DE102018100378A1

DE102018100378A1 - Kühlvorrichtung sowie Befüllungsvorrichtung und Verfahren dafür

Info

Publication number: DE102018100378A1
Application number: DE102018100378.1A
Authority: DE
Inventors: Franz Lürken
Original assignee: Air Liquide Deutschland GmbH
Current assignee: Air Liquide Deutschland GmbH
Priority date: 2018-01-09
Filing date: 2018-01-09
Publication date: 2019-07-11

Abstract

Verfahren zum Bereitstellen einer Kühlvorrichtung (1) mit einer ersten Kammer (2) und einer mit der ersten Kammer (2) in thermischem Kontakt stehenden zweiten Kammer (3), umfassend zumindest die folgenden Verfahrensschritte:a) Einleiten eines ersten Kühlmittels (4) in die erste Kammer (2),b) Bereitstellen eines zweiten Kühlmittels (5) in der zweiten Kammer (3), wobei eine Konzentration des zweiten Kühlmittels (5) anhand einer mit der Kühlvorrichtung (1) zu erreichenden Kühltemperatur eingestellt wird.Das beschriebene Verfahren ermöglicht ein besonders energieeffizientes Kühlen eines Kühlraumes (7) insbesondere in einem Transportfahrzeug zum Transport von Lebensmitteln. Dazu können die Kühldauer durch eine Menge des ersten Kühlmittels (4) und die Kühltemperatur durch die Konzentration des zweiten Kühlmittels (5) flexibel eingestellt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung, eine Befüllungsvorrichtung zum Befüllen der Kühlvorrichtung, ein Verfahren zum Bereitstellen der Kühlvorrichtung und ein Verfahren zum Kühlen eines Kühlraums mit der Kühlvorrichtung. Die Kühlvorrichtung kann insbesondere in Transportfahrzeugen und insbesondere für den Transport von Lebensmitteln eingesetzt werden.
Es ist bekannt, zum Kühlen von Kühlräumen beispielsweise in Transportfahrzeugen Kühlakkus zu verwenden. Derartige Kühlakkus weisen meist eine Kühlsole auf, mit der eine tiefe Temperatur gehalten werden kann. Beim Kühlen mit Kühlakkus ist es allerdings oft schwierig, die Kühlung an die vorliegenden Rahmenbedingungen anzupassen. Das führt regelmäßig dazu, dass eine zu große Kühlleistung und/oder eine zu große Kühlenergie verwendet werden, wodurch das Kühlen energetisch ineffizient wird.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, die im Zusammenhang mit dem Stand der Technik geschilderten technischen Probleme zumindest teilweise zu überwinden. Es sollen insbesondere eine Kühlvorrichtung, eine Befüllungsvorrichtung zum Befüllen der Kühlvorrichtung, ein Verfahren zum Bereitstellen der Kühlvorrichtung und ein Verfahren zum Kühlen eines Kühlraums mit der Kühlvorrichtung vorgestellt werden, die eine besonders flexible und energieeffiziente Kühlung eines Kühlraums ermöglichen.
Diese Aufgaben werden gelöst mit einer Kühlvorrichtung, einer Befüllungsvorrichtung und mit Verfahren gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweils abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Bereitstellen einer Kühlvorrichtung mit einer ersten Kammer und einer mit der ersten Kammer in thermischem Kontakt stehenden zweiten Kammer vorgestellt. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Verfahrensschritte:

a) Einleiten eines ersten Kühlmittels in die erste Kammer,
b) Bereitstellen eines zweiten Kühlmittels in der zweiten Kammer, wobei eine Konzentration des zweiten Kühlmittels anhand einer mit der Kühlvorrichtung zu erreichenden Kühltemperatur eingestellt wird.

