DE102008029853A1

DE102008029853A1 - Kühlsystem für einen Transporter mit mehreren Kühlkammern

Info

Publication number: DE102008029853A1
Application number: DE102008029853A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Kost; Franz Dr. Lürken; Helmut Henrich
Original assignee: Air Liquide Deutschland GmbH
Current assignee: Air Liquide Deutschland GmbH
Priority date: 2008-06-25
Filing date: 2008-06-25
Publication date: 2009-12-31
Also published as: US20110253342A1; EP2294344A2; WO2009156384A3; WO2009156384A2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kühlung von mindestens einer Kammer (A, B, C, ...) eines Transporters (T) für Kühlgut mittels einer Kühleinheit (1), vorzugsweise einem Tank (1) für flüssigen Stickstoff oder Kohlendioxid, bei der mindestens ein Kühlzwischenkreislauf (4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) mit einem Wärmeträgermedium vorhanden ist, der einen ersten Wärmetauscher (4) zur Kühlung des Wärmeträgermediums durch die Kühleinheit (1) aufweist, wobei jeder Kammer (A, B, C, ...) jeweils ein zweiter Wärmetauscher (30A, 320B, 30C, ...) zugeordnet ist, der primärseitig an den Zwischenkreislauf (4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) anschließbar ist und durch den sekundärseitig die Luft in der jeweiligen Kammer (A, B, C, ...) gekühlt werden kann. Vorzugsweise sind zwei oder mehr Kammern (A, B, C, ...) mit jeweils einem zweiten Wärmetauscher (30A, 30B, 30C, ...) vorhanden, wobei der Kühlzwischenkreislauf (4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) und ein Heizzwischenkreislauf (21, 22, 23, 24, 25, 26), vorzugsweise mit gleichem Wärmeträgermedium, so angeordnet und verschaltet sind, dass jeder der zweiten Wärmetauscher (30A, 30B, 30C, ...) wahlweise an den Kühlzwischenkreislauf (4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) oder den Heizzwischenkreislauf (21, 22, 23, 24, 25, 26) anschließbar ist. Besonders bevorzugt ist der Heizzwischenkreislauf (21, 22, 23, 24, 25, 26) über Wärmetauscher (14, 24) und eine mechanisch oder elektrisch angetriebene Wärmepumpe (35) mit dem ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Kühltransporter, insbesondere Kühltransporter, bei denen zumindest ein Teil der erforderlichen Kühlung durch Mitführung von flüssigem Stickstoff oder flüssigem Kohlendioxid bewirkt wird.
Es sind verschiedene Verfahren zur Kühlung eines Transportbehälters durch mitgeführten flüssigen Stickstoff bekannt, die entweder eine direkte Einsprühung von flüssigem Stickstoff in eine Kühlkammer vorsehen, wenn deren Temperatur gesenkt werden soll, oder eine indirekte Kühlung mittels eines Wärmetauschers, wenn vermieden werden soll, dass der Sauerstoffgehalt in der Kühlkammer zu weit absinkt. Die bekannten Kühlsysteme können an viele verschiedene Transportsituationen angepasst werden, so dass es unterschiedliche Vorrichtungen und Verfahren zur Kühlung von Kühlgut für Lagerung, Langstreckentransporte und den Lieferverkehr mit vielen Be- oder Entladevorgängen gibt.
Eine besondere Schwierigkeit kann dann entstehen, wenn die Umgebungsbedingungen und/oder die Transportbedingungen nicht nur ein Kühlen, sondern gelegentlich oder häufig auch ein Heizen von Transportkammern erfordern. Ein solcher Effekt kann abhängig von der Umgebungstemperatur auftreten, aber besonders auch dann, wenn in einem Transporter Güter bei verschiedenen Temperaturen transportiert werden sollen. Für solche Zwecke gibt es Transporter mit mehreren getrennten Kammern, wobei ein besonderer Schwierigkeitsgrad dann auftritt, wenn in Längsrichtung unterteilte Transporter eingesetzt werden sollen.
