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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Latentwärmespeicherdecke zur Temperierung temperatursensibler Güter, insbesondere auf Paletten, Rollcontainern, Fässern oder Flüssigkeitsbehältern., wobei die Latentwärmespeicherdecke mehrere Zellen aufweist, wobei die Zellen über Schweißstege zumindest teilweise untereinander flexibel verbunden sind, wobei jede der Zellen ein Thermoelement umschließt. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zur Verwendung einer Latentwärmespeicherdecke, ein Verfahren zur Herstellung einer Latentwärmespeicherdecke, sowie ein Verfahren zur Auslegung einer Latentwärmespeicherdecke.
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Um ein temperatursensibles Gut über einen Zeitraum von mehreren Tagen bis zu wenigen Wochen temperaturstabil zu lagern, werden klassischerweise Thermoelemente eingesetzt. Die Thermoelemente weisen insbesondere Latentwärmespeicherelemente auf, die ein Phasenwechselmaterial beinhalten, das beim Phasenwechsel von flüssig zu fest, oder umgekehrt, ein hohes Maß an Wärmeenergie aufnimmt bzw. abgibt. Somit ist es möglich das Material lange Zeit in dem Bereich um einen Schmelzpunkt bzw. Erstarrungspunkt des Materials zu halten. Latentwärmespeicherelemente werden beispielsweise beim Transport von Medikamenten, Lebensmitteln, oder anderer verderblicher Güter eingesetzt. Derartige temperatursensible Güter werden häufig zu Transportzwecken beispielsweise auf Paletten geladen, mit festen Latentwärmespeicherelementen bedeckt und mit einer Thermohaube umschlossen.
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Eine bessere Temperaturverteilung bieten flexible Latentwärmespeicherdecken, die aus einem Kunststoff hergestellt sind und flexibel auf oder um ein beispielsweise auf einer Palette angeordnetes Gut gelegt werden können. Im Vergleich mit aufgelegten festen Latentwärmespeicherelementen können Latentwärmespeicherdecken weiterhin leicht auch seitlich durch Schrumpffolien, Bänder, Seile, oder ähnliches an oder auf dem temperatursensiblen Gut fixiert werden.
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Die bekannten Latentwärmespeicherdecken haben allerdings den Nachteil, dass sie beim Kontakt mit spitzen Gegenständen oder durch unsachgemäßes Hantieren oder scheuern an rauen Oberflächen perforiert werden können, was zum Auslaufen des Latentwärmespeichermediums führen kann, wenn es sich flüssigen Aggregatzustand befindet. In vielen Fällen ist ein Auslaufen des Latentwärmespeichermediums nicht nur wegen des Verlusts an Speichermedium, sondern auch wegen der möglichen Kontamination des transportierten Guts durch das Speichermedium problematisch.
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Der Erfindung lag damit die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Latentwärmespeicherdecke dahingehend zu verbessern, dass ein verbesserter Schutz vor Austritt eines Wärmespeichermediums besteht.
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Die Erfindung löst die ihr zugrundeliegende Aufgabe durch eine eingangs genannte Latentwärmespeicherdecke, bei der jedes der Thermoelemente einen Grundkörper und ein Latentwärmespeichermedium aufweist, wobei das Latentwärmespeichermedium von dem Grundkörper gebunden ist.
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Die Erfindung macht sich hierbei die Erkenntnis zu Nutze, dass beispielsweise poröse Materialien als Grundkörper flüssige Materialien binden können. Poröse Materialien weisen typischerweise eine große Oberfläche auf und können Flüssigkeiten durch hohe Kapillarkräfte binden. Ein Austreten des Wärmespeichermediums ist somit auch im flüssigen Aggregatszustand des Mediums verhindert.
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Thermoelemente weisen demnach einen Grundkörper aus einem porösen Material und ein von diesem Grundkörper gebundenes Latentwärmespeichermedium auf. Die Menge des Latentwärmespeichermediums wird vorzugsweise so gewählt, dass das Latentwärmespeichermedium in festem Zustand dem durch Kapillaren des Grundkörpers definierten Volumen entspricht bzw. diesen nicht überschreitet. Damit wird eine Spannung auf die Zellen auch bei erstarrtem Latentwärmespeichermedium verhindert. Gleichzeitig kann dadurch, dass Latentärmespeichermedien im Allgemeinen im flüssigen Zustand weniger Volumen einnehmen als im erstarrten Zustand, verhindert werden, dass das Latentwärmespeichermedium im flüssigen Zustand nicht vollständig gebunden ist.