Die Kühlvorrichtung ist vorzugsweise dazu bestimmt und eingerichtet, einen Kühlraum zu kühlen. Als Kühlraum kommt jeder insbesondere abgeschlossene Raum in Betracht, dessen Temperatur abgesenkt oder auf einem gegenüber der Umgebung niedrigen Wert gehalten werden soll. Insbesondere können in dem Kühlraum zu kühlende Lebensmittel wie beispielsweise Fleisch gelagert werden. Der Kühlraum kann insbesondere in einem Transportfahrzeug vorgesehen sein. Das beschriebene Verfahren ist allerdings nicht auf die Anwendung zur Kühlung von Lebensmitteln und/oder in einem Transportfahrzeug beschränkt.
Mit dem beschriebenen Verfahren kann die Kühlvorrichtung bereitgestellt werden. Das bedeutet, dass die Kühlvorrichtung derart vorbereitet wird, dass nach dem Bereitstellen ein Kühlen mit der Kühlvorrichtung möglich ist. Das beschriebene Verfahren kann insbesondere von einer leeren Kühlvorrichtung ausgehen und ein Befüllen der Kühlvorrichtung mit den Kühlmitteln umfassen. Alternativ kann das Verfahren von einer bereits teilweise gefüllten Kühlvorrichtung ausgehen und ein Nachfüllen oder Verändern der Kühlmittel umfassen. Nachdem die Kühlmittel gemäß dem beschriebenen Verfahren in die Kühlvorrichtung eingeleitet beziehungsweise in der Kühlvorrichtung bereitgestellt worden sind, kann die Kühlvorrichtung zum Kühlen verwendet werden.
In der Kühlvorrichtung werden zwei Kühlmittel verwendet. Dazu weist die Kühlvorrichtung die erste Kammer und die zweite Kammer auf. Die erste Kammer und die zweite Kammer sind vorzugsweise jeweils abgeschlossene Räume, die jeweils mindestens eine Öffnung zum Einleiten und/oder Ausleiten des entsprechenden Kühlmittels aufweisen. Beispielsweise können die erste Kammer und die zweite Kammer jeweils von Wandungen aus Metall und/oder Kunststoff umgeben sein. Insbesondere können die erste Kammer und die zweite Kammer innerhalb eines Gehäuses aus Metall und/oder Kunststoff ausgebildet sein, wobei die erste Kammer und die zweite Kammer durch eine Trennwand voneinander getrennt sind. Diese kann vermittels der zu wählenden Werkstoffe und deren Dicke den thermischen Kontakt zwischen den Kammern dergestallt herstellen, dass das Kühlmittel in der ersten Kammer eine gewünschte Kälteleistung über die zweite Kammer an den Kühlraum abgibt. Die Kühlvorrichtung kann insbesondere durch Tiefziehen oder Hydroforming erhalten sein. Aufgrund der großen Temperaturdifferenzen zwischen dem vorzugsweise kryogenen ersten Kühlmittel und einer Solltemperatur im Kühlraum kann eine erhebliche Isolation notwendig sein. Diese gibt die eingebrachte Kälte vorzugsweise schnell an den Kühlraum ab. Würde ein konventioneller Werkstoff - wie beispielsweise PU-Schaum - verwendet, so könnte die Isolation so dick und deren spezifische Wärmekapazität so hoch zu wählen sein, dass es mehrere Stunden dauern würde, bis die Isolation durchgefroren wäre. Um einer derartigen Verzögerung entgegenzutreten, werden vorliegend vorzugsweise Werkstoffe wie beispielsweise sogenannte Micro-Balloons eingesetzt. Dabei handelt es sich um mikroskopisch kleine (Hohl-)kugeln aus dünnwandigem Glas, insbesondere aus Borosilikatglas. Derartige Isolatoren sind besonders leicht und kostengünstig und haben eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit. Aufgrund der somit ausreichenden geringen Wandstärke und der geringen spezifischen Masse haben derartige Isolatoren auch eine geringe Wärmekapazität und können die gewünschte Kältemenge pro Zeit nahezu sofort in den Kühlraum einleiten.
