DE102017210786A1

DE102017210786A1 - Modul mit PEM-Elektrolysezelle und Kühleinheit, sowie Haushaltskältegerät

Info

Publication number: DE102017210786A1
Application number: DE102017210786.3A
Authority: DE
Inventors: Kudret Baysal; Sebastian Winner
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2017-06-27
Filing date: 2017-06-27
Publication date: 2018-12-27
Also published as: CN109140882A; CN109140882B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Modul (20) mit einer PEM-Elektrolysezelle (11) zum Erzeugen eines Gases, das einem an das Modul (20) anschließbaren Lebensmittel-Lagerbehälter (8, 14, 40) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (20) zumindest eine Temperierungseinheit (21) aufweist, welche mit der zumindest einen PEM-Elektrolysezelle (11) strömungstechnisch verbunden ist und zum Temperieren des von der PEM-Elektrolysezelle (11) abgegebenen Gases ausgebildet ist. Das Modul (20) kann ein sogenanntes Stand-alone-Gerät sein oder Bestandteil eines Haushaltskältegeräts (1) sein.

Description

Die Erfindung betrifft ein Modul mit einer PEM-Elektrolysezelle zum Erzeugen eines Gases, das einem an das Modul anschließbaren Lebensmittel-Lagerbehälter zuführbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Haushaltskältegerät mit einem derartigen Modul.
Für die Frischhaltung von Lebensmitteln in dem Lagerbereich sind neben der Temperatur in einem Lebensmittel-Lagerbereich noch andere Faktoren wesentlich. Ein wichtiger Faktor ist hierbei auch der Sauerstoffgehalt. Bei geeigneter Sauerstoffkonzentration kann ein Wachstum von Bakterien erheblich verlangsamt werden. Es ist bekannt, dass eine sehr bevorzugte Sauerstoffkonzentration, je nach Art des Lebensmittels, bei etwa fünf Prozent liegt.
In dem Zusammenhang ist beispielsweise aus der JP 2004 293 827 bekannt, eine derartige Sauerstoffkonzentration mittels einer Wasserelektrolyse zu erzeugen. Für den Betrieb der Wasserelektrolyse ist Wasser eingesetzt, welches an der Anode der Membran-Elektroden-Anordnung zur Verfügung gestellt ist.
Bei einer Wasserelektrolyse wird Wasser an der Membran-Elektroden-Anordnung in Protonen und Sauerstoff aufgespalten. Die Protonen werden über die Membran dieser Anordnung transportiert und Sauerstoff wird in die Umgebung ausgeschieden und somit in das Innere des Lagerbereichs abgegeben. An der Kathode dieser Membran-Elektroden-Anordnung reagieren die Protonen mit dem Sauerstoff der im Lagerbereich befindlichen Luft und es werden dabei dann wieder Wassermoleküle gebildet. Diese werden dann an der Kathode der Membran-Elektroden-Anordnung abgeschieden.
Die Versorgung des Systems mit Wasser kann durch kontinuierliche Wasserzufuhr von außen erfolgen. In dem Zusammenhang ist dann ein offenes System ausgebildet. Bei einem derartigen offenen System wird das Wasser verbraucht und muss an der Kathode aus dem System entfernt werden. In einem offenen System kann darüber hinaus nicht ausgeschlossen werden, dass sich Partikel von der Membran-Elektroden-Anordnung lösen und so zu einer Verschmutzung des Wassers führen. Dies kann auch zu einer Beschädigung der Elektroden und somit der Anode und/oder der Kathode oder der Membran führen und somit den Wirkungsgrad und die Lebensdauer der Sauerstofferzeugungsvorrichtung beeinträchtigen. Die Bereitstellung von Wasser mit hoher Wasserqualität an der Anode der Anordnung stellt somit auch eine wichtige Anforderung für die dauerhafte Funktion des Systems dar.
Bei einem im Unterschied dazu geschlossenen System und somit einem geschlossenen Kreislauf wird kein Wasser von extern zugeführt.
Bei den bekannten Ausführungen ist die Nutzbarkeit der PEM-Elektrolysezelle eingeschränkt. Auch werden die Lagerbedingungen der Lebensmittel nur einseitig und bedingt verbessert.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Modul und ein Haushaltskältegerät zu schaffen, mit welchem beziehungsweise bei welchem die Lagerbedingungen für Lebensmittel vielfältiger beeinflussbar sind.
Diese Aufgabe wird durch ein Modul und ein Haushaltskältegerät gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Modul mit einer PEM (Proton Exchange Membrane)-Elektrolysezelle zum Erzeugen eines Gases, das einem an das Modul anschließbaren Lebensmittel-Lagerbehälter zuführbar ist. Das Modul ist daher zur Erzeugung eines Gases ausgebildet, mit dem Lagerbedingungen für Lebensmittel in diesem Lagerbehälter individuell einstellbar und definiert beeinflussbar sind. Das Modul weist zusätzlich zur PEM-Elektrolysezelle eine dazu separate Temperierungseinheit, insbesondere eine Kühleinheit, auf. Diese Kühleinheit ist mit der PEM-Elektrolysezelle strömungstechnisch verbunden und zum Temperieren des von der PEM-Elektrolysezelle abgegebenen Gasstroms ausgebildet. Durch das Modul, das auch als Aggregatevorrichtung mit den genannten Komponenten ausgebildet ist, ist es somit ermöglicht, neben der individuellen Erzeugung eines spezifischen Gasstroms aus einer Wasserelektrolyse diesen auch noch thermisch zu beeinflussen. Dadurch kann die Einstellung individueller Lagerbedingungen nochmals variiert werden, und die Möglichkeiten, unterschiedliche Lagerbedingungen in einem Lagerbehälter dadurch herzustellen, ist dadurch nochmals deutlich erhöht.
Das Modul stellt insbesondere eine in sich abgeschlossene Einheit dar und kann in dem Zusammenhang dann auch für sich betrachtet als individuelles Gerät hergestellt sein, insbesondere als Gerät, welches nur diese Komponenten aufweist. Das Modul kann dann beispielsweise auch in einer Möbelfront als Einbaugerät angeordnet sein. Beispielsweise kann das Modul unterhalb eines Haushaltskältegeräts, welches separat zum Modul ausgebildet und angeordnet ist, angeordnet sein, insbesondere in der Möbelfront. An dieses Modul kann dann individuell der zumindest eine Lagerbehälter angeschlossen werden. Der Lagerbehälter kann dann als Schublade ausgebildet sein. Die Schublade kann in einer Möbelfront hineinschiebbar und herausziehbar angeordnet sein. Die Schublade kann einen Deckel aufweisen. Der Deckel kann zumindest bereichsweise durchsichtig ausgebildet sein. Das Modul mit dem Lagerbehälter bildet eine Anordnung. Diese ist auch als sogenanntes Stand-alone-Gerät einsetzbar. Es kann dann auch ohne weitere Ausgestaltung, wie es ein Haushaltskältegerät aufweist ausgebildet sein. Die Anordnung kann jedoch auch Bestandteil eines derartigen Haushaltskältegeräts sein und in dem Haushaltskältegerät verbaut sein.