Die im europäischen Güterverkehr vorgeschriebenen Außenmaße eines Lastkraftwagens und/oder eines Containers und die typischen Maße von Transportbe hältern und Transportmitteln lassen es zwar zu, dass die Außenwände eines Kühltransporters sehr gut isoliert werden können, jedoch ist bei Unterteilung eines Kühltransporters in Längsrichtung nicht genug Platz vorhanden, auch die Trennwände mit einer guten thermischen Isolierung auszustatten. Gleichzeitig verlangen die Transportaufgaben und die Logistik der Transportunternehmen, dass jede der in Längsrichtung verlaufenden Kammern auf jede gewünschte Temperatur eingestellt werden kann, unabhängig davon, welche Temperaturen eventuell benachbarte Kammern aufweisen. Es können daher Fälle auftreten, bei denen drei Längskammern vorhanden sind und gerade in der mittleren z. B. frische Ware bei Temperaturen von einigen Grad Celsius über dem Gefrierpunkt transportiert werden soll, während in den beiden angrenzenden Kammern Tiefkühlkost bei beispielsweise etwa –20°C transportiert wird. Dies erfordert, dass die mittlere Kammer wegen der schlechten Wärmeisolierung der Trennwände nicht gekühlt, sondern geheizt werden muss. Dies wiederum führt zu einem erhöhten Kühlbedarf für die angrenzenden Kammern. Es kommt auch vor, dass ein Kühltransporter zusätzlich einen Anhänger mit einer oder mehreren Kühlkammern befördert, für den ebenfalls eine Kühlung und/oder eine Heizung vorgesehen werden muss.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Kühlung von mindestens einer Kammer eines Transporters für Kühlgut anzugeben, welche unterschiedliche Anforderungen an Kühlung oder Beheizung auf sparsame Weise erfüllen kann. Ebenso soll ein Verfahren zur Kühlung angegeben werden, mit dem die beschriebenen Probleme ökonomisch gelöst werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen eine Vorrichtung gemäß dem Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kühlung von mindestens einer Kammer eines Transporters für Kühlgut weist eine Kühleinheit, insbesondere einen Tank für flüssigen Stickstoff oder flüssiges Kohlendioxid auf. Mindestens ein Kühlzwischenkreislauf mit einem Wärmeträgermedium ist vorhanden, der einen ersten Wärmetauscher zur Kühlung des Wärmeträgermediums durch die Kühleinheit aufweist, wobei jeder Kammer jeweils ein zweiter Wärmetauscher zugeordnet ist, der primärseitig an den Zwischenkühlkreislauf anschließbar ist und durch den sekundärseitig die Luft in der jeweiligen Kammer gekühlt werden kann. Als Kühleinheit kann auch ein herkömmliches mechanisches Kühlaggregat eingesetzt werden, jedoch entfaltet die Erfindung die größten Vorteile bei Verwendung eines Tanks mit flüssigem Stickstoff oder Kohlendioxid, welche durch ihre Erwärmung und/oder Verdampfung das Wärmeträgermedium im Zwischenkühlkreis kühlen.
Die Verwendung eines Kühlzwischenkreislaufes ermöglicht es, diesen Kreislauf mit einer variablen Temperatur zu betreiben, was bei einer direkten Durchleitung von flüssigem Stickstoff oder Kohlendioxid durch den Wärmetauscher einer Kammer nicht möglich wäre. So werden sehr flexible Voraussetzungen geschaffen, um das Kühlsystem an verschiedene Bedingungen anzupassen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind auf dem Transporter mindestens zwei Kammern vorhanden, wobei jede der Kammern einen eigenen Kühlzwischenkreislauf mit einem ersten Wärmetauscher und einem zweiten Wärmetauscher aufweist, wobei mindestens einer der Zwischenkreisläufe zusätzlich eine Heizung, vorzugsweise in Form eines dritten Wärmetauschers aufweist. Bei einer solchen Anordnung ist es möglich, den Kühlzwischenkreislauf einer oder beider Kammern durch Einschalten der Heizung und Abschalten der Kühleinheit, insbesondere der Zufuhr an flüssigem Stickstoff oder Kohlendioxid in einen Heizkreislauf umzuwandeln, so dass die betreffende Kammer geheizt werden kann.