Die erste Kammer und die zweite Kammer stehen miteinander in thermischem Kontakt. Das kann insbesondere dadurch realisiert sein, dass die erste Kammer und die zweite Kammer mit zumindest einem Teil der jeweiligen Oberfläche flächig miteinander in Kontakt stehen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass mindestens ein Wärmeleitelement zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer vorgesehen ist. Das Wärmeleitelement kann insbesondere mit einem wärmeleitfähigen Material wie beispielsweise Kupfer ausgebildet sein und sowohl mit der ersten Kammer als auch mit der zweiten Kammer in thermischem Kontakt stehen. Ist ein Wärmeleitelement zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer vorgesehen, können die erste Kammer und die zweite Kammer auch räumlich voneinander beabstandet angeordnet sein, wobei dennoch über das Wärmeleitelement ein thermischer Kontakt zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer besteht. Die erste Kammer und/oder die zweite Kammer sind vorzugsweise eistauglich ausgebildet. Das bedeutet, dass beispielsweise Ausdehnungshilfen vorgesehen sind, durch welche sich das in der jeweiligen Kammer befindliche Kühlmittel ausdehnen kann. Das ist insbesondere bei der zweiten Kammer vorteilhaft, so dass sich das zweite Kühlmittel ausdehnen kann.
Das erste Kühlmittel wird gemäß Schritt a) des beschriebenen Verfahrens in die erste Kammer der Kühlvorrichtung eingeleitet. Das erste Kühlmittel stellt vorzugsweise die zum Kühlen zu verwendende Kühlenergie bereit. Das bedeutet, dass das erste Kühlmittel insbesondere ein Verbrauchsmittel sein kann, das durch das Kühlen verbraucht wird. Insbesondere kann das erste Kühlmittel in flüssiger Form vorliegen und beim Kühlen verdampfen. Das verbrauchte und insbesondere verdampfe erste Kühlmittel kann an die Umgebung abgegeben werden, sofern es sich um eine umweltverträgliche Substanz handelt. Alternativ kann das verbrauchte erste Kühlmittel wiederverwendet werden. Handelt es sich beispielsweise um eine eutektische Sole, so kann diese wahlweise in der ersten Kammer oder extern gekühlt werden und erneut zum Einsatz kommen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem ersten Kühlmittel um ein kryogenes Gas, insbesondere um flüssigen Stickstoff oder tiefkalt verflüssigte synthetische Luft. Auch festes / schneeförmiges CO2 ist denkbar. Das erste Kühlmittel wird in Schritt a) vorzugsweise mit einer Temperatur in die erste Kammer eingeleitet, die unterhalb der zu erreichenden Kühltemperatur liegt. Somit kann das erste Kühlmittel durch Wärmeaufnahme aus der Umgebung das Kühlen bewirken. In Schritt a) wird vorzugsweise von einer vollständig geleerten ersten Kammer ausgegangen. Es ist aber auch möglich, dass das erste Kühlmittel gemäß Schritt a) in Ergänzung zu bereits in der ersten Kammer vorhandenem erstem Kühlmittel eingeleitet wird. Insbesondere kann Schritt a) darin bestehen, dass die erste Kammer soweit mit dem ersten Kühlmittel nachgefüllt wird, dass nach Schritt a) eine vorgegebene Menge des ersten Kühlmittels in der ersten Kammer vorhanden ist.