Das Modul kann auch mit zumindest zwei oder mehr PEM-Elektrolysezellen ausgebildet sein.
In einer vorteilhaften Ausführung weist die Temperierungseinheit zumindest ein Peltierelement auf. Ein derartiges ist besonders kompakt aufgebaut und ermöglicht sehr schnell und individuell eine entsprechende Temperierung des Gasstroms. Insbesondere ein Kühlen ist dadurch in besonders vorteilhafter Weise ermöglicht.
Vorzugsweise weist das Modul einen Modulausgang auf, der zum Anschließen einer externen Einheit, wie einem bereits genannten Lagerbehälter, ausgebildet ist. Die Temperierungseinheit des Moduls ist zwischen einem Ausgang, insbesondere an einer Kathodenseite, der PEM-Elektrolysezelle und diesem Modulausgang des Moduls in einer Ableitung des Moduls angeordnet. Diese Position begünstigt einen bedarfsgerechten Temperierungsvorgang des Gasstroms, insbesondere in vorteilhafter Weise unmittelbar vor dem Austritt aus dem Modulausgang. Eine unerwünschte Beeinträchtigung des Gasstroms nach der Temperierung durch die insbesondere Kühleinheit und vor dem Eintritt in den Lagerbehälter ist dadurch vermieden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass das Modul einen Moduleingang aufweist. Das Modul weist darüber hinaus eine Bypass-Leitung auf. Diese Bypass-Leitung zweigt zwischen dem Moduleingang und einem Eingang, insbesondere an einer Kathodenseite, der PEM-Elektrolysezelle von einer Zuleitung des Moduls ab. Die Bypass-Leitung mündet andererseits nach einem Eingang der PEM-Elektrolysezelle und vor der Temperierungseinheit in eine Ableitung des Modus. Dies ist eine weitere sehr vorteilhafte Ausführung, da es durch diese Ausgestaltung auch ermöglicht ist, in individuellen Betriebsphasen die PEM-Elektrolysezelle auch zu überbrücken und den über den Moduleingang zugeleiteten Medienstrom an der PEM-Elektrolysezelle vorbei zur Temperierungseinheit leiten zu können.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in der Bypass-Leitung ein Ventil angeordnet ist. Dadurch kann die Bypass-Leitung individuell freigegeben oder geschlossen werden. Damit kann auch sehr exakt und bedarfsgerecht die jeweilige Führung von Medien in dem Modul ermöglicht werden. Dies wirkt sich dann auch vorteilhaft auf unterschiedlich erzeugbare Lagerbedingungen in einem an das Modul anschließbaren Lagerbehälter aus. Die Variabilität der Erzeugung unterschiedlicher Lagerbedingungen ist dadurch erhöht.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass eine Kathodenseite der PEM-Elektrolysezelle mit einer Leitung des Moduls mit einem Mehr-Wegeventil des Moduls, das in der Ableitung des Moduls angeordnet ist, verbunden ist. Durch eine derartige Ausgestaltung ist es ermöglicht, das bei der Wasserelektrolyse an der Kathodenseite entstehende Gas individuell weiterleiten zu können. Mit dem Mehr-Wegeventil sind dabei zumindest zwei Strömungswege ermöglicht, in welchen dieses erzeugte Gas individuell geleitet werden kann. So ist es in dem Zusammenhang dann auch möglich, entsprechendes Gas aus dem Modul abzuleiten und in die Umgebung zu leiten oder extern zu einem an dem Modul angeschlossenen Lagerbehälter zu leiten. Andererseits ist es dann auch ermöglicht, das an der Kathodenseite erzeugte Gas bedarfsgerecht zum an dem Modul angeschlossenen Lagerbehälter zu leiten. Auch dadurch lassen sich die individuellen Szenarien vielfältigst gestalten und die jeweiligen Dosierungen individuell einstellen. Auch hier lassen sich somit dann die Varianten für unterschiedliche Lagerbedingungen erhöhen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass eine Anodenseite der PEM-Elektrolysezelle mit einer Leitung mit einem Mehr-Wegeventil, das in der Ableitung des Moduls angeordnet ist, verbunden ist. Die Leitung ist insbesondere eine weitere Gasleitung. Auch dadurch können die individuellen Szenarien zum Leiten des bei der Wasserelektrolyse an der Anodenseite entstehenden Gases entsprechend erfolgen, wie sie oben bei der vorteilhaften Ausführung mit der Mündung der Gasleitung von der Kathodenseite her kommend an dieses Mehr-Wegeventil.
In einer vorteilhaften Ausführung weist das Modul einen Wassertank auf, der mit einer Anodenseite der PEM-Elektrolysezelle zur Zuführung von Wasser zur Anodenseite verbunden ist. Bei der Wasserelektrolyse benötigt die Anodenseite ein Wasserreservoir, um dann die chemischen Reaktionen ablaufen zu lassen, und dann die erzeugten Protonen über die Membran der PEM-Elektrolysezelle zur Kathodenseite zu leiten. Dadurch weist dieses Modul selbst dann bereits das entsprechende Wasserreservoir auf, wodurch die autarke Funktionalität des Moduls selbst erhöht ist.