Besondere Vorteile entstehen bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, bei der mindestens zwei Kammern vorhanden sind, die jeweils einen zweiten Wärmetauscher aufweisen, jedoch nur ein Kühlzwischenkreislauf und zusätzlich ein Heizzwischenkreislauf vorgesehen sind, wobei jeder zweite Wärmetauscher wahlweise an den Kühlzwischenkreislauf oder den Heizzwischenkreislauf anschließbar ist. Die wesentlichen Vorteile dieser Anordnung entfalten sich erst bei mehr als zwei Kammern, jedoch ist das Prinzip auch auf zwei Kammern anwendbar. Wie anhand der Zeichnung noch ausführlicher erläutert wird, steht durch diese erfindungsgemäße Anordnung für jede Kammer Kälte in einem Kühlzwischenkreislauf zur Verfügung, wenn die Kammer gekühlt werden muss, und Wärme aus einem Heizzwischenkreislauf, wenn die Kammer erwärmt werden muss. Die in jeder Kammer angeordneten zweiten Wärmetauscher können entweder einen primären Kühlkreis aufweisen, der dann über vier Ventile entweder mit dem Kühlzwischenkreislauf oder mit dem Heizzwischenkreislauf verbunden werden kann, oder es können zwei Primärkreise vorgesehen werden, wobei dann nur zwei Ventile gebraucht werden, um den einen oder den anderen Primärkreis in Betrieb zu nehmen. Sekundärseitig kühlt der zweite Wärmetauscher die Luft in der jeweiligen Kammer, was vorzugsweise von einem Ventilator, der Umluft durch den Wärmetauscher bläst, bewirkt wird.
Bei Verwendung von nur einem Primärkreis in den zweiten Wärmetauschern müssen die Wärmeträgermedien in dem Kühlzwischenkreislauf und dem Heizzwischenkreislauf jedenfalls gleich sein. Auch bei zwei Primärkreisen ist es ratsam, das gleiche Wärmeträgermedium im Kühlzwischenkreislauf und im Heizzwischenkreislauf einzusetzen, da die beiden Primärkreise in den zweiten Wärmetauschern in engem Wärmekontakt stehen und daher beide Wärmeträgermedien etwa die gleichen Temperaturbereiche aushalten müssen. Bevorzugt wird ein Wärmeträgermedium, es handelt sich dabei meist um handelsübliche Öle und dergleichen, eingesetzt, welches selbst bei Temperaturen von flüssigem Stickstoff oder flüssigem Kohlendioxid noch fließfähig bleibt und einen Siedepunkt von deutlich über 50°C aufweist. Die untere Temperatur, bei der das Wärmeträgermedium noch einsetzbar sein soll, wird durch den ersten Wärmetauscher bestimmt, durch den flüssiger Stickstoff oder Kohlendioxid strömt. Dabei sind jedoch auch Konzepte bekannt, bei denen Wärmeträgermedium in einer Schicht an den Wänden der Wärmetauscherrohre ausfriert, dadurch den Wärmeübergang zum flüssigen Stickstoff bzw. Kohlendioxid verringert und so im Inneren der Kühlrohre eine Strömung des Wärmeträgermediums mit etwas höherer Temperatur aufrecht erhält.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann zusätzlich Energie gespart bzw. der Verbrauch an flüssigem Stickstoff oder Kohlendioxid verringert werden, nämlich durch Einsatz einer Wärmepumpe, mit der zwischen dem Kühlzwischenkreislauf und dem Heizzwischenkreislauf eine Temperaturdifferenz aufrechterhalten oder unterstützt wird. Gerade in Fällen, wo gleichzeitig gekühlt und geheizt werden muss, bietet eine Wärmepumpe besondere Vorteile. Dabei kann ein energetisch entscheidender Schritt insbesondere darin liegen, dass die Wärmepumpe direkt von einem Motor des Transporters angetrieben wird, was viel weniger Energie benötigt als einen eigenen Antrieb für die Wärmepumpe zu betreiben. Jedenfalls aber kann eine Wärmepumpe dem Kühlzwischenkreislauf Wärme entziehen und dem Heizzwischenkreislauf zuführen, was in bestimmten Betriebsphasen erhebliche Vorteile mit sich bringt. Natürlich können Situationen auftreten, bei denen die in dem Heizkreislauf benötigte Wärme nicht oder nicht vollständig dem Kühlkreislauf entzogen werden kann oder umgekehrt. In dieser Situation kann die Differenz über einen Ausgleichswärmetauscher abgeführt werden.
Wenn ein Transporter mit dem erfindungsgemäßen Kühlsystem einen Anhänger mitführt, ist es besonders einfach, diesen an das Kühlsystem anzuschließen. Da der Kühlzwischenkreislauf bei weitem nicht auf der Temperatur von flüssigem Stickstoff oder Kohlendioxid arbeitet und der Heizkreislauf auch nicht bei sehr hohen Temperaturen betrieben wird, können der Kühlzwischenkreislauf und der Heizzwischenkreislauf einfach über Kupplungen und Schlauchverbindungen zum Anhänger weitergeführt werden, so dass auch dort eine oder mehrere Kammern in gleicher Weise wie beim Transporter selbst an diese Systeme angeschlossen werden können.