Das zweite Kühlmittel wird gemäß Schritt b) des beschriebenen Verfahrens in der zweiten Kammer bereitgestellt. Das zweite Kühlmittel ist vorzugsweise eine Lösung. Das zweite Kühlmittel ist vorzugsweise dazu geeignet, die von dem ersten Kühlmittel abgegebene Kühlenergie aufzunehmen und kontrolliert wieder abzugeben, insbesondere an den zu kühlenden Kühlraum. Dabei ist unter Abgabe von Kühlenergie eine Aufnahme von Wärmeenergie zu verstehen. Das erste Kühlmittel gibt vorzugsweise keine Kühlenergie unmittelbar an den Kühlraum ab. Stattdessen gibt das erste Kühlmittel die Kühlenergie nur mittelbar über das zweite Kühlmittel an den Kühlraum ab. Durch die Konzentration des zweiten Kühlmittels kann insbesondere dessen Gefrierpunkt und damit die Temperatur eingestellt werden, mit der die Kühlvorrichtung kühlt. Dabei liegt der so eingestellte Gefrierpunkt vorzugsweise 4 bis 6 K unter der Kühltemperatur, damit sich eine hinreichend große Temperaturdifferenz für den Wärmeübergang aus der Lösung in der zweiten Kammer in den Kühlraum hinein ausbilden kann. Dadurch kann die Kühltemperatur insbesondere unabhängig von einer Temperatur des ersten Kühlmittels konstant gehalten werden. Das zweite Kühlmittel kann zudem von dem ersten Kühlmittel abgegebene Kühlenergie aufnehmen und speichern, so dass durch das zweite Kühlmittel ein Kühlen für einen begrenzten Zeitraum auch dann noch möglich ist, wenn das erste Kühlmittel vollständig verbraucht ist. Als zweites Kühlmittel kommt insbesondere eine Lösung eines Eutektikums in Betracht. Das zweite Kühlmittel wird vorzugsweise von einem Lösungsmittel gebildet, in dem ein gefrierpunktserniedrigender Stoff gelöst ist. Als Lösungsmittel kommt insbesondere Wasser in Betracht. Die Kühltemperatur liegt vorzugsweise im Bereich von -25°C bis +10°C. Insbesondere kann je nach Anforderung eine Kühltemperatur im Bereich von -25°C bis -15°C, insbesondere von -20°C, im Bereich von 0°C bis 2°C oder im Bereich von 4°C bis 6°C gewählt werden.
Die Kühltemperatur, mit der die Kühlvorrichtung kühlt, kann durch die Konzentration des zweiten Kühlmittels eingestellt werden. Je nach Anforderung an die Kühlung kann so mit einer vorgegebenen Temperatur gekühlt werden. So kann beispielsweise die Kühlung von Fleisch bei einer anderen Temperatur erfolgen als die Kühlung von frischem Gemüse. Je nach Anforderungen kann die Konzentration des zweiten Kühlmittels so gewählt werden, dass eine zu erreichende Kühltemperatur beim Kühlen mit der Kühlvorrichtung erreicht wird. Neben der zu erreichenden Kühltemperatur können dabei insbesondere auch eine Außentemperatur, eine Menge der zu kühlenden Lebensmittel oder Gegenstände, Eigenschaften einer Isolierung des Kühlraums und/oder eine Größe des Kühlraums in Betracht gezogen werden. So erfordert eine Kühlung bei hohen Außentemperaturen im Sommer eine größere Kühlleistung als eine Kühlung bei tiefen Außentemperaturen im Winter. Auch eine Kühlung bei schwach ausgebildeter Isolierung des Kühlraums kann eine größere Kühlleistung erfordern als eine Kühlung bei stark ausgebildeter Isolierung. Ein großer, voll beladener Kühlraum erfordert eine größere Kühlleistung als ein kleiner, nur teilweise beladener Kühlraum.
Die Konzentration des zweiten Kühlmittels kann auch null betragen. In dem Fall kann das zweite Kühlmittel lediglich durch eine ansonsten als Lösungsmittel verwendete Substanz gebildet sein. So kann insbesondere reines Wasser als zweites Kühlmittel verwendet werden.
Insbesondere kann die Menge des zweiten Kühlmittels und/oder die Menge des zweiten Kühlmittels an einen Bedarf angepasst werden. So kann beispielsweise bei längeren Kühlzeiten mehr von dem zweiten Kühlmittel verwendet werden.