Insbesondere ist vorgesehen, dass der Wassertank mit einer Kathodenseite der PEM-Elektrolysezelle verbunden ist, sodass das an der Kathodenseite bei der Wasserelektrolyse anfallende Wasser insbesondere in den Wassertank zuführbar ist. Dadurch wird ein sehr vorteilhaftes, in sich geschlossenes, Systemmodul geschaffen, bei dem einerseits Wasser für die Anodenseite zur Verfügung gestellt wird, andererseits das bei der Wasserelektrolyse an der Kathodenseite quasi als Abfallprodukt anfallende Wasser wieder genutzt wird und quasi dann insbesondere über den Wassertank wieder zur Anodenseite rückgeführt wird beziehungsweise dort verwendet werden kann. Ein sehr effizientes Bereitstellen von Wasser ist dadurch ermöglicht.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Modul eine Wasserpumpe aufweist, mit welcher die Zuführung des Wassers von der Kathodenseite insbesondere zum Wassertank erfolgt. Eine diesbezüglich schnelle und vorteilhafte Förderung des Wassers ist dadurch ermöglicht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann vorgesehen sein, dass die Wasserpumpe mit einem Mehr-Wegeventil des Moduls, das in einer Ableitung des Moduls angeordnet ist, verbunden ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Mehr-Wegeventil derart ausgebildet ist, dass daran anmündend eine Leitung von der Kathodenseite der PEM-Elektrolysezelle und eine Leitung von der Anodenseite der PEM-Elektrolysezelle anmündend ist.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Gasleitung von der Anodenseite der PEM-Elektrolysezelle und die von dem Wassertank abführende Leitung ineinander münden, beispielsweise an einem Mündungspunkt beziehungsweise einer Mündungsstelle. An dieser Mündungsstelle kann wiederum ein Ventil, insbesondere ein Mehr-Wegeventil, angeordnet sein. Von dieser Mündungsstelle kann dann eine gemeinsame Leitung zum Mehr-Wegeventil, welches in der Ableitung des Moduls angeordnet ist, führen. Dadurch kann eine gemeinsame Leitung zum Leiten von unterschiedlichen Medienströmen, einerseits eines Gasstroms, andererseits eines Flüssigkeitsstroms, genutzt werden. Damit ist es dann insbesondere auch ermöglicht, betriebsphasenabhängig Flüssigkeit, wie Wasser, oder Gas zu leiten. In einer weiteren Ausführung können jedoch auch separate Leitungen für das Wasser und das Gas vorgesehen sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann vorgesehen sein, dass in einer Zuleitung des Moduls eine Luftpumpe zum Fördern von Luft zu einer Kathodenseite der PEM-Elektrolysezelle angeordnet ist. Die Luftpumpe ist insbesondere zwischen der Kathodenseite und einem Mehr-Wegeventil in der Zuleitung angeordnet. Durch dieses weitere Mehr-Wegeventil in der Zuleitung ist es ermöglicht, Luft von der Umgebung des Moduls anzusaugen und zur Kathodenseite zu fördern. Andererseits ist es dann auch ermöglicht, an den Moduleingang, an dem die Zuleitung mündet, den Lagerbehälter anzuschließen und die Luft aus dem Lagerbehälter mit der Luftpumpe zur Kathodenseite zu fördern. Mit einer derartigen Ausgestaltung wird dann quasi ein Kreislauf erzeugt, bei welchem die Luft aus dem Lagerbehälter über die Zuleitung und die Luftpumpe zur Kathodenseite gefördert wird, und aufgrund der chemischen Reaktion an der Kathodenseite das als Reaktionsprodukt entstehende sauerstoffreduzierte Gas über die Ableitung des Moduls dann wiederum in den Lagerbehälter einleiten zu können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass das Modul einen ersten Koppelanschluss aufweist, mit welchem ein erster Anschluss eines Lagerbehälters zerstörungsfrei lösbar an das Modul anschließbar ist, um gasförmiges Medium aus dem Lagerbehälter zum Modul zu leiten. Das Modul weist insbesondere einen zweiten Koppelanschluss auf, mit welchem ein zweiter Anschluss des Lagerbehälters zerstörungsfrei lösbar an das Modul anschließbar ist, um ein Medium von dem Modul in den Lagerbehälter zu leiten. Dadurch ist der oben genannte vorteilhafte Kreislauf der Gasströmung auch ermöglicht.
Andererseits sind durch diese Anschlussmöglichkeiten des Lagerbehälters auch andere Medien von dem Modul zum Lagerbehälter leitbar.
In besonders vorteilhafter Weise ist durch die zerstörungsfrei lösbare Verbindung des Lagerbehälters mit dem Modul eine reversible Abkopplung und Wiederankopplung ermöglicht. Das Modul ist dadurch besonders funktionell, da es im benötigten Zustand dann einfach mit einem Lagerbehälter gekoppelt werden kann, im nichtbenötigten Zustand jedoch eine entsprechende Abkopplung erfolgen kann. Dies hat dann auch Vorteile zur Reinigung des Moduls einerseits und des Lagerbehälters andererseits. Darüber hinaus ist es durch eine derartige Ausgestaltung des Moduls auch ermöglicht, dann auch individuell unterschiedliche Lagerbehälter an das Modul anzukoppeln.
Als Koppelanschlüsse können beispielsweise Kupplungen oder Stecker ausgebildet sein. Diese können sehr einfach und schnell gekoppelt und entkoppelt werden. Ebenso kann jedoch eine Schraubverbindung vorgesehen sein, die beispielsweise mittels einer anschraubbaren Überwurfhülse realisiert ist.
In einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass das Modul einen ersten Betriebsmodus aufweist, in dem nur eine Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsregelung in einem an das Modul anschließbaren Lebensmittel-Lagerbehälter durchführbar ist, und zumindest einen weiteren Betriebsmodus aufweist, in dem eine Änderung der Zusammensetzung der Atmosphäre in dem anschließbaren Lagerbehälter durchführbar ist. Durch diese Ausgestaltung können sehr individuelle Betriebsmodi gewählt werden, die den jeweiligen Umständen angepasst durchgeführt werden können. Abhängig davon, welcher Lagerbehälter dann zum Anschließen an das Modul vorgesehen ist und somit insbesondere welche Lagergüter dann darin angeordnet sind und mit individuellen Lagerbedingungen versehen werden sollen, kann dann ein individueller Betriebsmodus durchgeführt werden.
Gerade dann, wenn nur eine Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsregelung als Betriebsmodus durchgeführt werden soll, kann die bereits oben genannte vorteilhafte Ausführung vorgesehen sein, bei der dann die PEM-Elektrolysezelle genutzt wird, der Lagerbehälter dann eine Zuführung eines Mediums nur über die Zuleitung erfährt und ein Ausbringen des Mediums aus dem Lagerbehälter über die Zuleitung des Moduls nicht erfolgt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass ein weiterer Betriebsmodus, wie er oben genannt wurde, ein zweiter Betriebsmodus ist, in dem zumindest eine Sauerstoffreduzierung in dem Lagerbehälter durchführbar ist. Insbesondere ist in dem zweiten Betriebsmodus eine Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsregelung und eine Sauerstoffreduzierung in dem Lagerbehälter durchführbar. Eine derartige Sauerstoffreduzierung ist insbesondere dadurch erreichbar, dass die aus dem Lagerbehälter entnommene Luft über die Zuleitung des Moduls zur PEM-Elektrolysezelle geführt wird und durch die chemische Reaktion an der Kathodenseite eine sauerstoffreduzierte Luft erzeugt wird. Diese kann dann über die Ableitung des Moduls dem Lagerbehälter wieder zugeführt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass ein oben genannter weiterer Betriebsmodus ein dritter Betriebsmodus ist, in dem zumindest eine Sauerstoffanreicherung und/oder eine Kohlendioxidanreicherung in dem Lagerbehälter durchführbar ist. Insbesondere ist in diesem dritten Betriebsmodus eine Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsregelung und eine Sauerstoffanreicherung und/oder Kohlendioxidanreicherung in dem Lagerbehälter durchführbar. Dies ist ein weiterer sehr vorteilhafter Betriebsmodus. Denn in dem Zusammenhang kann der bei der Wasserelektrolyse anfallende Sauerstoff an der Anodenseite sinnvoll genutzt werden. Dieser zusätzliche Sauerstoff kann dann in den Lagerbehälter geleitet werden, um dort die Sauerstoffanreicherung bewirken zu können.
Weist die PEM-Elektrolysezelle ein Kohlenstoffelement zum Verzehr des Kohlenstoffs bei der chemischen Reaktion auf, so ist dann auch die Entstehung von Kohlendioxid ermöglicht, welches dann auch an der Anodenseite anfällt und dem Lagerbehälter zur Anreicherung der Atmosphäre in dem Lagerbehälter mit dem Kohlendioxid zugeführt werden kann, insbesondere über die Ableitung des Moduls.
Es kann auch vorgesehen sein, dass an das Modul zwei separate Lagerbehälter gleichzeitig anschließbar sind. Dadurch ist es dann auch ermöglicht, dass in dem individuellen Lagerbehältern individuelle Lagerbedingungen eingestellt werden können. So kann dann auch ermöglicht werden, dass in den beiden Lagerbehältern durch unterschiedliche Betriebsmodi des Moduls unterschiedliche Lagerbedingungen eingestellt werden können.