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Das Volumen des Latentwärmespeichermediums ist in flüssigem Zustand typischerweise geringer, wodurch nicht gebundenes Latentwärmespeichermedium verhindert wird. Zellen umschließen die Thermoelemente und sind ihrerseits durch Schweißstege miteinander verbunden. Die Zellen und Schweißstege sind bevorzugt aus dem gleichen Material hergestellt. Das Material ist so gewählt, dass ein ausreichender Übertrag der Wärme vom Latentwärmespeichermedium zu dem temperatursensiblen Gut oder in Gegenrichtung gewährleistet ist, aber die einzelnen Thermoelemente ausreichend voneinander isoliert sind, um einen großflächigen Verlust der Temperierung beim Auftreten von Wärme- oder Kältebrücken zu verhindern.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Latentwärmespeicherdecke besteht darin, dass der Grundkörper Steckschaum aufweist und/oder das Latentwärmespeichermedium Paraffin aufweist. Steckschaum ist günstig in der Herstellung, an vielen Orten leicht verfügbar, leicht zu bearbeiten, ungiftig, leicht und ist insbesondere sehr porös, wodurch Steckschaum große Mengen flüssigen Materials aufnehmen kann. Paraffine haben eine sehr gute Wärmelatenz und eine hohe Wärmekapazität. Sie sind außerdem im Allgemeinen ungiftig und lassen sich rückstandsfrei lösen, haben einen geringen Dampfdruck und sind chemisch und physikalisch stabil. Unterschiedliche Paraffine haben Erstarrungspunkte zwischen beispielsweise 10 °C und 70 °C, womit Paraffine zur Nutzung in einem weiten Temperaturbereich geeignet sind. Andere Latentwärmespeichermedien wie beispielsweise anorganische Salze und deren Hydrate sind anstelle von Paraffinen ebenfalls nutzbar.
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Vorzugsweise ist der relative Massenanteil des Latentwärmespeichermediums an dem Thermoelement größer als 90%, insbesondere größer als 95%. Der Massenanteil des Grundkörpers am Thermoelement beträgt in diesen Ausführungsformen dementsprechend weniger als 10%, insbesondere weniger als 5%. Ein hoher Massenanteil des Latentwärmespeichermediums an dem Thermoelement ermöglicht hohe Latenzwärmespeicherkapazitäten.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Latentwärmespeicherdecke wenigstens zwei Thermoelemente mit unterschiedlichen Latentwärmespeichermedien auf, die unterschiedliche Erstarrungstemperaturen aufweisen. Unterschiedliche Erstarrungstemperaturen ermöglichen es, einen oberen und einen unteren Grenzwert der Temperatur durch die Latentwärmespeicherdecke festzulegen. Ein oberer und ein unterer Grenzwert lassen sich dafür nutzen, einen Temperaturbereich festzulegen, den ein temperatursensibles Gut nicht verlassen darf. Die unterschiedlichen Erstarrungspunkte erschweren ein über- bzw. unterschreiten der jeweiligen Erstarrungspunkte, wenn die Latentwärmespeicherdecke in einem Temperaturbereich, der zwischen den beiden Erstarrungspunkten liegt, bereitgestellt wird. Es sind auch Ausführungsformen von Thermoelementen mit mehr als zwei unterschiedlichen Latentwärmespeichermedien denkbar.
