren nach dem Anspruch 9. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegebenen. Ein erfindungsgemäßes Kühlfahrzeug mit mindestens einer Kühlkammer weist mindestens ein mechanisches Kühlaggregat und mindestens ein auf verflüssigtem Gas basierendes Kühlsystem auf. Außerdem ist der Kühlkammer mindestens ein Behälter für ein Kältespeichermedium zugeordnet. Ein Behälter mit einem Kältespeichermedium wird oft auch als Kühlakku bezeichnet. Das Kältespeichermedium bildet erfindungsgemäß ein drittes Mittel zur Zuführung von Kühlleistung an die Kühlkammer, insbesondere genau zu den Zeiten, zu denen sie gebraucht wird. Im einfachsten Fall reicht es dazu, einen Behälter mit Kältespeichermedium in der Kühlkammer anzuordnen, vorzugsweise unterhalb der Decke aufzuhängen.
  • In einer besonders günstigen Ausführungsform ist das Kältespeichermedium ein eutektisches Speichermedium mit einem Phasenübergang, insbesondere zwischen flüssiger und fester Phase, in der Nähe einer Solltemperatur der Kühlkammer, der es zugeordnet ist. Typisch für eutektische Speichermedien ist die große Wärme- bzw. Kältespeicherfähigkeit in einem sehr kleinen Temperaturintervall. Im einfachsten Fall kann Wasser verwendet werden, welches beim Übergang zu Eis bekanntermaßen große Kältemengen aufnimmt, die beim Schmelzen wieder abgegeben werden. Die Temperatur für den Phasenübergang kann durch Beimischung, beispielsweise von Salz oder Alkohol, verändert werden.
  • Um einen wirksamen Wärmeaustausch zwischen Kühlkammer und Kältespeichermedium zu erreichen, ist es vorteilhaft, die Verbindung zwischen Kältespeichermedium und Kühlkammer durch geeignet geformte und geeignet große Austauschflächen auszubilden.
  • Auch ist es möglich durch passive und/oder aktive Unterstützungsmittel den Wärmeaustausch zwischen der Kühlkammer und dem Kältespeichermedium zu unterstützen. Dies können beispielsweise Kanäle sein, die durch den Behälter verlaufen, Kühlrippen oder auch ein Speicherlüfter. Dabei können Kühlrippen oder Kühlrohre ggf. eine Naturkonvektion in der Kühlkammer unterstützen, während ein Lüfter den Wärmeaustausch durch Erzeugen geeigneter Luftströmungen entlang der Wärmetauscherflächen generell unterstützen kann. Die Anwesenheit eines Kältespeichermediums in einer Kühlkammer bzw. der Wärmeaustausch zwischen einer Kühlkammer und einem Kältespeichermedium kann grundsätzlich zur annähernden Konstanthaltung der Temperatur in der Kühlkammer beitragen. Eine weitgehend mit gekühlter Ware gefüllte Kühlkammer hat von sich aus eine hohe Wärme- bzw. Kältekapazität, so dass sie sich weder schnell abkühlt noch schnell aufwärmt. Je weniger Ladung jedoch in der Kühlkammer ist, desto stärker kann sich die Temperatur bei Be- und Entladevorgängen indem. Dem wirkt ein Kältespeichermedium, insbesondere ein eutektisches Speichermedium entgegen, so dass auch bei fast leerer Kühlkammer eine annähernde Konstanthaltung der Temperatur möglich ist.
  • Interessant ist die Anwendung eines Kältespeichermediums insbesondere auch für Kühlfahrzeuge mit mindestens zwei Kühlkammern unterschiedlicher Solltemperatur, von denen eine zweite Kühlkammer mit niedrigerer Solltemperatur nur durch eine erste Kühlkammer mit höherer Solltemperatur betreten werden kann. Dieser Anwendungsfall tritt bei der gleichzeitigen Anlieferung von tiefgefrorenen Waren und lediglich gekühlten Waren im Lieferverkehr auf. Solche Fahrzeuge haben typischerweise hinten eine Tür und eine Kühlkammer höherer Solltemperatur, nach deren Durchschreiten das Ladepersonal die zweite Kühlkammer mit niedrigerer Solltemperatur erreicht. Erfindungsgemäße Behälter mit Kältespeichermedium können nutzbringend in einer oder beiden Kühlkammern angeordnet sein.