In Schritt a) wird das erste Kühlmittel in die erste Kammer eingeleitet. In Schritt b) wird das zweite Kühlmittel in der zweiten Kammer bereitgestellt. Das Bereitstellen des zweiten Kühlmittels in Schritt b) kann insbesondere die Rücknahme und sortenreine Speicherung der zuvor verwendeten Lösung sowie das Einleiten des zweiten Kühlmittels für einen folgenden Einsatz der Kühlvorrichtung in die zweite Kammer umfassen. Darüber hinaus kann das Bereitstellen des zweiten Kühlmittels in der zweiten Kammer aber auch ein Einstellen der Konzentration des zweiten Kühlmittels umfassen. So kann beispielsweise durch Zugabe eines den Gefrierpunkt senkenden Stoffs die Konzentration des zweiten Kühlmittels vergrößert werden oder durch Zugabe des Lösungsmittels die Konzentration verringert werden. Die Verwendung eines zweiten Kühlmittels mit verschiedenen Konzentrationen und folglich mit verschiedenen Gefrierpunkten kann auch durch einen quantitativen Austausch des zweiten Kühlmittels bei jeder Neufüllung der Kühlvorrichtung erfolgen. Neben einer datentechnischen Überwachung kann durch Leitwertmessung die Qualität der Rücknahme des zweiten Kühlmittels kontrolliert werden. Im Zweifel wird vorzugsweise eine zu große Konzentration gewählt, so dass eine Vorgabe für die Kühltemperatur unterschritten und nicht überschritten wird.
Die Schritte a) und b) können in beliebiger Reihenfolge teilweise oder vollständig nacheinander oder auch teilweise oder vollständig zeitgleich durchgeführt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden eine Menge des gemäß Schritt a) in die erste Kammer eingeleiteten ersten Kühlmittels und/oder eine Menge des gemäß Schritt b) in der zweiten Kammer bereitgestellten zweiten Kühlmittels anhand einer mit der Kühlvorrichtung zu erreichenden Kühldauer gewählt.
Das erste Kühlmittel stellt die Energie zum Kühlen bereit. Die Energie verteilt sich auf die über die Zeit abgegebene Kühlleistung. Die mit der Kühlvorrichtung zu erreichende Kühltemperatur und damit auch die abgegebene Kühlleistung kann durch die Konzentration des zweiten Kühlmittels eingestellt werden. Bei derart vorgegebener Kühlleistung kann somit über die Menge des ersten Kühlmittels die Kühldauer gewählt werden. Die Kühldauer kann beispielsweise bis zu 36 Stunden betragen. Je nach Größe und/oder Ausgestaltung der Kühlvorrichtung sind aber auch deutlich längere Kühldauern möglich.
Zusätzlich oder alternativ wird die Menge des zweiten Kühlmittels vorzugsweise anhand der gewünschten Kühldauer gewählt. Damit kann der Tatsache Rechnung getragen werden, dass mit einer größeren Menge des zweiten Kühlmittels mehr Kälteenergie gespeichert werden kann, wodurch die Kühldauer verlängert werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Kühlvorrichtung zum Kühlen von Lebensmitteln in einem Transportfahrzeug bereitgestellt, wobei die in Schritt b) verwendete zu erreichende Kühltemperatur anhand einer für das Transportfahrzeug geplanten Lieferfahrt ermittelt wird.
Das Transportfahrzeug umfasst vorzugsweise einen Kühlraum, in dem die Kühlvorrichtung platziert werden kann. Die von der Kühlvorrichtung abzugebende Kühlleistung kann insbesondere von der Art und Menge der zu kühlenden Lebensmittel, der Außentemperatur, der Größe des Kühlraums und/oder Isolierung des Kühlraums und damit von der Art des Transportfahrzeugs und/oder von der vorliegenden Lieferfahrt abhängen. Insbesondere kann für jede Lieferfahrt des Lieferfahrzeugs eine zu verwendende Kühltemperatur individuell bestimmt werden. Über die Konzentration des zweiten Kühlmittels kann die so als Sollwert bestimmte Kühltemperatur verwirklicht werden. Vorzugsweise wird zudem die Kühldauer durch Wahl der Menge des ersten Kühlmittels eingestellt. Die Kühldauer kann insbesondere entsprechend einer geplanten Dauer der Lieferfahrt, vorzugsweise einschließlich einer Toleranz für die Lagerung am Zielort der Lieferfahrt, festgelegt werden. Vorzugsweise wird bei der Durchführung des beschriebenen Verfahrens auch mindestens eine vorherige Lieferfahrt berücksichtigt. So kann auf Erfahrungswerte zurückgegriffen werden.