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Bevorzugt werden die unterschiedlichen Latentwärmespeichermedien in der Latentwärmespeicherdecke derart verteilt, dass direkt benachbarte Zellen unterschiedliche Latentwärmespeichermedien beinhalten. Hierdurch wird eine gleichmäßige Temperierung des temperatursensiblen Guts erreicht. Durch eine bevorzugte Ausgestaltung der Schweißstege, so dass die Thermoelemente ausreichend voneinander isoliert sind, wird ein Durchmischen zwischen Thermoelementen mit unterschiedlichen Latentwärmespeichermedien verhindert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Latentwärmespeicherdecke derart ausgebildet, dass die Zellen und/oder die Schweißstege eine Polyamid umfassende Schicht aufweisen. Die Polyamid umfassende Schicht ist bevorzugt in Kontakt mit dem Latentwärmespeichermedium und umschließt dieses komplett. Polyamid ist gegenüber vielen Latentwärmespeichermedien, insbesondere Paraffinen chemisch stabil, wodurch ein Austreten von Latentwärmespeichermedium aus den Zellen weiter erschwert wird. Polyamid ist weiterhin ungiftig, leicht zu verarbeiten, günstig und sehr gut verfügbar. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Zellen und/oder die Schweißstege vollständig aus Polyamid hergestellt. Durch die Herstellung unterschiedlicher Komponenten aus einem Material wird der Herstellungsprozess vereinfacht und beschleunigt.
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Bevorzugt sind die Zellen in Zeilen und Spalten angeordnet, wobei in einer Zeile wenigstens zwei Zellen nebeneinander angeordnet sind, wobei in einer Spalte wenigstens vier Zellen untereinander angeordnet sind. Eine Zeile wird als eine Anordnung von Zellen nebeneinander in einer Richtung x verstanden. Eine Spalte wird als Anordnung von Zellen untereinander in einer Richtung y verstanden, wobei die Richtung x senkrecht zur Richtung y steht. Die Zellen sind in beiden Richtungen x und y durch Schweißstege voneinander getrennt. Durch die Wahl von wenigstens zwei Zellen in einer Zeile und wenigstens vier Zellen untereinander ist eine ausreichend große Abdeckung eines temperatursensiblen Guts von mehreren Seiten bei gleichzeitig flexibler Einsatzmöglichkeit einer oder mehrerer nicht zu großer Decken gegeben. Eine alternative Ausführungsform umfasst die einspaltige oder mehrspaltige Gestaltung der Thermodecke.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Thermoelemente eine Länge in einer Richtung x der Zeilen von 30 cm oder weniger, insbesondere eine Länge von 20 cm oder weniger, und/oder eine Breite in einer Richtung y der Spalten von 3 cm oder mehr und/oder eine Höhe senkrecht zu den Zeilen und Spalten (senkrecht zu den Richtungen x und y, auch Dicke genannt) in einer Richtung z von mindestens 1 cm, insbesondere eine Höhe von mindestens 1,5 cm, auf. Die Größe der Thermoelemente wird im Wesentlichen durch die Größe der Grundkörper definiert. Die Wärmekapazität ist im Wesentlichen durch die Gesamtmenge des Latentwärmespeichermediums gegeben. Durch die geeignete Wahl der Dimensionen der Thermoelemente wird eine ausreichend hohe Wärmekapazität gewährleistet, ohne die Anschmiegbarkeit an das temperatursensible Gut zu verschlechtern.
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Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zur Verwendung einer Latentwärmespeicherdecke. Das Verfahren umfasst die Schritte: Bereitstellen eines temperatursensiblen Guts, insbesondere in Palettenform, Auflegen oder Umlegen der Latentwärmespeicherdecke auf und/oder um das temperatursensible Gut, wodurch eine Einheit gebildet wird, und Umlegen einer Thermohaube und/oder Thermodecke um die Einheit aus temperatursensiblem Gut und Latentwärmespeicherdecke, sodass eine thermische Isolation zwischen der Einheit aus temperatursensiblem Gut und der Latentwärmespeicherdecke zur Umgebung erreicht wird.
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Als Gut in Palettenform wird ein Gut, das auf einer Palette positioniert ist, bezeichnet. Hierbei ist Palette allgemein als Gestell, auf dem Waren transportiert werden können, zu verstehen. Palette kann demnach eine Europalette, eine andere Standardpalette oder eine nicht-genormte Palette umfassen.