  • Bei anderen Kühlfahrzeugtypen gibt es zwei oder mehr Kühlkammern, die getrennt betreten werden können und nicht notwendigerweise unterschiedliche Solltemperaturen aufweisen müssen. Es gibt längsgeteilte Kühlfahrzeuge und solche mit einer Querunterteilung und seitlichen Türen. Auch hier ist der Einsatz von Behältern mit Kältespeichermedium sehr wirkungsvoll.
  • Die besonderen Vorteile der Erfindung ergeben sich vor allem durch die Verfahrensführung, d. h. durch die Steuerung der verschiedenen Möglichkeiten, einer Kühlkammer Kälte zuzuführen in Abhängigkeit von der jeweiligen Situation und anderen Randbedingungen.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur weitgehenden Einhaltung oder Unterschreitung einer Solltemperatur in einem Kühlraum eines Kühlfahrzeuges, welches über mindestens ein mechanisches Kühlaggregat, über ein auf verflüssigtem Gas basierendes Kühlsystem und mindestens einen Behälter mit Kältespeichermedium verfügt, wird das Kältespeichermedium bevorzugt durch den Einsatz des mechanischen Kühlaggregates gekühlt, wenn sich der Kühlraum auf oder unter seiner Solltemperatur befindet. Das Kühlaggregat eines Kühlfahrzeuges benötigt im Allgemeinen den geringsten Einsatz an Primärenergie für eine bestimmte Kühlleistung und ist praktisch unbegrenzt verfügbar, da es seine Energie direkt oder indirekt aus dem Kraftstofftank des Kühlfahrzeuges bezieht. Bei vernünftiger Auslegung im Verhältnis zur Größe des Kühlfahrzeuges ist jedoch seine Spitzenleistung für bestimmte Situationen nicht hoch genug. Allerdings kann es mehr Kälteleistung erzeugen als bei geschlossener Kühlkammer durch die Isolierung verloren geht, wenn sich die Kühlkammer auf Solltemperatur befindet. In einer solchen Situation steht daher Kühlleistung des mechanischen Kühlaggregates zur Verfügung, die günstig eingesetzt werden kann, um das Kältespeichermedium abzukühlen und seinen Phasenübergang in die feste Phase unter Aufnahme hoher Kältemengen zu bewirken. Die erforderliche Steuerung oder Regelung ist sehr einfach, wie im Folgenden noch näher beschrieben wird. So kann beispielsweise während der Fahrt zwischen zwei Ladevorgängen ein großer Teil der Kühlleistung des mechanischen Kühlaggregates zum Abkühlen des Kältespeichermediums eingesetzt werden. Die gespeicherte Kälte steht dann zusätzlich zu der Kühlleistung des mechanischen Kühlaggregates beim nächsten Öffnen der Kühlkammer zur Verfügung, um während des Be- oder Entladens die Temperatur in der Kühlkammer möglichst in der Nähe des Sollwertes zu halten. Falls dies nicht gelingt, d. h. die Temperatur im Kühlraum während der Öffnungszeit eine bestimmte Toleranztemperatur überschreitet, wird das auf verflüssigtem Gas basierende Kühlsystem zugeschaltet, da dieses System eine wesentlich höhere Kühlleistung bereitstellen kann.
  • Natürlich kann bei geöffneter Kühlkammer nur ein indirektes auf verflüssigtem Gas basierendes Kühlsystem eingesetzt werden, bei dem das Gas nicht direkt in die Kühlkammer eingespritzt wird. Bei direkten auf verflüssigtem Gas basierenden Kühlsystemen muss eine eventuelle Überschreitung der Toleranztemperatur hingenommen werden, bis die Kühlkammer geschlossen wird, dann kann allerdings eine sehr schnelle Wiederabkühlung durch Einspritzen des verflüssigten Gases erfolgen. Verglichen mit der zur Konstanthaltung der Temperatur in der Kühlkammer benötigten Menge an verflüssigtem Gas ohne Verwendung von Kältespeichermedium, wird der Verbrauch an verflüssigtem Gas bei erfindungsgemäßem Einsatz des Kältespeichermediums erheblich verringert, was die Reichweite des Kühlfahrzeuges vergrößern bzw. die Anzahl der möglichen Be- und Entladevorgänge mit einer Flüssiggasfüllung deutlich erhöhen kann. Darüber hinaus wird der Einsatz an Primärenergie für eine vorgegebene Verteilungsfahrt reduziert.