Bevorzugt wird jede Kammer mit einer Temperaturregelung verbunden, insbesondere mit einer zentralen Regeleinrichtung, die bei Kühlbedarf den der jeweiligen Kammer zugeordneten zweiten Wärmetauscher primärseitig mit dem Kühlzwischenkreislauf verbindet und bei Heizbedarf mit dem Heizzwischenkreislauf, wobei jeweils die Luft in der zugehörigen Kammer als Umluft sekundärseitig durch den zugeordneten zweiten Wärmetauscher geleitet wird.
Für Fälle, in denen mindestens eine der Kammern nach einem Be- oder Entladevorgang schnell abgekühlt werden soll, kann diese Kammer mit einer zusätzlichen Einrichtung zum direkten Einsprühen von flüssigem Stickstoff versehen sein. Bei solchen Einrichtungen muss ggf. darauf geachtet werden, dass vor dem Betreten durch Personal eine atembare Atmosphäre sichergestellt wird.
Zum Betrieb der Vorrichtung ist es sinnvoll, den Kühlzwischenkreislauf und den Heizzwischenkreislauf auf bestimmten Temperaturniveaus zu betreiben, weshalb beide Kreisläufe separate Temperaturregelkreise aufweisen sollten. Ein wesentliches Element im Temperaturregelkreis des Kühlzwischenkreislaufes ist dabei der erste Wärmetauscher, ein wesentliches Element des Temperaturregelkreises des Heizzwischenkreislaufes kann die Wärmepumpe oder natürlich eine beliebige andere Beheizung sein. Bei modernen Anlagen wird im Allgemeinen die gesamte Regeltechnik in einer zentralen Regeleinrichtung untergebracht sein.
Die vorliegende Erfindung bietet die Möglichkeit, einen Tank für flüssigen Stickstoff oder Kohlendioxid und den ersten Wärmetauscher als Baueinheit an oder unter dem Transporter anzubringen. Es kann sogar Systeme geben, bei denen beide zusammen als austauschbare Einheit ausgebildet werden, so dass statt einer Betankung am Fahrzeug ein Austausch von Tank und Wärmetauscher vorgenommen werden kann. Dabei müssten keine Verbindungen, die flüssigen Stickstoff oder Kohlendioxid führen, gelöst und wieder verbunden werden, was erhebliche Vorteile haben kann.
Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Vorrichtungen und erfindungsgemäße Verfahren und deren einzelne Ausgestaltungen werden im Folgenden anhand der Zeichnung noch näher erläutert.
1 zeigt schematisch den typischen Aufbau eines Kühltransporters mit mehreren Kammern und Hänger und
2 schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, auf das diese jedoch nicht beschränkt ist.
1 zeigt schematisch unter Weglassung des Führerhauses einen Transporter T, der in Längsrichtung unterteilt ist in drei Kühlkammern A, B, C. Die die Unterteilung bewirkenden Trennwände W müssen so dünn sein, dass eine vollständige Wärmeisolierung nicht möglich ist, weshalb besondere Maßnahmen zur Aufrechterhaltung von Temperaturunterschieden zwischen den Kammern A, B, C erforderlich sind. Unter dem Transporter T befindet sich ein Tank 1 für flüssigen Stickstoff, der eventuell auch als Baueinheit mit einem ersten Wärmetauscher 4 ausgebildet sein kann. Für besondere Kühlanforderungen kann ein System zum Einsprühen von flüssigem Stickstoff direkt in eine der Kammern A, B, C in Form einer durch ein Sprühventil 40 absperrbaren Einsprühleitung 41 vorgesehen werden. Falls der Transporter T einen Anhänger H mitführt, so können die Kühl kammern D, E des Anhängers H über Kupplungen 20 mit den Systemen des Transporters T verbunden werden.