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Eine Thermohaube kann eine Isolierfolie aufweisen, wobei die Isolierfolie beispielsweise als mit Aluminium beschichtete Luftpolsterfolie ausgestaltet ist. Durch die Aluminiumschicht wird Infrarot- beziehungsweise Wärmestrahlung reflektiert und gelangt nicht in das Innere der Thermohaube. Durch die in der Luftpolsterfolie eingeschlossenen Luftkammern wird die Konduktion durch fehlenden direkten Kontakt verringert. Vorzugsweise weist die Thermohaube bereits eine Form auf, die dem temperatursensiblen Gut entspricht. Damit ist eine einfachere Anpassung der Haube und Montage über dem Gut möglich. Eine Thermodecke besteht bevorzugt aus dem gleichen Material wie eine Thermodecke. Sie wird ebenfalls zur Isolation über die Einheit aus temperatursensiblem Gut und Latentwärmespeicherdecke gelegt und bevorzugt mit Schrumpffolie, Seilen, Gummizügen oder vergleichbaren Mitteln befestigt.
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In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Latentwärmespeicherdecke, insbesondere einer Latentwärmespeicherdecke nach einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen. Die vorliegende Erfindung löst die zugrundeliegende Aufgabe dabei mit den nachfolgend angeführten Verfahrensschritten: Bereitstellen mehrerer Grundkörper; Bereitstellen eines oder mehrerer Latentwärmespeichermedien in geschmolzener Form; Binden je eines der geschmolzenen Latentwärmespeichermedien mittels je eines Grundkörpers; Erzeugen von Zellen, die die gebundenen Latentwärmespeichermedien umschließen, sowie von die Zellen begrenzenden Schweißstegen, insbesondere durch Tiefziehen.
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Bevorzugt werden die Latentwärmespeichermedien in den Grundkörpern durch Tränken der Grundkörper in den geschmolzenen Latentwärmespeichermedien erzeugt. Die Zellen und die Schweißstege werden bevorzugt in einem Verfahrensschritt des Tiefziehens und/oder einer Tiefziehvakuumierung erzeugt, was ein sicheres und reproduzierbares Ergebnis gewährleistet. Im selben Verfahrensschritt werden somit die Thermoelemente von den Zellen umschlossen. Bevorzugt ist in Folge des Tiefziehens eine Seite der Latentwärmespeicherdecke plan ausgebildet, wodurch eine konkave Krümmung der Zellen entlang der Schweißstege aus Richtung der planen Seite mit einem hohen Krümmungsradius ermöglicht wird.
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Bevorzugt wird das Herstellungsverfahren dadurch weitergebildet, dass zusätzlich, vor dem Schritt des Erzeugens von Zellen und Schweißstegen, das oder die Latentwärmespeichermedien unter dessen Erstarrungspunkt abgekühlt werden. Hierdurch wird der anschließende Prozess erleichtert. Weiterhin wird bevorzugt überschüssiges Material vom Grundkörper abgetrennt. Bei erstarrtem Latentwärmespeichermedium kann dies durch Abschneiden oder Abtrennen geschehen, was es ermöglicht, die Menge Latentwärmespeichermaterial, die vom Grundkörper gebunden ist, so zu begrenzen, dass auch im flüssigen Aggregatzustand des Latentwärmespeichermediums die gesamte Menge Latentwärmespeichermedium gebunden ist.
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Die Erfindung betrifft in einem noch weiteren Aspekt ein Verfahren zur Auslegung einer Latentwärmespeicherdecke, insbesondere einer Latentwärmespeicherdecke nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen. Das Verfahren umfasst in einem ersten Schritt ein Ermitteln einer Maximaltemperatur, die ein temperatursensibles Gut nicht überschreiten darf, und einer Minimaltemperatur, die ein temperatursensibles Gut nicht unterschreiten darf. Anschließend umfasst es die Auswahl eines ersten Latentwärmespeichermediums, dessen Erstarrungspunkt oberhalb der Minimaltemperatur liegt und die Auswahl eines zweiten Latentwärmespeichermediums, dessen Erstarrungspunkt unterhalb der Maximaltemperatur liegt. Weiterhin umfasst es das Herstellen einer Latentwärmespeicherdecke, wobei das erste und/oder das zweite ermittelte Latentwärmespeichermedium mittels der Grundkörper gebunden ist. Insbesondere durch die Auswahl der ersten und zweiten Latentwärmespeichermedien wird ein Temperaturbereich definiert, in dem die Latentwärmespeicherdecke temperaturstabil ist.