  • Bevorzugt wird als Kältespeichermedium ein eutektisches Speichermedium eingesetzt, insbesondere mit einer Erstarrungstemperatur von 0,5 bis 10 Kelvin unter der Solltemperatur des Kühlraumes. Wird dem Kühlraum zwischen zwei Be- oder Entladevorgängen Kälteleistung vom mechanischen Kühlaggregat zugeführt, so kühlt sich der Kühlraum zunächst nur bis etwa zur Erstarrungstemperatur des Speichermediums ab und bleibt etwa so lang auf dieser Temperatur oder geringfügig darunter, bis das gesamte Speichermedium erstarrt ist. Dann sinkt die Temperatur weiter ab, so dass das mechanische Kühlaggregat abgeschaltet werden kann. Der Kühlraum ist mm für ein Öffnen der Tür vorbereitet oder kann eine relativ lange Zeit ohne Zuschalten des mechanischen Kühlaggregates bzw. des auf verflüssigtem Gas basierenden Kühlsystems seine Solltemperatur halten. Eine solche Zeit kann beispielsweise auch zum Abtauen des mechanischen Kühlaggregates genutzt werden, falls sich in einzelnen Komponenten Eis gebildet hat. Durch geeignete Wahl der Temperaturen, bei denen sich das mechanische Kühlaggregat abschaltet bzw. wieder zuschaltet und durch Wahl einer etwas oberhalb der Solltemperatur liegenden Toleranztemperatur, bei der (ggf. erst nach Schließen der Tür) das auf verflüssigtem Gas basierende Kühlsystem zugeschaltet wird, kann eine sehr hohe Qualität der Kühlung in der Kühlkammer bei geringem Einsatz von Primärenergie trotz häufiger Be- und Entladevorgänge erreicht werden.
  • Wie bereits erwähnt, werden typischerweise für den Menschen nicht atembare verflüssigte Gase zur Kühlung eingesetzt, beispielsweise Kohlendioxid oder Stickstoff. Bei solchen Kühlsystemen können alle bekannten Sicherheitsmaßnahmen und Wege zum wirtschaftlichen Einsatz zusammen mit der vorliegenden Erfindung weiter verwendet werden. Das Vorhandensein eines Behälters mit Kältespeichermedium in einer oder mehreren Kühlkammern oder an anderer Stelle im Kühlfahrzeug beeinflusst diese Systeme nicht negativ.
  • Besonders vorteilhaft für einen flexiblen Einsatz aller Systeme ist es, wenn das mechanische Kühlaggregat und das auf verflüssigtem Gas basierende Kühlsystem, sowie ggf. andere vorhandene aktive Komponenten des Kühlfahrzeuges, insbesondere mindestens ein Lüfter, über eine zentrale Steuereinheit gesteuert werden, wobei die Steuereinheit auch eine Datenspeichereinheit umfasst, aus der Daten über zu erwartende Fahrzeiten und Ladezeiten als Basis für die Ausfahrt der anzusteuernden Kühlsysteme entnommen werden. Kühlfahrzeuge fahren im Allgemeinen vorhersehbare Routen mit vorhersehbaren Be- oder Entladestationen, so dass die voraussichtlichen Fahrzeiten und Ladezeiten in etwa bekannt sind. Liegt bei spielsweise zwischen zwei Ladevorgängen nur eine sehr kurze Fahrstrecke, so kann es sinnvoll sein, nicht nur das mechanischen Kühlaggregat, sondern auch das auf verflüssigtem Gas basierende Kühlsystem zur Abkühlung des Kältespeichermediums einzusetzen, insbesondere bei direkt mit verflüssigtem Gas gekühlten Systemen, die beim Ladevorgang nicht eingesetzt werden können. Liegt andererseits eine lange Fahrstrecke vor dem nächsten Ladevorgang, so reicht es völlig aus, das Kältespeichermedium mittels des mechanischen Kühlaggregates während der Fahrt abzukühlen und den Flüssiggasvorrat für spätere Ladevorgänge in kürzerer Folge zu schonen.