Als ein weiterer Aspekt wird ein Verfahren zum Kühlen eines Kühlraums mit einer Kühlvorrichtung mit einer ersten Kammer und einer mit der ersten Kammer in thermischem Kontakt stehenden zweiten Kammer vorgestellt, wobei die erste Kammer zumindest teilweise mit einem ersten Kühlmittel befüllt ist und die zweite Kammer zumindest teilweise mit einem zweiten Kühlmittel befüllt ist, und wobei eine Konzentration des zweiten Kühlmittels anhand einer beim Kühlen zu erreichenden Kühltemperatur gewählt wird.
Die weiter oben beschriebenen besonderen Vorteile und Ausgestaltungsmerkmale des Verfahrens zum Bereitstellen der Kühlvorrichtung sind auf das beschriebene Verfahren zum Kühlen eines Kühlraums mit der Kühlvorrichtung anwendbar und übertragbar, und umgekehrt. Vorzugsweise wird das Verfahren zum Kühlen eines Kühlraums mit der Kühlvorrichtung durchgeführt, nachdem die Kühlvorrichtung gemäß dem beschriebenen Verfahren zum Bereitstellen der Kühlvorrichtung bereitgestellt worden ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden eine Menge des ersten Kühlmittels in der ersten Kammer und/oder eine Menge des zweiten Kühlmittels in der zweiten Kammer anhand einer beim Kühlen zu erreichenden Kühldauer gewählt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist das zweite Kühlmittel ein Salz in wässriger Lösung.
Sowohl bei dem Verfahren zum Bereitstellen der Kühlvorrichtung als auch bei dem Verfahren zum Kühlen eines Kühlraums mit der Kühlvorrichtung ist es bevorzugt, dass das zweite Kühlmittel ein Salz in wässriger Lösung ist. Das zweite Kühlmittel kann in der vorliegenden Ausführungsform auch als eine Kühlsole bezeichnet werden. Das Salz ist vorzugsweise NaCl (Kochsalz).
Als ein weiterer Aspekt wird eine Kühlvorrichtung vorgestellt, die zumindest umfasst:

- eine erste Kammer für ein erstes Kühlmittel,
- eine zweite Kammer, welche mit der ersten Kammer in thermischem Kontakt steht und welche zumindest teilweise mit einem zweiten Kühlmittel befüllt ist,

Die weiter oben beschriebenen besonderen Vorteile und Ausgestaltungsmerkmale des Verfahrens zum Bereitstellen der Kühlvorrichtung und des Verfahrens zum Kühlen eines Kühlraums mit der Kühlvorrichtung sind auf die beschriebene Kühlvorrichtung anwendbar und übertragbar, und umgekehrt. Vorzugsweise wird das beschriebene Verfahren zum Kühlen eines Kühlraums mit der beschriebene Kühlvorrichtung durchgeführt und die Kühlvorrichtung wird vorzugsweise für dieses Verfahren verwendet. Auch ist es bevorzugt, dass das beschriebene Verfahren zum Bereitstellen einer Kühlvorrichtung zu der beschriebenen Kühlvorrichtung führt und dass die beschriebene Kühlvorrichtung vorzugsweise gemäß diesem Verfahren bereitgestellt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Kühlvorrichtung ist das zweite Kühlmittel ein Salz in wässriger Lösung ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Kühlvorrichtung ist die erste Kammer von einer Umgebung der Kühlvorrichtung thermisch isoliert.
Insbesondere durch die thermische Isolierung kann erreicht werden, dass die durch das erste Kühlmittel bereitgestellte Kühlenergie nicht unmittelbar an den Kühlraum abgegeben wird, sondern nur mittelbar über das zweite Kühlmittel.