2 zeigt in teilweise schematischer Ansicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Versorgung von drei Kammern A, B, C eines Transporters T und von zwei oder mehr weiteren Kammern D, E... eines Anhängers H mit Kühlung oder Heizung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. Die erforderliche Kühlung wird durch flüssigen Stickstoff oder Kohlendioxid, welches in einem Tank 1 mitgeführt wird, bereitgestellt. Über ein Sicherheitsventil 2 und ein Einlassventil 3 gelangt der flüssige Stickstoff bzw. das Kohlendioxid in einen ersten Wärmetauscher und von dort über ein Auslassventil 5 zu einer Abblasung 6. Im ersten Wärmetauscher 4 kann daher durch Aufwärmung bzw. Verdampfung des flüssigen Stickstoffs/Kohlendioxids ein Wärmeträgermedium, welches den ersten Wärmetauscher 4 sekundärseitig durchströmt, abgekühlt werden. Dieses abgekühlte Wärmeträgermedium fließt in einem Kühlzwischenkreislauf und wird dabei von einer Pumpe 11 über ein Mehrwegeventil 12 durch den ersten Wärmetauscher 4 und dann zu einer Kälteverteilerleitung 15 gefördert, von wo es über eine Drosseleinrichtung 13 wieder zur Pumpe 11 gelangt. Zwischen der Drosseleinrichtung 13 und der Pumpe 11 ist noch eine Kältesammelleitung 16 angeschlossen. Durch die Drosseleinrichtung 13 wird beim Betrieb der Pumpe 11 eine Druckdifferenz zwischen der Kälteverteilerleitung 15 und der Kältesammelleitung 16 aufrecht erhalten, so dass zwischen diese beiden bei Bedarf zweite Wärmetauscher 30A, 30B, 30C geschaltet und primärseitig gekühlt werden können. Dies geschieht durch die Einlassventile 19A, 19B, 19C. Wird eines dieser Ventile geöffnet, so fließt Wärmeträgermedium von der Kälteverteilerleitung 15 primärseitig durch den zugehörigen zweiten Wärmetauscher 30A, 30B, 30C zur Kältesammelleitung 16. In der betreffenden Kammer A, B, C kann sekundärseitig Umluft mittels eines Umluftventilators 31A, 31B, 31C durch den zweiten Wärmetau scher 30A, 30B, 30C geleitet werden, bis die gewünschte Abkühlung in der betreffenden Kammer A, B, C erreicht ist.
In dem Transporter T befindet sich außerdem ein Heizzwischenkreislauf, in welchem ein Wärmeträgermedium, vorzugsweise das gleiche wie im Kühlzwischenkreislauf, von einer Pumpe 21 zu einer Wärmeverteilerleitung 25 über eine Drosseleinrichtung 23 und durch einen Wärmetauscher 24 wieder zur Pumpe 21 geleitet wird. Zwischen der Drosselrichtung 23 und dem Wärmetauscher 24 in dem Heizzwischenkreislauf ist eine Wärmesammelleitung 26 angeschlossen. Die Drosselreinrichtung 23 im Heizzwischenkreislauf bewirkt beim Betrieb der Pumpe 21, dass eine Druckdifferenz zwischen der Wärmeverteilerleitung 25 und der Wärmesammelleitung 26 aufrecht erhalten wird, so dass die zweiten Wärmetauscher 30A, 30B, 30C primärseitig bei Bedarf an den Heizzwischenkreislauf angeschlossen werden können. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel geschieht dies durch einen zweiten Sekundärkreis, in dem eines der Einlassventile 29A, 29B, 29C geöffnet wird, wodurch Wärmeträgermedium aus dem Heizzwischenkreislauf durch den betreffenden zweiten Wärmetauscher 30A, 30B, 30C strömt. Durch den betreffenden Umluftventilator 31A, 31B, 31C kann dann die zugehörige Kammer A, B, C beheizt werden.
Natürlich ist es möglich, auch zweite Wärmetauscher 30A, 30B, 30C mit nur einem primärseitigen Kreis zu benutzen, was aber die doppelte Anzahl von Ventilen erfordern würde und zwingend die Benutzung des gleichen Wärmeträgermediums im Kühlzwischenkreislauf und im Heizzwischenkreislauf voraussetzt.
Energetisch besonders vorteilhaft kann es sein, wenn zwischen den Kühlzwischenkreislauf und den Heizzwischenkreislauf noch eine Wärmepumpe 35 geschaltet wird. In günstigen Fällen kann eine solche Wärmepumpe praktisch gleichzeitig die benötigte Kühlung und die benötigte Heizung bewirken, jedenfalls aber die zur Aufrechterhaltung von Temperaturdifferenzen in beiden Kreisläufen benötigte Energie verringern. Natürlich kann der Heizzwischenkreislauf im einfachsten Fall auch eine andere Wärmequelle aufweisen, beispielsweise eine elektrische Beheizung oder eine Verbindung zum Kühlkreislauf eines Motors. In 2 ist jedoch die besonders günstige Verwendung einer Wärmepumpe dargestellt, die über einen Wärmetauscher 14 zur Wärmepumpe und einen Wärmetauscher 24 von der Wärmepumpe dem Zwischenkühlkreislauf Wärme entziehen und dem Heizzwischenkreislauf zuführen kann. Überschüssige Kälte oder Wärme kann über den Ausgleichswärmetauscher 34 abgeführt bzw. zugeführt werden.