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Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Auslegung einer Latentwärmespeicherdecke. Dieses Verfahren umfasst die Schritte: Proportionieren des ersten Latentwärmespeichermediums und/oder des zweiten Latentwärmespeichermediums in Abhängigkeit einer Risikobewertung, und/oder Aufteilen des ersten Latentwärmespeichermediums und/oder des zweiten Latentwärmespeichermediums auf die Zellen in Abhängigkeit einer Risikobewertung. Hierbei wird zunächst geprüft, welche Temperaturen ein temperatursensibles Gut nicht überschreiten oder nicht unterschreiten soll, bzw. darf. Durch eine Proportionierung wird eine geeignete Menge Latentwärmespeichermedium gewählt, die notwendig ist und ausreicht, um eine Menge eines temperatursensiblen Guts unter bestimmten Bedingungen oberhalb oder unterhalb einer kritischen Temperatur zu halten. Die Auswahl kann aus Erfahrungswerten getroffen werden, oder auch thermodynamische Rechnungen umfassen. Durch geschicktes Aufteilen, kann, wenn beispielsweise eine Minimaltemperatur nach Möglichkeit überschritten bleiben soll, eine Maximaltemperatur aber um jeden Preis unterschritten bleiben muss, ein Verhältnis zwischen Thermoelementen, die ein erstes Latentwärmespeichermedium aufweisen und Thermoelementen, die ein zweites Latentwärmespeichermedium aufweisen, von beispielsweise 1/3 zu 2/3 gewählt werden.
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Ferner wird ein Thermo-Verpackungssystem insbesondere für temperatursensible Güter mit niedriger spezifischer Wärmekapazität bereitgestellt, das eine Thermohaube und eine Latentwärmespeicherdecke mit mehreren Thermoelementen aufweist, die zumindest teilweise untereinander flexibel verbunden sind, die eine obere Fläche und die Seitenflächen des temperatursensiblen Guts wenigstens teilweise bedecken und die zwischen dem temperatursensiblen Gut und der Thermohaube angeordnet sind.
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Nachdem das Thermo-Verpackungssystem mehrere Thermoelemente bzw. Kühlelemente aufweist, die jeweils einen gewissen Wärme- beziehungsweise Kühlspeicher bereitstellen, vergrößert sich die in dem Thermo-Verpackungssystem gespeicherte Energiemenge. Somit kann durch die Erfindung der Vorteil erreicht werden, dass das in dem Thermo-Verpackungssystem befindliche temperatursensible Gut längere Zeit, auch beispielsweise bei direkter Sonneneinstrahlung, innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs verbleibt. Insbesondere dadurch, dass die mehreren Kühlelemente nicht lediglich oben auf dem temperatursensiblen Gut, sondern auch zumindest teilweise entlang der Seitenflächen des Guts angeordnet sind, wird der einem Pufferspeicher ähnliche Effekt nicht nur in einem oberen Bereich des temperatursensiblen Guts, sondern über einen breiteren Bereich, insbesondere besonders bevorzugt über den gesamten Bereich, des temperatursensiblen Guts erzielt.
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Darüber hinaus können, nachdem die mehreren Kühlelemente zumindest teilweise untereinander flexibel verbunden sind, die mehreren Kühlelemente mit wenig Aufwand an dem temperatursensiblen Gut angebracht werden und sich an eine Oberfläche des Guts anpassen. Der durch das Anbringen der mehreren Kühlelemente zusätzliche Aufwand zum Montieren wird somit auf ein Minimum reduziert.
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In einer Ausführungsform sind die Kühlelemente für den direkten Kontakt mit Lebensmitteln zertifiziert.
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Indem die Kühlelemente für den direkten Kontakt mit Lebensmitteln zertifiziert sind, ist es nicht notwendig, wenn es sich bei den temperatursensiblen Gütern um Lebensmittel handelt, besondere Trenneinrichtungen zwischen Gut und Kühlelementen vorzusehen.
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Basierend auf der Ausgestaltung der Kühlelemente in Form von Kühldecken ist es möglich, diese derart auf das Gut aufzulegen, dass ein Teil entlang der Seitenflächen nach unten hängt. Dies vereinfacht ein Anbringen der Kühlelemente, da diese lediglich auf das temperatursensible Gut aufzulegen sind. Ein Montieren an den Seitenflächen, beispielsweise durch Fixiermittel oder Klebemittel, entfällt.