Insbesondere ist das Modul dazu ausgebildet, dass die genannten zumindest zwei, insbesondere drei, verschiedenen Betriebsmodi zur Verfügung stehen und wahlweise auch durchgeführt werden können.
In vorteilhafter Ausführung ist vorgesehen, dass das Modul einen Anschluss zum externen Zuführen von Wasser für eine Wasserelektrolyse der PEM-Elektrolysezelle aufweist. Bei dieser Ausgestaltung weist das Modul daher keinen internen Wassertank auf, sondern wird extern mit dem Wasser gespeist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann vorgesehen sein, dass das Modul zumindest einen Sensor zur Erfassung einer Gaszusammensetzung des gasförmigen Mediums, welches von einem an das Modul anschließbaren Lagerbehälter zum Modul leitbar ist, aufweist. Dadurch kann die Genauigkeit zur Einstellung der Lagerbedingungen in einem Lagerbehälter erhöht werden. Die Zusammensetzung des Gasstroms und/oder der Massenstrom des Gasstroms, der von dem Modul zum Lagerbehälter zugeführt werden soll, kann dadurch präziser erzeugt werden.
Zusätzlich oder anstatt dazu kann das Modul einen Sensor zur Erfassung eines Lagerguts in dem Lagerbehälter aufweisen. Dieser Sensor kann beispielsweise eine Kamera sein. Der Sensor kann jedoch auch ein chemischer Sensor sein, der aufgrund von Gerüchen und/oder erkannten Abbaustoffen das Lagergut erkennt. Beispielsweise kann ein derartiger chemischer Sensor ein VOC (Volatile Organic Compound)-Sensor sein.
In einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass das Modul eine elektronische Kommunikationsschnittstelle aufweist, mit welcher insbesondere auch Daten zwischen dem Modul und einer weiteren, modulexternen Einheit austauschbar sind. Dadurch können Informationen über den Lagerbehälter und/oder das Lagergut schnell und zuverlässig ausgetauscht werden. So kann beispielsweise das Volumen des Lagerbehälters und/oder die Menge des Lagerguts und/oder das Gewicht des Lagerguts und/oder die Art des Lagerguts als Information an das Modul übertragen werden. Durch eine Steuereinheit des Moduls kann dann die Erzeugung des Gasstroms durch das Modul und/oder das Temperieren des Gasstroms, welcher von dem Modul erzeugt wird, individuell gesteuert werden.
Das Modul kann in einer vorteilhaften Ausführung als sogenanntes Stand-alone-Gerät ausgebildet sein, wobei hier dann die genannten Komponenten in einem entsprechenden Gehäuse des Moduls angeordnet sind. Das Modul kann dann auch ein tragbares Modul sein.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das Modul Bestandteil eines Haushaltskältegeräts ist und in diesem Haushaltskältegerät angeordnet ist. Ein Haushaltskältegerät, welches zum Lagern und Konservieren von Lebensmitteln ausgebildet ist, kann beispielsweise ein Kühlgerät oder ein Gefriergerät oder ein Kühl-Gefrier-Kombigerät sein.
Die Informationen, die insbesondere über die elektronische Kommunikationsschnittstelle des Moduls ausgetauscht werden, können auch an einer Anzeigeeinheit optisch angezeigt werden. Die Anzeigeeinheit kann Bestandteil des Moduls sein. Es ist auch möglich, dass diese Informationen an einer externen Kommunikationseinheit, wie beispielsweise einem Kommunikationsendgerät, angezeigt werden. Ein Kommunikationsendgerät kann beispielsweise ein Mobilfunkgerät oder ein Tablet oder dergleichen sein.
Ein weiterer unabhängiger Aspekt der Erfindung betrifft ein Modul mit einer PEM-Elektrolysezelle zum Erzeugen eines Gases, das einem an das Modul anschließbaren Lebensmittel-Lagerbehälter zuführbar ist. Das Modul kann dann auch ohne eine oben genannte, separate Temperierungseinheit zum Temperieren des Gasstroms, wie es beispielsweise eine Kühleinheit sein kann, ausgebildet sein. Bei einer derartigen Ausgestaltung eines Moduls kann dieses Modul dann auch beispielsweise noch eine Luftpumpe und/oder eine Wasserpumpe und/oder eine elektrische Versorgung und Kontrolle aufweisen. Das Modul ist auch hier als geschlossenes System beziehungsweise eine abgeschlossene Einheit beziehungsweise abgeschlossenes Gerät ausgebildet.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts;
2 eine schematische Darstellung von Teilkomponenten des Haushaltsgeräts gemäß 1;
3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Moduls;
4 eine weitere schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Moduls; und
5 eine symbolhafte Darstellung eines Moduls gemäß 3 oder 4 mit einem symbolhaft dargestellten Lebensmittel-Lagerbehälter, der zerstörungsfrei lösbar an das Modul ankoppelbar ist.

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist in einer beispielhaften Darstellung ein Haushaltsgerät zum Lagern und Konservieren von Lebensmitteln gezeigt, welches hier ein Haushaltskältegerät 1 ist, und welches als Kühl-Gefrier-Kombigerät ausgebildet ist. Es kann jedoch auch als nur-Kühlgerät oder nur-Gefriergerät ausgebildet sein. Das Haushaltskältegerät 1 ist zur Aufnahme von Lebensmitteln als Lagergüter ausgebildet. Es umfasst einen Korpus 2 mit einem Innenbehälter 3. Der Innenbehälter 3 begrenzt mit seinen Wänden einen ersten Innenraum, der ein Kühlraum 4 ist, und einen darunter angeordneten, davon separierten zweiten Innenraum, der ein Gefrierraum 5 ist. Der Kühlraum 4 dient im Allgemeinen zum frostfreien Kühlen von Kühlgut, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen +4°C und +8°C. Der Kühlraum ist bei geöffneter Tür 6, die frontseitig den Kühlraum 4 verschließt, zugänglich. Der Gefrierraum 5 dient im Allgemeinen zum Tiefgefrieren von Gefriergut, bei beispielsweise -18°C. Der Gefrierraum 5 ist bei geöffneter Gefrierraumtür 7 zugänglich.
Das Haushaltskältegerät 1 weist des Weiteren einen ersten Lagerbereich 8 auf. Der erste Lagerbereich 8 kann von dem Kühlraum 4 und dem Gefrierraum 6 separiert sein. Der erste Lagerbereich 8 ist ein Lebensmittel-Lagerbehälter.
Im Ausführungsbeispiel ist der erste Lagerbereich 8 im Kühlraum 4 ausgebildet. Der erste Lagerbereich 8 kann hier im Ausführungsbeispiel eine Schale 10 aufweisen, die schubladenartig ausgebildet ist und in horizontaler Richtung und somit in z-Richtung herausziehbar und hineinschiebbar ist. Darüber ist vorzugsweise ein Deckel 9 ausgebildet, der den ersten Lagerbereich 8 abdeckt und somit auch die Schale 10 abdeckt.