Je nach Stellung des Dreiwegeventils 12 kann die Kälte in dem Kühlzwischenkreislauf ganz oder teilweise über den Wärmetauscher 14 oder über den ersten Wärmetauscher 4 eingebracht werden. Typische Temperaturen für die verschiedenen Betriebsweisen sind in 2 angegeben. So kann die Temperatur im Kühlzwischenkreislauf hinter dem ersten Wärmetauscher 4 beispielsweise etwa –60°C betragen, während bei Betrieb der Wärmepumpe 35 hinter dem Wärmetauscher 14 beispielsweise Temperaturen von –30°C erreicht werden können. Der Heizkreislauf kann sich hinter der Pumpe 21 z. B. auf einem Temperaturniveau von etwa 30°C befinden.
Eine zentrale Regeleinrichtung 50 ist, wie schematisch dargestellt, über Leitungen 51 mit Sensoren, insbesondre Temperatursensoren in den Kammern A, B, C verbunden, ggf. auch mit weiteren Sensoren im Anhänger H. Außerdem ist die zentrale Regeleinrichtung 50 über Steuerleitungen 52 mit Ventilen, Ventilatoren und Pumpen des ganzen Systems verbunden, so dass eine zentrale Steuerung bzw. Regelung des ganzen Systems möglich ist.
Ist beispielsweise die Temperatur in der Kammer A zu hoch, so wird das Einlassventil 19A geöffnet und der Umluftventilator 31A in Betrieb genommen, bis die richtige Temperatur eingestellt ist. Falls dabei die Temperatur im Kühlzwischenkreislauf zu hoch wird, wird das Einlassventil 3 geöffnet und flüssiger Stickstoff bzw. Kohlendioxid wird durch den ersten Wärmetauscher 4 geleitet. Alternativ je nach den momentanen Betriebsbedingungen kann auch die Wärmepumpe 35 in Betrieb genommen werden, wodurch die Temperatur im Kühlzwischenkreislauf über den Wärmetauscher 14 gesenkt wird. Ist gleichzeitig die Temperatur in der Kammer B zu niedrig, so wird das Einlassventil 29B geöffnet und der Umluftventilator 31B in Betrieb genommen, bis die Kammer B auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt ist. Falls dabei die Temperatur im Heizzwischenkreislauf zu weit absinkt, kann dies durch die Wärmepumpe 35 über den Wärmetauscher 24 wieder ausgeglichen werden. Vorzugsweise sind alle zweiten Wärmetauscher 30A, 30B, 30C primärseitig wahlweise mit der Kälteverteilerleitung 15 und der Kältesammelleitung 16 oder der Wärmeverteilerleitung 25 und der Wärmesammelleitung 26 verbindbar. So kann jede Kammer A, B, C auf jede gewünschte Temperatur in einem gewissen Bereich eingestellt werden.
Bei Vorhandensein eines Anhängers H mit weiteren Kammern D, E können die Kälteverteilerleitung 15, die Kältesammelleitung 16, die Wärmeverteilerleitung 25 und die Wärmesammelleitung 26 einfach zu einer Kälteverteilerleitung 17 im Anhänger, einer Kältesammelleitung 18 im Anhänger, einer Wärmeverteilerleitung 27 im Anhänger und einer Wärmeverteilerleitung 28 im Anhänger verlängert werden. Weitere zweite Wärmetauscher 30D mit Umluftventilatoren 31D können über Einlassventile 19D ... bzw. 29D ... mit dem Kühlzwischenkreislauf bzw. dem Heizzwischenkreislauf verbunden werden, ganz analog zu der Schaltung im Transporter T selbst.
Die vorliegende Erfindung eignet sich in besonderer Weise für im Lieferverkehr eingesetzte Kühltransporter mit mehreren Kammern, in den flexibel unterschiedliche Temperaturen eingestellt werden sollen.