  • In diesem Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, die Datenspeichereinheit mit einem Navigationssystem zu verbinden, welches Daten über eine geplante Fahrroute und daraus über voraussichtliche Fahrzeiten liefert. Ein solches System in Verbindung mit einer geeigneten Sensorik betreffend die Temperatur in der oder den Kühlkammer(n), den noch vorhandenen Flüssiggasvorrat und ggf. den Kraftstoffvorrat erlauben eine flexible Kühlstrategie unter Anpassung an verschiedene Gegebenheiten im Lieferverkehr. Durch unterschiedliche Vorgaben kann der Einsatz an Primärenergie, der Verbrauch an Flüssiggas und/oder die Einhaltung eines bestimmten Temperaturbereiches zum Hauptziel der Regelung gemacht werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in der Zeichnung dargestellt, die ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Kühlfahrzeug teilweise schematisch darstellt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann insbesondere für andere Arten von mechanischen Kühlaggregaten, auf verflüssigtem Gas basierenden Kühlsystemen und unterschiedliche Anordnungen von Kühlkammern angewandt werden.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kühlfahrzeuges und
  • 2 schematisch die Ansicht eines Kühlfahrzeuges von oben mit zwei hintereinander angeordneten Kühlkammern.
  • 1 zeigt ein Kühlfahrzeug 1 mit einer Kühlkammer 2 an der vorne, oben und außen ein mechanisches Kühlaggregat 3 angeordnet ist. Ein auf verflüssigtem Gas basierendes Kühlsystem 4 wird aus einem Flüssiggastank 5, der sich unter dem Kühlfahrzeug 1 befindet, gespeist. Die Kühlung kann durch eine Flüssiggaskühlung 6, insbesondere Eindüsung in die Kühlkammer 2 direkt erfolgen oder durch ein hier nicht dargestelltes Wärmetauschersystem. Die Zufuhr von Flüssiggas kann mittels eins Flüssiggasventils 7 geregelt werden. In der Kühlkammer 2 befindet sich ein Behälter 8 mit einem eutektischen Kältespeichermedium 9. Ein eutektisches Kältespeichermedium kann erhebliche Kältemengen durch Phasenübergang von der flüssigen Phase in die feste Phase speichern. Besonders günstig ist es, wenn dieser Phasenübergang bei einer Temperatur geringfügig unter der Solltemperatur Tsoll der Kühlkammer 2 liegt, insbesondere ca. 0,5 bis 10 Kelvin darunter. Der Behälter 8 kann Kühlkanäle 10 aufweisen, die durch sein Inneres verlaufen und das Speichern und Abgeben von Kälte unterstützen. Ein zusätzlicher Speicherlüfter 11 kann die Speicherung bzw. Abgabe von Kälte unterstützen. Der Behälter kann auch, je nach seiner Anordnung im Kühlfahrzeug 1, mit einer gesonderten, hier nicht dargestellten Verbindung zum mechanischen Kühlaggregat 3 und/oder zum Flüssiggastank 5 ausgestattet sein, um je nach Bedarf die Aufladung (Abkühlung) des Kühlspeichers durch eines der beiden Kühlsysteme zu ermöglichen. Eine Tür 12 ermöglicht den Zugang zur Kühlkammer 2. Beim Öffnen der Tür dringt warme Luft aus der Umgebung in die Kühlkammer ein, so dass sich die Temperatur der Luft in der Kühlkammer 2 und damit allmählich auch die Temperatur der dort gelagerten Waren erhöht. Dem wirkt das Vorhandensein des Behälters 8 mit eutektischem Kältespeichermedium 9 entgegen, jedenfalls so lange, wie gespeicherte Kälte von dem Kältespeichermedium 9 abgegeben werden kann. Zur Unterstützung kann bei geöffneter Tür 12 auch das mechanische Kühlaggregat 3 in Betrieb genommen werden. Ist der Ladevorgang beendet und hat sich die Kühlkammer 2 zu stark erwärmt, so kann durch Zuschaltung des auf flüssigem Gas basierenden Kühlsystems 4 eine sehr schnelle Abkühlung wieder auf die Solltemperatur Tsoll erfolgen. Danach kann das mechanische Kühlaggregat 3 weiterlaufen, bis das Kältespeichermedium 9 wieder vollständig verfestigt ist.
  • Eine zentrale Steuereinheit 13 ist mit Sensoren zur Messung verschiedener Parameter, insbesondere einem Temperaturfühler 16 zur Messung der Temperatur in der Kühlkammer, und mit solchen (nicht dargestellt) zur Messung des Flüssiggasvorrats im Flüssiggastank 5 und des Zustands der Tür ausgestattet. Außerdem steht die zentrale Steuereinheit 13 mit dem mechanischen Kühlaggregat 3 und dem auf verflüssigtem Gas basierenden Kühlsystem 4 sowie ggf. dem Speicherlüfter 11 in Verbindung. Außerdem ist eine Datenspeichereinheit 14 vorhanden, die Daten über zukünftige Fahrzeiten und Ladezeiten enthält. Insbesondere kann auch ein Navigationssystem 15 vorhanden sein, welches bei Eingabe anzufahrender Adressen die voraussichtlichen Fahrzeiten liefert. Mit solche Informationen kann die zentrale Steuereinheit nach bestimmten Vorgaben, beispielsweise Minimierung des Verbrauchs an verflüssigtem Gas, an jede Betriebssituation angepasste Regelvorgänge mit den verschiedenen Systemkomponenten vornehmen.