Das Haushaltskältegerät 1 umfasst darüber hinaus zumindest eine PEM-Elektrolysezelle 11.
Die PEM-Elektrolysezelle 11 ist mit dem ersten Lagerbereich 8 strömungstechnisch verbunden beziehungsweise verbindbar. In dem Zusammenhang ist insbesondere eine trennbare uns somit zerstörungsfrei lösbare Verbindung vorgesehen.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine PEM-Elektrolysezelle 11 nur mit diesem ersten Lagerbereich 8 verbunden ist beziehungsweise verbunden werden kann. Es kann hier vorgesehen sein, dass eine Anodenseite 12 der PEM-Elektrolysezelle 11 strömungstechnisch mit diesem ersten Lagerbereich 8 verbunden ist. Durch Zugabe eines an der Anodenseite 12 bei der Wasserelektrolyse der PEM-Elektrolysezelle 11 entstehenden ersten Reaktionsprodukts ist eine Atmosphäre in dem ersten Lagerbereich 8 definiert beeinflussbar. Das erste Reaktionsprodukt kann Sauerstoff sein und eine Beeinflussung der Atmosphäre in dem ersten Lagerbereich 8 ist dann insbesondere eine Sauerstoffanreicherung. In einer alternativen Ausführung kann vorgesehen sein, dass das erste Reaktionsprodukt Kohlendioxid ist und die Beeinflussung der Atmosphäre in dem ersten Lagerbereich 8 eine Kohlendioxidanreicherung ist. Insbesondere weist die PEM-Elektrolysezelle 11 dann, wenn das erste Reaktionsprodukt Kohlendioxid ist, ein Kohlenstoffelement 13 auf, wie es in 2 symbolhaft dargestellt ist. Weder der Ort, noch die Position, noch die Ausgestaltung dieses Kohlenstoffelements 13, welches ein Kohlenstoffstab sein kann, ist in 2 als abschließend zu verstehen.
In einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass das Haushaltskältegerät 1 zusätzlich zum ersten Lagerbereich 8 einen dazu separaten zweiten Lagerbereich 14 aufweist, der auch ein Lebensmittel-Lagerbehälter ist. Dieser zweite Lagerbereich 14 kann zu dem Kühlraum 4, dem Gefrierraum 5 und dem ersten Lagerbereich 8 separiert sein. Er kann jedoch auch beispielsweise in dem Kühlraum 4 als eigener abgeschlossener Volumenbereich ausgebildet sein. Auch hier ist darauf hinzuweisen, dass die in 1 dargestellte Ausführung keinesfalls abschließend zu verstehen ist und die Positionen der Lagerbereiche 8 und 14 zueinander als auch im Haushaltskältegerät 1 selbst nicht als abschließend zu verstehen sind. Die Lagerbereiche 8 und 14 können örtlich auch an unterschiedlichen anderen Orten im Haushaltskältegerät 1 ausgebildet sein. Auch kann das Haushaltskältegerät 1 selbst im Hinblick auf seinen Aufbau und die örtliche Anordnung des Kühlraums 4 und des Gefrierraums 5 vielfältigst anderweitig gestaltet sein. So können der Kühlraum 4 und der Gefrierraum 5 in Breitenrichtung (x-Richtung) des Haushaltskältegeräts 1 auch nebeneinander ausgebildet sein. Der Gefrierraum 5 kann bei einer anderen Ausführung als im Kühlraum 4 innenliegendes Gefrierfach ausgebildet sein.
Der zweite Lagerbereich 14 kann in einer Ausführungsform ebenfalls eine Schale 15 aufweisen, die als Schublade ausgebildet ist und welche ebenfalls in Tiefenrichtung (z-Richtung) des Haushaltskältegeräts 1 hineingeschoben und herausgezogen werden kann. Auch bei dieser Ausgestaltung kann dann in einer vorteilhaften Ausführung gegebenenfalls ein Deckel Bestandteil des zweiten Lagerbereichs 14 sein. Ebenso kann jedoch beispielsweise auch eine fest verbaute Trennwand 16 eine obere Abdeckung beziehungsweise eine Begrenzung zur Wand des Volumens des zweiten Lagerbereichs 14 bilden.
In einer vorteilhaften Ausführung ist die PEM-Elektrolysezelle 11 nicht nur mit dem ersten Lagerbereich 8, sondern auch mit dem dann zumindest zweiten Lagerbereich 14 strömungstechnisch verbunden beziehungsweise verbindbar. Hier gelten die bereits zu den Verbindungsmöglichkeiten zwischen der PEM-Elektrolysezelle 11 und dem ersten Lagerbereich 8 dargelegten Möglichkeiten entsprechend für den zweiten Lagerbereich 14.
Es kann in einer weiteren vorteilhaften Ausführung darüber hinaus gehend ein dann zumindest dritter Lagerbereich vorhanden sein, der ebenfalls individuell mit der PEM-Elektrolysezelle 11 verbunden ist. Es kann andererseits jedoch dann auch vorgesehen sein, dass das Haushaltskältegerät 11 zumindest eine zweite PEM-Elektrolysezelle 11 aufweist, die dann mit diesem dritten Lagerbereich strömungstechnisch verbunden ist.
Es kann dann bei einer derartigen Ausgestaltung mit den zumindest zwei Lagerbereichen 8 und 14 vorgesehen sein, dass mittels dieser einen PEM-Elektrolysezelle 11 eine jeweils unterschiedliche Beeinflussung zumindest der Atmosphäre in dem ersten Lagerbereich 8 und dem zweiten Lagerbereich 14 ermöglicht ist, wobei diese Beeinflussung auch unabhängig voneinander erfolgen kann. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der zweite Lagerbereich 14 mit der Kathodenseite 17 (2) der PEM-Elektrolysezelle 11 strömungstechnisch verbunden ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann dann als zweites Reaktionsprodukt eine sauerstoffreduzierte Luft von der Kathodenseite 17 in den zweiten Lagerbereich 14 eingeleitet werden. Die Atmosphäre in dem zweiten Lagerbereich 14 wird dann dahingehend beeinflusst, dass eine Sauerstoffreduzierung erfolgt.
Bei der bereits oben dargelegten alternativen Ausführungsform, bei welcher die PEM-Elektrolysezelle 11 mit der Anodenseite 12 mit dem ersten Lagerbereich 8 verbunden ist und als Reaktionsprodukt Sauerstoff in den ersten Lagerbereich 8 geleitet wird, um dort bezüglich der Beeinflussung der Atmosphäre eine Sauerstoffanreicherung zu erreichen, andererseits die Kathodenseite 17 mit dem zweiten Lagerbereich 14 zur Sauerstoffreduzierung in dem zweiten Lagerbereich 14 zu erreichen, kann eine weitere PEM-Elektrolysezelle 11 mit deren Anodenseite mit dem dritten Lagerbereich strömungstechnisch verbunden sein, um dann beispielsweise durch ein Reaktionsprodukt Kohlendioxid eine Kohlendioxidanreicherung in dem dritten Lagerbereich zu erreichen.