T: Transporter
A: Kammer
B: Kammer
C: Kammer
D: Kammer
E: Kammer
H: Anhänger
W: Trennwand
1: Kühleinheit, Tank für flüssigen Stickstoff oder Kohlendioxid
2: Sicherheitsventil
3: Einlassventil
4: erster Wärmetauscher
5: Auslassventil
6: Abblasung
11: Pumpe im Kühlzwischenkreislauf
12: Dreiwegeventil
13: Drosseleinrichtung im Kühlzwischenkreislauf
14: Wärmetauscher zur Wärmepumpe
15: Kälteverteilerleitung
16: Kältesammelleitung
17: Kälteverteilerleitung im Anhänger
18: Kältesammelleitung im Anhänger
19A, B, C...: Einlassventil erster Primärkreis des zweiten Wärmetauschers
20: Kupplungen
21: Pumpe im Heizzwischenkreislauf
23: Drosseleinrichtung im Heizzwischenkreislauf
24: Wärmetauscher von der Wärmepumpe
25: Wärmeverteilerleitung
26: Wärmesammelleitung
27: Wärmeverteilerleitung im Anhänger
28: Wärmesammelleitung im Anhänger
29A, B, C, ...: Einlassventil zweiter Primärkreis des zweiten Wärmetauschers
30A, B, C, ...: zweiter Wärmetauscher jeder Kammer
31A, B, C, ...: sekundärseitiger Umluftventilator jeder Kammer
34: Ausgleichswärmetauscher
35: Wärmepumpe
40: Einsprühventil
41: Einsprühleitung
50: Zentrale Regeleinrichtung
51: Leitungen zu Sensoren
52: Steuerleitungen für Ventile, Ventilatoren, Pumpen

Claims

Vorrichtung zur Kühlung von mindestens einer Kammer (A, B, C, ...) eines Transporters (T) für Kühlgut mittels einer Kühleinheit (1), vorzugsweise einem Tank (1) für flüssigen Stickstoff oder Kohlendioxid, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kühlzwischenkreislauf (4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) mit einem Wärmeträgermedium vorhanden ist, der einen ersten Wärmetauscher (4) zur Kühlung des Wärmeträgermediums durch die Kühleinheit (1) aufweist, wobei jeder Kammer (A, B, C, ...) jeweils ein zweiter Wärmetauscher (30A, 30B, 30C, ...) zugeordnet ist, der primärseitig an den Zwischenkreislauf (4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) anschließbar ist und durch den sekundärseitig die Luft in der jeweiligen Kammer (A, B, C, ...) gekühlt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Kammern (A, B, C, ...) vorhanden sind und jede Kammer (A, B, C, ...) einen eigenen Kühlzwischenkreislauf (4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) mit einem ersten Wärmetauscher (4) und einem zweiten Wärmetauscher (30A, 30B, 30C, ...) aufweist, wobei mindestens einer der Zwischenkreisläufe (4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) zusätzlich eine Heizung (24), vorzugsweise in Form eines dritten Wärmetauschers (24), aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Kammern (A, B, C, ...) mit jeweils einem zweiten Wärmetauscher (30A, 30B, 30C, ...) vorhanden sind und dass der Kühlzwischenkreislauf (4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) und ein Heizzwischenkreislauf (21, 22, 23, 24, 25, 26), vorzugsweise mit gleichem Wärmeträgermedium, so angeordnet und verschaltet sind, dass jeder der zweiten Wärmetauscher (30A, 30B, 30C, ...) wahlweise an den Kühlzwischen kreislauf (4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) oder den Heizzwischenkreislauf (21, 22, 23, 24, 25, 26) anschließbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizzwischenkreislauf (21, 22, 23, 24, 25, 26) über Wärmetauscher (14, 24) und eine mechanisch oder elektrisch angetriebene Wärmepumpe (35) mit dem Kühlzwischenkreislauf (4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) so verbunden ist, dass dem Kühlzwischenkreislauf (4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) Wärme entzogen und dem Heizzwischenkreislauf (21, 22, 23, 24, 25, 26) zugeführt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlzwischenkreislauf (4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) und der Heizzwischenkreislauf (21, 22, 23, 24, 25, 26) bis zu einem Endbereich des Transporters (T) geführt und dort so mit Kupplungen (20) versehen sind, dass beide Kreisläufe geöffnet und zu einem Anhänger (H) mit weiteren Kammern (E, F, ...) und Kreislaufleitungen (17, 18, 27, 28) verlängert werden können.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kammer (A, B, C, ...) mit einer Temperaturregelung (50) verbunden ist, die bei Kühlbedarf den der jeweiligen Kammer (A, B, C, ...) zugeordneten zweiten Wärmetauscher (30A, 3B bzw. 30C, ...) primärseitig mit dem Kühlzwischenkreislauf (4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) verbindet und bei Heizbedarf mit dem Heizzwischenkreislauf (21, 22, 23, 24, 25, 26), wobei jeweils die Luft in der zugehörigen Kammer (A, B, C, ...) als Umluft sekundärseitig durch den zugeordneten zweiten Wärmetauscher (30A, 30B, 30C, ...) geleitet wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Kammern (A, B, C, ...) mit einer zusätzlichen Einrichtung (40, 41) zum Einsprühen von flüssigem Stickstoff versehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlzwischenkreislauf (4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) und der Heizzwischenkreislauf (21, 22, 23, 24, 25, 26) separate Temperaturregelkreise aufweisen, wobei der Temperaturregelkreis des Heizzwischenkreislaufes (21, 22, 23, 24, 25, 26) die Wärmepumpe (35) umfasst, während der Temperaturregelkreis des Kühlzwischenkreislaufes (4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) den ersten Wärmetauscher (4) umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank (1) für flüssigen Stickstoff oder Kohlendioxid und der erste Wärmetauscher (4) als Baueinheit an oder unter dem Transporter (T) angebracht sind.