  • 2 zeigt ein Kühlfahrzeug von oben mit einer ersten Kühlkammer 2a und einer zweiten Kühlkammer 2b, die durch eine Tür verbunden sind. Die Solltemperatur T1soll der ersten Kühlkammer 2a ist typischerweise höher als die Solltemperatur T2soll der zweiten Kühlkammer 2b. Beim Öffnen der Tür 12 gelangt eine Person zuerst in die erste Kühlkammer 2a und auch warme Umgebungsluft gelangt zunächst nur in diese erste Kühlkammer 2a, so dass die Kälteverluste der zweiten Kühlkammer gering gehalten werden können. Durch einen Behälter 8 mit Kältespeichermedium 9 kann daher die Temperatur in der zweiten Kühlkammer 2b auch bei geöffneter Tür für eine gewisse Zeitspanne niedrig gehalten werden. Die erste Kühlkammer 2a wärmt sich beim Ladevorgang etwas auf, kann aber anschließend mittels des auf verflüssigtem Gas basierenden Kühlsystems 4 schnell wieder abgekühlt werden.
  • Die vorliegende Erfindung erhöht die Flexibilität beim Einsatz eines Kühlfahrzeuges, insbesondere im Lieferverkehr, und erlaubt bei sehr ökonomischem Einsatz von Primärenergie und bei sparsamem Umgang mit dem mitgeführten verflüssigten Gas eine hohe Qualität der Kühlung, d. h. eine sichere Einhaltung bestimmter Temperaturbedingungen in einer oder mehreren Kühlkammern.
  • 1
    Kühlfahrzeug
    2
    Kühlkammer
    2a
    erste Kühlkammer
    2b
    zweite Kühlkammer
    3
    mechanisches Kühlaggregat
    4
    auf verflüssigtem Gas basierendes Kühlsystem
    5
    Flüssiggastank
    6
    Flüssiggaskühlung (Eindüsung oder über Wärmetauscher)
    7
    Flüssiggasventil
    8
    Behälter für Kältespeichermedium
    9
    (eutektisches) Kältespeichermedium
    10
    Wärmeaustauschflächen
    11
    Speicherlüfter
    12
    Tür
    13
    zentrale Steuereinheit
    14
    Datenspeichereinheit
    15
    Navigationssystem
    16
    Temperaturfühler
    Tsoll
    Solltemperatur
    T1soll
    Solltemperatur in der ersten Kühlkammer 2a
    T2soll
    Solltemperatur in der zweiten Kühlkammer 2b
    Ttol
    Toleranztemperatur, Toleranzschwelle

Claims (14)

  1. Kühlfahrzeug (1) mit mindestens einer Kühlkammer (2), mindestens einem mechanischen Kühlaggregat (3) und mindestens einem Kühlsystem (4) basierend auf verflüssigtem Gas, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkammer (2) mindestens ein Behälter (8) für ein Kältespeichermedium (9) zugeordnet ist.
  2. Kühlfahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältespeichermedium (9) ein eutektisches Speichermedium ist mit einem Phasenübergang, insbesondere zwischen flüssiger und fester Phase, in der Nähe einer Solltemperatur (Tsoll) der Kühlkammer (2), der es zugeordnet ist.
  3. Kühlfahrzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (8) mit Kältespeichermedium (9) über Wärmeaustauschflächen (10) mit der Kühlkammer (2) in Verbindung steht, der er zugeordnet ist.
  4. Kühlfahrzeug (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (8) mit Kältespeichermedium (9) passive und/oder aktive Unterstützungsmittel zur Verstärkung des Wärmeaustausches mit der Kühlkammer (2), insbesondere einen Lüfter (11), aufweist.
  5. Kühlfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlfahrzeug (1) mindestens zwei Kühlkammern (2a, 2b) unterschiedlicher Solltemperatur (T1soll, T2soll) aufweist, wobei eine zweite Kühlkammer (2b) mit niedrigerer Solltemperatur (T2soll) nur durch eine erste Kühlkammer (2a) höherer Solltemperatur (T1soll) betreten werden kann.