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Durch die Schweißstege wird eine Flexibilität der Latentwärmespeicherdecke auch dann gewährleistet, wenn sich das Thermoelement in einem gefrorenen Zustand befindet.
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Durch die Aufteilung in einzelne, unterteilte Zellen wird außerdem verhindert, dass sich das Kühlmittel aufgrund der Schwerkraft über einen größeren Bereich ungleichmäßig verteilt. Die Anzahl und Größe der Kühlelemente kann derart gewählt werden, dass ein optimales Verhältnis aus Kühlkapazität und Flexibilität erreicht wird. Vorzugsweise handelt es sich bei den Zellen der Kühlelemente um tiefgezogene vakuumverschweißte Kunststoffelemente.
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In einer Ausführungsform weist die Thermohaube eine Isolierfolie auf, wobei die Isolierfolie als mit Aluminium beschichtete Luftpolsterfolie ausgestaltet ist. Durch die Aluminiumschicht wird Infrarot- beziehungsweise Wärmestrahlung reflektiert und gelangt nicht in das Innere der Thermohaube. Durch die in der Luftpolsterfolie eingeschlossenen Luftkammern wird die Konduktion durch fehlenden direkten Kontakt verringert.
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In einer Ausführungsform ist die Isolierfolie als eine doppellagige Luftpolsterfolie mit beiderseitiger Aluminiumbeschichtung ausgestaltet. Dies ermöglicht eine Thermohaube mit verbesserten Isoliereigenschaften.
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In einer Ausführungsform weist die Thermohaube eine Frontklappe mit Klettverschluss oder doppelseitigem Klebeband auf. Eine Frontklappe ermöglicht einen einfacheren Zugriff auf die unter der Thermohaube befindlichen Güter. Ein Verschluss mit Klettverschluss ist einfach öffenbar und schließbar. Die alternative Befestigung mit doppelseitigem Klebeband stellt eine einfache Lösung dar, die einen reduzierten Herstellungsaufwand bedeutet.
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In einer Ausführungsform weist die Thermohaube ferner ein Bodenelement insbesondere mit Seitenklappen auf, das unter den Gütern angeordnet wird. Für besonders sensible Güter kann ein Bodenelement auch den Wärmeaustausch über den unteren Bereich, also den Boden, des Gutes reduzieren. Seitenklappen können einen einfachen Übergang zwischen Thermohaube und Bodenelement ermöglichen.
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In einer Ausführungsform weist das Thermo-Verpackungssystem weiter eine Schutzfolie auf, die zwischen dem Gut und den Kühlelementen angeordnet ist. Die Schutzfolie schützt das Gut vor Beschädigung oder Verschmutzung, beispielsweise durch Beschädigung eines Kühlelementes, und umfasst vorzugsweise ein Kunststoffmaterial.
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Vorzugsweise ist die Befestigungsfolie derart ausgelegt, dass sie die feste Verbindung zwischen Haube und Bodenelement der Thermohaube gewährleistet.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben. Hierbei zeigen:
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1 eine schematische und perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Latentwärmespeicherdecke gemäß der Erfindung;
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2 eine schematische Ansicht eines Querschnittes durch eine erfindungsgemäße Latentwärmespeicherdecke entlang der unterbrochenen Linie in 1;
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3 eine schematische Ansicht eines Anwendungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Latentwärmespeicherdecke nach Umlegen der Latentwärmespeicherdecke um ein temperatursensibles Gut in Palettenform;
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4 eine schematische und exemplarische Ansicht eines Querschnittes durch ein Thermo-Verpackungssystem, und
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5 eine schematische und perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des Thermo-Verpackungssystems der 3 bzw. 4.
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1 zeigt schematisch und beispielhaft eine bevorzugte Ausführungsform einer Latentwärmespeicherdecke 1. Die Latentwärmespeicherdecke 1 weist mehrere Zellen 2 auf, die über flexible Schweißstege 3 miteinander verbunden sind. Die Zellen 2 sind quaderförmig ausgebildet. Die Zellen 3 umschließen jeweils ein Thermoelement 4 derart, dass fluide und/oder gasförmige Stoffe weder ein- noch austreten können. Die Thermoelemente 4 bestehen aus einem Grundkörper 5, der ein poröses Material aufweist und bevorzugt quaderförmig ausgestaltet ist. Andere Formen des Grundkörpers 5, insbesondere die Aufnahme von mehreren Grundkörpern 5 in eine Zelle 2 sind mögliche Erweiterungen der Erfindung.