Verfahren zur Einstellung einer Solltemperatur in mindestens einer Kammer (A, B, C, ...) eines Transporters (T) für Kühlgut, wobei eine Kühleinheit, insbesondere in einem Tank (1) mitgeführter flüssiger Stickstoff oder Kohlendioxid zur Kühlung eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kühlung über einen ersten Wärmetauscher (4) zunächst ein Wärmeträgermedium in einem Zwischenkreislauf (4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) abkühlt, welches dann über einen zweiten Wärmetauscher (30A, 30B, 30C, ...) die Luft in der Kammer (A, B, C...) abkühlt, die durch den zweiten Wärmetauscher (30A, 30B, 30C, ...) geleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 10 zur Einstellung von gleichen oder unterschiedlichen Solltemperaturen in zwei oder mehr Kammern (A, B, C, ...) eines Transporters (T) für Kühlgut, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlzwischenkreislauf (4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) und ein Heizzwischenkreislauf (21, 22, 23, 24, 25, 26), vorzugsweise mit gleichem Wärmeträgermedium, vorhanden sind und dass zu jeder Kammer (A, B, C, ...) ein zweiter Wärmetauscher (30A, 30B, 30C, ...) zugeordnet ist, der primärseitig wahlweise an den Kühlzwischenkreislauf (4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) oder den Heizzwischenkreislauf (21, 22, 23, 24, 25, 26) angeschlossen wird, je nachdem, ob eine Kammer (A, B, C, ...) gekühlt oder beheizt werden soll.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Kühlzwischenkreislauf (4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) und den Heizzwischenkreislauf (21, 22, 23, 24, 25, 26) eine elektrisch oder mechanisch angetriebene Wärmepumpe (35) geschaltet wird, die dem Kühlzwischenkreislauf (4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) Wärme entzieht und diese dem Heizzwischenkreislauf (21, 22, 23, 24, 25, 26) zuführt.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmetauscher (30A, 30B, 30C, ...) einer Kammer (A, B, C, ...) jeweils primärseitig durch Ventile (19A, 19B, 19C, ... bzw. 29A, 29B, 29C, ...) wahlweise in den Kühlzwischenkreislauf (4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) oder den Heizzwischenkreislauf (21, 22, 23, 24, 25, 26) geschaltet wird, wobei vorzugsweise eine Regelung der Temperatur in der betreffenden Kammer (A, B, C, ...) durch die Menge an sekundärseitig durch den zweiten Wärmetauscher (30A, 30B, 30C, ...) der Kammer (A, B, C, ...) geleitete Umluft der Kammer (A, B, C, ...) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe (35) zur Regelung der Temperatur in dem Heizzwischenkreislauf (21, 22, 23, 24, 25, 26) benutzt wird und dass die Temperatur des Kühlzwischenkreislaufes (4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) durch die dem ersten Wärmetauscher (4) primärseitig zugeführte Kühlung, insbesondere die Menge an flüssigem Stickstoff oder Kohlendioxid pro Zeiteinheit, geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass überschüssige Wärme oder Kälte, die von der Wärmepumpe (35) nicht zwischen dem Heizzwischenkreislauf (21, 22, 23, 24, 25, 26) und dem Kühlzwischenkreislauf (4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) ausgetauscht werden kann über einen Ausgleichswärmetauscher (34) abgeführt wird.