In 2 ist in einer schematischen Darstellung die PEM-Elektrolysezelle 11 in hier schematisch gezeigten strömungstechnischen Verbindungen einerseits mit dem Lagerbereich 8 und andererseits mit dem Lagerbereich 14 gezeigt. Die PEM-Elektrolysezelle 11 weist darüber hinaus eine Membran 18 auf, die zwischen der Anodenseite 12 und der Kathodenseite 17 angeordnet ist, welche, wie in 2 gezeigt ist, zum Protonenaustausch ausgebildet ist. Die Anodenseite 12 ist insbesondere mit einer Wasserquelle 19 verbunden, die beispielsweise ein Behälter oder ein Wassertank sein kann, in welchem Wasser enthalten ist. Durch die Wasserelektrolyse an der PEM-Elektrolysezelle 11 werden an der Anodenseite 12 aus den Wassermolekülen Protonen und Sauerstoff erzeugt. An der Kathodenseite 17 wird durch die Protonen und Sauerstoff Wasser erzeugt und eine sauerstoffreduzierte Luft O2-redL generiert. Die Luft L wird hier insbesondere aus dem zweiten Lagerbereich 14 entnommen. Die sauerstoffreduzierte Luft O2-redL wird dann wieder in den zweiten Lagerbereich 14 eingeleitet.
In 3 ist in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines Moduls 20 gezeigt, welches in einem Ausführungsbeispiel Bestandteil des Haushaltskältegeräts 1 sein kann. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann dieses Modul 20 jedoch auch als sogenanntes Stand-alone-Gerät ausgebildet sein und somit nicht in einem Haushaltskältegerät 1 ausgebildet sein, sondern ein eigenes, separates Gerät sein. Das Modul 20 stellt auch dann ein separates Aggregat dar, welches zum Koppeln mit zumindest einem Lagerbereich 8, 14 ausgebildet ist.
Das Modul 20 weist die zumindest eine PEM-Elektrolysezelle 11 auf, die zum Erzeugen eines Gases ausgebildet ist. Das Modul 20 ist zum zerstörungsfrei lösbaren Koppeln mit einem Lebensmittel-Lagerbehälter, der im Ausführungsbeispiel gemäß 1 durch den Lagerbereich 8 und/oder durch den Lagerbereich 14 gebildet sein kann, ausgebildet. Bei einer Ausgestaltung des Moduls 20 als sogenanntes Stand-alone-Gerät kann dieser Lebensmittel-Lagerbehälter auch anderweitig ausgebildet sein, jedoch ein für sich abgeschlossenes Volumen aufweisen.
Das Modul 20 weist zumindest eine Temperierungseinheit auf, die hier zumindest eine Kühleinheit 21 ist. Diese Kühleinheit 21 ist mit der PEM-Elektrolysezelle 11 strömungstechnisch verbunden und zum Kühlen des von der PEM-Elektrolysezelle 11 abgegebenen Gases ausgebildet. Die Kühleinheit 21 ist hier insbesondere ein Peltierelement.
Das Modul 20 weist einen Modulausgang 22 auf. Die Kühleinheit 21 ist hier zwischen einem Ausgang 23 der PEM-Elektrolysezelle 11 und dem Modulausgang 22 in einer Ableitung 24 des Moduls 20 angeordnet. Die Ableitung 24 ist hier eine Gasleitung.
Das Modul 20 weist darüber hinaus einen Moduleingang 25 auf. Insbesondere weist das Modul 20 auch eine Bypass-Leitung 26 auf. Die Bypass-Leitung 26 erstreckt sich zwischen einer Zuleitung 27 und der Ableitung 24. Die Zuleitung 27 ist dabei von dem Moduleingang 25 zu der PEM-Elektrolysezelle 11, insbesondere einem Eingang 28 dieser PEM-Elektrolysezelle 11, verlegt.
In Strömungsrichtung eines über den Moduleingang 25 dem Modul 20 zugeführten Gases betrachtet zweigt die Bypass-Leitung 26 vor der PEM-Elektrolysezelle 11 von der Zuleitung 27 ab und mündet zwischen der PEM-Elektrolysezelle 11 und der Kühleinheit 21 in die Ableitung 24. Insbesondere ist in der Bypass-Leitung 26 ein Ventil 29 angeordnet. Das Ventil 29 ist insbesondere ein elektrisch steuerbares Ventil.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Modul 20 ein erstes Mehr-Wegeventil 30 auf, welches in der Ableitung 24 angeordnet ist. Das Modul 20 weist darüber hinaus eine weitere Leitung 31 auf, die von der PEM-Elektrolysezelle 11 zur Ableitung 24 verläuft, insbesondere an dieses Mehr-Wegeventil 30 mündet. Die Leitung 31 kann insbesondere eine Gasleitung sein, mit welcher ein Reaktionsprodukt an der Kathodenseite 17 der PEM-Elektrolysezelle 11 zu der Ableitung 24 leitbar ist. Insbesondere kann dieses Reaktionsprodukt die sauerstoffreduzierte Luft O2-redL sein.
Darüber hinaus ist vorgesehen, dass das Modul 20 beim hier gezeigten Ausführungsbeispiel vorzugsweise den als Wasserquelle 19 ausgebildeten Wassertank aufweist. Dieser Wassertank stellt Wasser für die Anodenseite 12 der PEM-Elektrolysezelle 11 bereit. Insbesondere ist hier eine Wasserpumpe 32 vorgesehen, die Bestandteil des Moduls 20 ist. Mittels dieser Wasserpumpe 32 wird das Wasser von dem Wassertank zur Anodenseite 12 gefördert.
In einer vorteilhaften Ausführung kann vorgesehen sein, dass Wasser, welches bei der Wasserelektrolyse an der Kathodenseite 12 anfällt, zu dem Wassertank gefördert wird. Dazu kann beispielsweise eine Leitung 33 vorgesehen sein. Diese mündet insbesondere auch an das Mehr-Wegeventil 30.
Darüber hinaus ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die Anodenseite 12 mit einer Gasleitung 34 verbunden ist. Mit dieser Gasleitung 34 kann das bei der Wasserelektrolyse an der Anode anfallende Reaktionsprodukt, nämlich der Sauerstoff, insbesondere beispielsweise auch in die Ableitung 24 geleitet werden. Dies kann durch eine separate Leitung erfolgen. Ebenso kann alternativ vorgesehen sein, dass die Gasleitung 34 in die Leitung 33 mündet, insbesondere an einer Mündungsstelle, an der ein weiteres Ventil 35 angeordnet ist. Über die Leitung 33 wird dann dieser Sauerstoff an der Anodenseite 12 über das Mehr-Wegeventil 30 zur Zuleitung 24 geleitet, so dass bei dieser Ausführung die Gasleitung 34 nicht direkt zur Zuleitung 24 bzw. zum Mehr-Wegeventil 30 verläuft. Bei dieser Ausführung kann dann die Leitung 33 auch dazu genutzt werden, Wasser von der Kathodenseite 17 zum Wassertank zu leiten. Die Leitung 33 wird dann hier bidirektional und zum Leiten von Gas und Flüssigkeit genutzt.
Es kann auch vorgesehen sein, dass der Sauerstoff, der an der Anodenseite 12 anfällt, wenn er nicht benötigt wird, über das Mehr-Wegeventil 30 aus dem Modul 20 in die Umgebung und somit dann nicht in einen Lebensmittel-Lagerbehälter geleitet wird.