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Der Grundkörper bindet ein Latentwärmespeichermedium 6, wodurch auch bei Beschädigungen der Zellen 2 ein Austreten des Latentwärmespeichermediums 6 verhindert wird. Das Volumen einer Zelle 2 und das von einem Thermoelement 4 eingenommene Volumen ist bevorzugt annähernd gleich groß. Unterschiede in Volumina zwischen Zelle 2 und Thermoelement 4 stehen bevorzugt unter Unterdruck gegenüber einem äußeren Druck, anders ausgedrückt wurden die Zellen während des Herstellungsverfahrens vakuumiert. Die Zellen 2 sind in Zeilen 7 und Spalten 8 angeordnet, was ein flexibles Umlegen der Latentwärmespeicherdecke 1 um ein temperatursensibles Gut 9 trotz der festen Thermoelemente 4 ermöglicht. Die Spalten 7 erstrecken sich bevorzugt entlang einer Richtung x, die auch der Richtung der längeren Hauptachse der Zellen 2 entspricht. Die dazu senkrecht stehenden Spalten 8 erstrecken sich bevorzugt entlang einer der kürzeren Hauptachsen y der Zellen 2.
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2 zeigt einen Querschnitt entlang der gestrichelten Linie in 1. Hierbei sind zwei Zellen 2 gezeigt, die je ein Thermoelement 4 umschließen. Die Zellen sind über einen Schweißsteg 3 miteinander verbunden. Das Thermoelement 4 besteht aus dem Grundkörper 5 und dem vom Grundkörper 5 gebundenen Latentwärmespeichermedium 6. Die Unterseiten der Zellen 2 und die Schweißstege 3 bilden eine Ebene.
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3 zeigt einen Querschnitt einer Anwendungsform der Latentwärmespeicherdecke 1, bei dem die Latentwärmespeicherdecke 1 auf ein temperatursensibles Gut 9 aufgelegt ist. Das temperatursensible Gut 9 befindet sich auf einer Palette 12 und bildet mit dieser Palette 12 eine Einheit 10. Die Latentwärmespeicherdecke 1 ist von einer Thermohaube 11 umschlossen. In diesem Querschnitt ist nur eine Latentwärmespeicherdecke 1 gezeigt, es können, je nach Bedarf mehrere Latentwärmespeicherdecken nebeneinander oder auch übereinander um und/oder auf ein temperatursensibles Gut gelegt werden.
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Ein weiteres Anwendungsbeispiel der Erfindung ist ein Thermo-Verpackungssystem 100 für temperatursensible Güter, das in 4 und 5 beispielhaft gezeigt ist. Wie eingangs erwähnt sind im Stand der Technik Thermohauben 11 bekannt, die über temperatursensible Güter gestülpt werden, um einen Wärmeaustausch zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Thermohaube 11 zu minimieren. Hierfür bestehen Thermohauben klassischerweise aus einer mit Aluminium bedampften, oder mit Aluminiumfolie kaschierten, beispielsweise durch Kleben fest miteinander verbundenen, Luftpolsterfolie. Die Aluminiumfolie sorgt für eine Reflektion von über 90% der eintreffenden Infrarotstrahlung. Die Luftpolsterfolie reduziert durch die eingeschlossenen Luftkammern die Wärmeübertragung durch direkten Kontakt. Die Einteiligkeit der Thermohaube sowie ein geringes Eigengewicht vereinfachen das Handling.
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Es hat sich allerdings gezeigt, dass Thermohauben 11 dann an ihre Grenzen stoßen, wenn eine spezifische Wärmekapazität des abzudeckenden Gutes, beispielsweise von Palettenware, Fassware etc., niedrig ist. In diesem Fall sorgt bereits der geringe Wärmeaustausch, der durch die Thermohaube 11 nicht vollständig verhindert wird, zu einer raschen Temperaturveränderung der von der Thermohaube 11 abgedeckten Ware.