  6. Kühlfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlfahrzeug (1) mindestens zwei getrennt betretbare Kühlkammern (2c, 2d) aufweist.
  7. Kühlfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Kühlaggregat (3), das auf verflüssigtem Gas basierende Kühlsystem (4) und ggf. vorhandene Lüfter (11) mit einer zentralen Steuereinheit (13) verbunden und von dieser steuerbar sind.
  8. Kühlfahrzeug (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Steuereinheit (13) mit einer Datenspeichereinheit (14) und/oder einem Navigationssystem (15) verbunden ist, aus dem sich erwartete Zeiten für Fahrabschnitte und Ladevorgänge entnehmen lassen als Grundlage für die Steuerung der Kühlung.
  9. Verfahren zur weitgehenden Einhaltung oder Unterschreitung einer Solltemperatur (Tsoll) in einem Kühlraum (2) eines Kühlfahrzeuges (1), welches über mindestens ein mechanisches Kühlaggregat (3), über ein auf verflüssigtem Gas basierendes Kühlsystem (4) und mindestens einen Behälter (8) mit Kältespeichermedium (9) verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältespeichermedium (9) bevorzugt durch Einsatz des mechanischen Kühlaggregates (3) gekühlt wird, wenn sich der Kühlraum (2) auf oder unter seiner Solltemperatur (Tsoll) befindet, wobei das Kältespeichermedium (9) seine Kälte bevorzugt bei verstärktem Kühlbedarf im Kühlraum (2) an diesen abgibt, wobei das auf verflüssigtem Gas basierende Kühlsystem (4) nur für einen Spitzenbedarf bei Überschreitung einer Toleranztemperatur (Ttol) eingesetzt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Kältespeichermedium (9) ein eutektisches Speichermedium, vorzugsweise mit einer Erstarrungstemperatur von 0,5 bis 10 K unter der Solltemperatur (Tsoll) des Kühlraumes (2), verwendet wird, welches über Wärmeaustauschflächen (10) mit dem Kühlraum (2) in Verbindung steht, und dass dem Kühlraum (2) bei Normalbetrieb so lange Kälte von dem mechanischen Kühlaggregat (3) zugeführt wird, bis die Temperatur unter der Erstarrungstemperatur des eutektischen Speichermediums liegt.
  11. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei erhöhtem Kühlleistungsbedarf im Kühlraum, z. B. beim Öffnen einer Tür zum Kühlraum, zunächst die Kühlleistung des Behälters (8) mit Kältespeichermedium (9) genutzt, dann bei Überschreitung der Solltemperatur (Tsoll) das mechanische Kühlaggregat (3) zugeschaltet wird und erst bei Überschreitung einer Toleranztemperatur (Ttol) zusätzlich oder alternativ das auf verflüssigtem Gas basierende Kühlsystem (4) eingesetzt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das auf verflüssigtem Gas basierende Kühlsystem (4) auf Kohlendioxid oder Stickstoff basiert, welches direkt in den Kühlraum (2) eingedüst wird, wobei vor dem Betreten des Kühlraumes (2) eine Durchlüftung mit Luft erfolgt und wobei die zur Einhaltung der Solltemperatur (Tsoll) im Kühl raum (2) erforderliche Kühlleistung bei geöffneter Tür (12) nur durch den Behälter (8) mit Kältespeichermedium (9) und das mechanische Kühlaggregat (3) erbracht wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Kühlaggregat (3) und das auf verflüssigtem Gas basierende Kühlsystem (4) und andere gegebenenfalls vorhandene aktive Komponenten (11) des Kühlfahrzeuges (1) über eine zentrale Steuereinheit (13) gesteuert werden, wobei die Steuereinheit (13) auch eine Datenspeichereinheit (14) umfasst, aus der Daten über zu erwartende Fahrzeiten und Ladezeiten als Basis für die Auswahl der anzusteuernden Kühlsysteme (3, 4, 8) entnommen werden.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Steuereinheit (13) und/oder die Datenspeichereinheit (14) mit einem Navigationssystem (15) verbunden werden, welches Daten über eine geplante Fahrroute und daraus über voraussichtliche Fahrzeiten liefert, die als Basis für die Auswahl der für einzelne Zeitabschnitte einzusetzenden Kühlsysteme (3, 4, 8) verwendet werden, vorzugsweise mit der Vorgabe, das auf verflüssigtem Gas basierende System (4) möglichst selten zuzuschalten.
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