Darüber hinaus ist in einer weiteren vorteilhaften Ausführung vorgesehen, dass das Modul 20 eine Luftpumpe 36 aufweist. Diese ist in Strömungsrichtung in der Zuleitung 27 vor der PEM-Elektrolysezelle 11 angeordnet. Insbesondere ist sie zwischen der PEM-Elektrolysezelle 11 und einem weiteren Mehr-Wegeventil 37 angeordnet. Über das Mehr-Wegeventil 37 kann auch Umgebungsluft außerhalb des Moduls 20 und auch außerhalb eines Lebensmittel-Lagerbehälters in das Modul 20 einströmen und zur PEM-Elektrolysezelle 11 gelangen.
Die Ventile 30, 35 und 37 sind vorzugsweise elektrisch steuerbare Ventile.
Das Modul 20 weist darüber hinaus einen ersten Koppelanschluss 38 auf, welcher zum zerstörungsfrei lösbaren Koppeln mit einem ersten Anschluss 39 (5) eines Lebensmittel-Lagerbehälters 40 ausgebildet ist. Des Weiteren weist das Modul 20 einen zweiten Koppelanschluss 41 auf, der zum zerstörungsfrei lösbaren Koppeln mit einem zweiten Anschluss 42 des Lebensmittel-Lagerbehälters 40 ausgebildet ist.
Das Modul 20 weist insbesondere auch eine Steuereinheit 43 (3, 4) auf. Das Modul 20 weist insbesondere einen ersten Betriebsmodus auf, in dem nur eine Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsregelung in einem an das Modul 20 anschließbaren Lebensmittel-Lagerbehälter 40 durchführbar ist. Das Modul 20 weist darüber hinaus insbesondere zumindest einen weiteren Betriebsmodus auf, in dem eine Änderung der Zusammensetzung der Atmosphäre in dem anschließbaren Lebensmittel-Lagerbehälter 40 durchführbar ist.
Selbiges gilt in dem Zusammenhang, wie auch bereits oben dargelegt, für die ebenfalls als Lebensmittel-Lagerbehälter zu betrachtenden Lagerbereiche 8 und 14 bei dem zu 1 und 2 erläuterten Ausführungsbeispiel.
Der weitere Betriebsmodus des Moduls 20 ist ein zweiter Betriebsmodus, in dem zumindest eine Sauerstoffreduzierung in dem Lebensmittel-Lagerbehälter 40 durchführbar ist, insbesondere eine Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsregelung und eine Sauerstoffreduzierung in dem Lebensmittel-Lagerbehälter 40 durchführbar ist. Beispielhaft sind in 3 Pfeile dargestellt, die die Wege von Medien bei dem ersten Betriebsmodus nehmen können. Dies ist an den Pfeilen mit B1 gekennzeichnet.
Bei dem zweiten Betriebsmodus sind ebenfalls beispielhafte Pfeile eingezeichnet und mit B2 gekennzeichnet. Insbesondere wird hier die sauerstoffreduzierte Luft O2-redL von der Kathodenseite 17 über die Zuleitung 24 in den Lebensmittel-Lagerbehälter 40 geleitet und Luft aus dem Lebensmittel-Lagerbehälter 40 zur PEM-Elektrolysezelle 11, insbesondere zur Kathodenseite 17, geleitet.
Darüber hinaus kann das Modul 20 einen dritten Betriebsmodus aufweisen, in dem zumindest eine Sauerstoffanreicherung und/oder eine Kohlendioxidanreicherung in dem Lebensmittel-Lagerbehälter 40 durchführbar ist. Insbesondere ist in diesem dritten Betriebsmodus eine Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsregelung und eine Sauerstoffanreicherung und/oder eine Kohlendioxidanreicherung in dem Lebensmittel-Lagerbehälter 40 durchführbar. Dieser dritte Betriebsmodus ist auch hier beispielhaft durch Pfeile B3 dargestellt.
Die gestrichelten Pfeildarstellungen in 3 stellen sekundäre Abläufe dar, die für den Prozess beziehungsweise den jeweiligen Betriebsmodus vorteilhaft durchgeführt werden. Dies bedeutet, dass diesbezüglich einerseits eine externe Zuführung von Umgebungsluft erfolgt, andererseits eine Abgabe über das Mehr-Wegeventil 30 von Medien in dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus erfolgen kann.
In 4 ist eine Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Moduls 20 gezeigt. Bei dieser Ausführung kann ein Wassertank integriert ausgebildet sein und ohne Wasserpumpe 32 eine Förderung erfolgen, beispielsweise über ein Kapillarelement.
In 5 ist in einer schematischen Darstellung ein System gezeigt, welches das Modul 20 und einen dazu separaten, jedoch zerstörungsfrei lösbar damit koppelbaren, Lebensmittel-Lagerbehälter 40 aufweist. Das Modul 20 kann gemäß der Ausgestaltung in 3 oder 4 ausgebildet sein. Der Lebensmittel-Lagerbehälter 40 kann eine separate, auch tragbare Einheit sein, kann jedoch auch der Lagerbereich 8 oder 14 in dem Haushaltskältegerät 1 sein.
Bei der Darstellung in 5 ist zusätzlich eine Ausführung symbolisiert, bei welcher das Modul 20 Anschlüsse 44 und 45 zum Anschließen an eine modulexterne Wasserquelle, wie beispielsweise einen externen Wassertank. Auch hier kann die Kopplung über die Anschlüsse 44 und 45 zerstörungsfrei lösbar sein.
Des Weiteren ist in 3 bis 5 symbolhaft insbesondere ein Sensor 46 zur Erfassung einer Gaszusammensetzung des gasförmigen Mediums, welches von einem an das Modul 20 anschließbaren Lebensmittel-Lagerbehälter 40 zum Modul 20 leitbar ist, gezeigt. Der zumindest eine Sensor 46 kann am Modul 20 und/oder am Lebensmittel-Lagerbehälter 40 angeordnet sein.
Des Weiteren ist in 3 bis 5 symbolhaft insbesondere zumindest ein Sensor 47 zur Erfassung eines Lagerguts im Lebensmittel-Lagerbehälter 40 ausgebildet. Der Sensor 47 kann zur direkten oder indirekten Erfassung ausgebildet sein. Dies bedeutet, dass er zur bildhaften Erfassung oder durch Erfassung von das Lagergut charakterisierenden Parametern ausgebildet ist, beispielsweise von Abbaustoffen des Lagerguts.
Des Weiteren ist in 3 und 4 eine elektronische, insbesondere drahtlos kommunizierende, Kommunikationsschnittstelle 48 des Moduls 20 gezeigt.