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Das Thermo-Verpackungssystem 100 umfasst ein temperatursensibles Gut 9, beispielsweise frische Nahrungsmittel oder Medikamente, die während einem Transport eine gewisse Temperatur nicht überschreiten dürfen. Das temperatursensible Gut 9 ist in diesem Beispiel auf einer Palette 12 angeordnet. In anderen Ausführungsformen sind auch andere Güter vorstellbar, beispielsweise Rollcontainer, Fässer oder Flüssigkeitsbehälter
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Um das temperatursensible Gut 9 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine optionale Schutzfolie 110 angeordnet. Die Schutzfolie 110 schützt das Gut 9 vor Verschmutzung, beispielsweise durch Beschädigungen in den darüber liegenden Schichten, aber auch in die andere Richtung schützt sie die darüber liegenden Schichten vor Beschädigungen des temperatursensiblen Guts 9.
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Über der Schutzfolie 110 ist in dem in 4 gezeigten Bespiel eine erfindungsgemäße Latentwärmespeicherdecke 1 mit einer Reihe von Thermoelementen 4 gezeigt, die auf einer Oberseite des temperatursensiblen Guts 9 aufliegt und an beiden Seiten davon bis annähernd auf den Boden herabhängt. Zwischen mehreren Thermoelementen 4 ist jeweils ein Schweißsteg 3 vorgesehen, der die Flexibilität der Latentwärmespeicherdecke 1 auch dann gewährleistet, wenn die Thermoelemente 4 gefroren sind.
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Die Thermoelemente 4 weisen beispielsweise Kühlmittel aus Wasser/Polyacryl-Gel auf, was für den direkten Kontakt mit Lebensmitteln geeignet ist und thermisch schadstofffrei entsorgt werden kann. Genauso können die Thermoelemente 4 jede beliebige der als vorteilhaft beschriebenen Formen einnehmen.
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Die genaue Anordnung der einzelnen Thermoelemente 4 ist beliebig und kann in anderen Bespielen von der hier beispielhaft gezeigten Anordnung abweichen. In diesem Beispiel sind Thermoelemente 4 lediglich an der oberen Fläche sowie an zwei Seitenflächen des temperatursensiblen Guts 9 gezeigt, was der Schnittansicht geschuldet ist. In anderen Beispielen können Thermoelemente 4 auch auf allen vier Seitenflächen des temperatursensiblen Guts 9 bereitgestellt werden.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden fünf Latentwärmespeicherdecken 1 über das temperatursensible Gut 9 gelegt, welches die Form und Vorgaben einer Europalette erfüllt. Hierbei werden jeweils drei Latentwärmespeicherdecken 1 in der Längs- und zwei Latentwärmespeicherdecken 1 in der Breitenrichtung auf das zu temperierende Gut 9 gelegt. Wie bereits beschrieben sind in anderen Beispielen auch andere Formen des temperatursensiblen Gutes 9 möglich.
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Über den Thermoelementen 4 ist eine Thermohaube 11 angeordnet. Die Thermohaube 11 hat ebenfalls eine an das Gut 9 angepasste Form, ist in diesem Beispiel einstückig ausgestaltet und von oben über den Rest des Thermo-Verpackungssystems 100 gestülpt. In weiteren Beispielen kann die Thermohaube 11 auch Bodenelemente (nicht gezeigt) aufweisen, die unter dem Gut 9 und auf der Europalette 12 liegen.
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Die Thermohaube 11 weist in diesem Beispiel eine äußere Schicht Aluminium 32, eine dazwischen liegende Luftpolsterfolie beziehungsweise Bläschenfolie 34 sowie eine innere Aluminiumfolie 36 auf. Die Aluminiumfolien 32, 36 reflektieren Infrarot- beziehungsweise Wärmestrahlung und die Luftpolsterfolie 34 sorgt für eine räumliche Trennung des Außenbereiches von dem Innenbereich, was eine thermische Konduktion vermindert.
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5 zeigt schließlich perspektivisch eine Ansicht auf das erfindungsgemäße Thermo-Verpackungssystem 100, dass auf der Palette 12 angeordnet ist. Von außen ist in diesem Fall lediglich die Thermohaube 11 zu sehen.