Bezugszeichenliste

1: Haushaltskältegerät
2: Korpus
3: Innenbehälter
4: Kühlraum
5: Gefrierraum
6: Tür
7: Gefrierraumtür
8: erster Lagerbereich
9: Deckel
10: Schale
11: PEM-Elektrolysezelle
12: Anodenseite
13: Kohlenstoffelement
14: zweiter Lagerbereich
15: Schale
16: Trennwand
17: Kathodenseite
18: Membran
19: Wasserquelle
20: Modul
21: Kühleinheit
22: Modulausgang
23: Ausgang
24: Ableitung
25: Moduleingang
26: Bypass-Leitung
27: Zuleitung
28: Eingang
29: Ventil
30: Mehr-Wegeventil
31: Leitung
32: Wasserpumpe
33: Leitung
34: Gasleitung
35: Ventil
36: Luftpumpe
37: Mehr-Wegeventil
38: Koppelanschluss
39: erster Anschluss
40: Lebensmittel-Lagerbehälter
41: zweiter Koppelanschluss
42: zweiter Anschluss
43: Steuereinheit
44: Anschluss
45: Anschluss
46: Sensor
47: Sensor
48: Kommunikationsschnittstelle
B1: Pfeil
B2: Pfeil
B3: Pfeil
L: Luft
O2-redL: sauerstoffreduzierte Luft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2004293827 [0003]

Claims

Modul (20) mit einer PEM-Elektrolysezelle (11) zum Erzeugen eines Gases, das einem an das Modul (20) anschließbaren Lebensmittel-Lagerbehälter (8, 14, 40) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (20) zumindest eine Temperierungseinheit (21) aufweist, welche mit der zumindest einen PEM-Elektrolysezelle (11) strömungstechnisch verbunden ist und zum Temperieren des von der PEM-Elektrolysezelle (11) abgegebenen Gases ausgebildet ist.
Modul (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierungseinheit eine Kühleinheit (21) ist, insbesondere zumindest ein Peltierelement aufweist.
Modul (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (20) einen Modulausgang (22) aufweist und die Kühleinheit (21) zwischen einem Ausgang (23) der PEM-Elektrolysezelle (11) und dem Modulausgang (22) in einer Ableitung (24) des Moduls (20) angeordnet ist.
Modul (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (20) einen Moduleingang (25) aufweist und eine Bypass-Leitung (26) des Moduls (20) zwischen dem Moduleingang (25) und einem Eingang (28) der PEM-Elektrolysezelle (11) von einer Zuleitung (27) des Moduls (20) abzweigt und nach einem Ausgang (23) der PEM-Elektrolysezelle (11) und vor der Kühleinheit (21) in eine Ableitung (24) des Moduls (20) mündet.
Modul (20) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bypass-Leitung (26) ein Ventil (29) angeordnet ist.
Modul (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kathodenseite (17) der PEM-Elektrolysezelle (11) mit einer Leitung (31) mit einem Mehr-Wegeventil (30), das in der Ableitung (24) des Moduls (20) angeordnet ist, verbunden ist.
Modul (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anodenseite (12) der PEM-Elektrolysezelle (11) mit einer Leitung (33) mit einem Mehr-Wegeventil (30), das in der Ableitung (24) des Moduls (20) angeordnet ist, verbunden ist.
Modul (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (20) einen Wassertank (19) aufweist, der mit einer Anodenseite (12) der PEM-Elektrolysezelle (11) zur Zuführung von Wasser zur Anodenseite (12) verbunden ist.
Modul (20) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wassertank (19) mit einer Kathodenseite (17) der PEM-Elektrolysezelle (11) verbunden ist, so dass das an der Kathodenseite (17) bei der Wasserelektrolyse anfallende Wasser, in den Wassertank (19) zuführbar ist.
Modul (20) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (20) eine Wasserpumpe (32) aufweist, mit welcher die Zuführung von der Kathodenseite (17) zum Wassertank (19) erfolgt.
Modul (20) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wassertank (19) mit einem Mehr-Wegeventil (30), das in einer Ableitung (24) des Moduls (20) angeordnet ist, verbunden ist.
Modul (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Zuleitung (27) des Moduls (20) eine Luftpumpe (36) zum Fördern von Luft zu einer Kathodenseite (17) der PEM-Elektrolysezelle (11) angeordnet ist.
Modul (20) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftpumpe (36) zwischen der Kathodenseite (17) und einem Mehr-Wegeventil (37) in der Zuleitung (27) angeordnet ist.
Modul (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das Modul (20) einen ersten Koppelanschluss (38) aufweist, mit welchem ein erster Anschluss (39) eines Lebensmittel-Lagerbehälters (8, 14, 40) zerstörungsfrei lösbar an das Modul (20) anschließbar ist, um gasförmiges Medium aus dem Lebensmittel-Lagerbehälter (8, 14, 40) zum Modul (20) zu leiten, und das Modul (20) einen zweiten Koppelanschluss (41) aufweist, mit welchem ein zweiter Anschluss (42) des Lebensmittel-Lagerbehälters (8, 14, 40) zerstörungsfrei lösbar an das Modul (20) anschließbar ist, um ein Medium von dem Modul (20) in den Lebensmittel-Lagerbehälter (8, 14, 40) zu leiten.
Modul (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (20) einen ersten Betriebsmodus aufweist, in dem nur eine Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsregelung in einem an das Modul (20) anschließbaren Lebensmittel-Lagerbehälter (8, 14, 40) durchführbar ist, und zumindest einen weiteren Betriebsmodus aufweist, in dem eine Änderung der Zusammensetzung der Atmosphäre in dem anschließbaren Lebensmittel-Lagerbehälter (8, 14, 40) durchführbar ist.
Modul (20) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Betriebsmodus ein zweiter Betriebsmodus ist, in dem zumindest eine Sauerstoffreduzierung in dem Lebensmittel-Lagerbehälter (8, 14, 40) durchführbar ist, insbesondere eine Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsregelung und eine Sauerstoffreduzierung in dem Lebensmittel-Lagerbehälter (8, 14, 40) durchführbar ist.
Modul (20) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Betriebsmodus ein dritter Betriebsmodus ist, in dem zumindest eine Sauerstoffanreicherung und/oder eine Kohlendioxidanreicherung in dem Lebensmittel-Lagerbehälter (8, 14, 40) durchführbar ist, insbesondere eine Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsregelung und eine Sauerstoffanreicherung und/oder Kohlendioxidanreicherung in dem Lebensmittel-Lagerbehälter (8, 14, 40) durchführbar ist.
Modul (20) nach einem der vorehrgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (20) zumindest einen Anschluss (44, 45) zum externen Zuführen von Wasser für eine Wasserelektrolyse der PEM-Elektrolysezelle (11) aufweist.
Modul (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (20) zumindest einen Sensor (46) zur Erfassung einer Gaszusammensetzung des gasförmigen Mediums, welches von einem an das Modul (20) anschließbaren Lebensmittel-Lagerbehälter (8, 14, 40) zum Modul (20) leitbar ist und/oder einen Sensor (47) zur Erfassung eines Lagerguts in dem Lebensmittel-Lagerbehälter (8, 14, 40) aufweist.
Modul (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (20) eine elektronische Kommunikationsschnittstelle (48) aufweist, mit welcher Daten zwischen dem Modul (20) und einer weiteren modulexternen Einheit, insbesondere dem Lebensmittel-Lagerbehälter (8, 14, 40), austauschbar sind.
Haushaltskältegerät (1) mit einem Modul (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit zumindest einem Lebensmittel-Lagerbehälter (8, 14, 40), welcher mit dem Modul (20) koppelbar ist.