Als ein weiterer Aspekt wird eine Befüllungsvorrichtung zum Befüllen einer Kühlvorrichtung mit einer ersten Kammer und einer mit der ersten Kammer in thermischem Kontakt stehenden zweiten Kammer vorgestellt, wobei die Befüllungsvorrichtung dazu bestimmt und eingerichtet ist, ein erstes Kühlmittel in die erste Kammer einzuleiten und ein zweites Kühlmittel in der zweiten Kammer derart bereitzustellen, dass das zweite Kühlmittel in der zweiten Kammer mit einer vorgebbaren Konzentration vorliegt, und wobei die Befüllungsvorrichtung weiterhin eine Steuereinheit aufweist, die dazu bestimmt und eingerichtet ist, die vorgebbare Konzentration des zweiten Kühlmittels in der Lösung anhand einer mit der Kühlvorrichtung zu erreichenden Kühltemperatur zu ermitteln.
Die weiter oben beschriebenen besonderen Vorteile und Ausgestaltungsmerkmale des Verfahrens zum Bereitstellen der Kühlvorrichtung, des Verfahrens zum Kühlen eines Kühlraums mit der Kühlvorrichtung und der Kühlvorrichtung sind auf die beschriebene Befüllungsvorrichtung anwendbar und übertragbar, und umgekehrt. Die beschriebene Befüllungsvorrichtung ist vorzugsweise dazu bestimmt und eingerichtet, die beschriebene Kühlvorrichtung durch Befüllung zu erhalten, insbesondere gemäß dem beschriebenen Verfahren zum Bereitstellen der Kühlvorrichtung. Die beschriebene Kühlvorrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Kühlvorrichtung mit der beschriebenen Befüllungsvorrichtung befüllt werden kann. Dazu weist die Kühlvorrichtung vorzugsweise Anschlüsse auf, an die Leitungen der Befüllungsvorrichtung für das erste Kühlmittel und das zweite Kühlmittel angeschlossen werden können. Das beschriebene Verfahren zum Bereitstellen der Kühlvorrichtung wird vorzugsweise mit der beschriebenen Befüllungsvorrichtung durchgeführt.
Die Steuereinheit kann insbesondere einen Computer umfassen. Die vorgebbare Konzentration des zweiten Kühlmittels kann insbesondere mit der Steuereinheit unter Verwendung einer Software ermittelt werden. Mit der Software kann insbesondere auf einen Datensatz zugegriffen werden, in dem ein Zusammenhang zwischen der Kühltemperatur und der Konzentration des zweiten Kühlmittels hinterlegt ist. Ferner können Datensätze mit allen erforderlichen Tourdaten, Produktangaben und/oder zu erwartenden Umgebungstemperaturen zur Verfügung gestellt werden.
Insbesondere kann mit der Befüllungsvorrichtung ein bereits in der zweiten Kühlkammer vorliegendes Kühlmittel, das insbesondere das zweite Kühlmittel sein kann, entnommen werden. Das so entnommene Kühlmittel kann durch die Befüllungsvorrichtung oder eine andere Einrichtung sortenrein für einen späteren Einsatz gelagert werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Befüllungsvorrichtung ist die Steuereinheit weiterhin dazu bestimmt und eingerichtet, eine Menge des in die erste Kammer einzuleitenden ersten Kühlmittels und/oder eine Menge des in der zweiten Kammer bereitzustellenden zweiten Kühlmittels anhand einer mit der Kühlvorrichtung zu erreichenden Kühldauer zu ermitteln.
Die Erfindung und das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figur näher erläutert. Die Figur zeigt ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel, auf das die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figur und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigt schematisch:

1: eine Darstellung einer Kühlvorrichtung mit einer Befüllungsvorrichtung zum Befüllen der Kühlvorrichtung.

1 zeigt eine Kühlvorrichtung 1, die innerhalb eines Kühlraums 7 angeordnet ist. Die Kühlvorrichtung 1 umfasst eine erste Kammer 2, welche teilweise mit einem ersten Kühlmittel 4 befüllt ist und eine zweite Kammer 3, welche mit der ersten Kammer 2 über eine Trennung 12 in thermischem Kontakt steht und welche teilweise mit einer Lösung eines Salzes als zweitem Kühlmittel 5 befüllt ist. Eine Konzentration des zweiten Kühlmittels 5 ist anhand einer mit der Kühlvorrichtung 1 zu erreichenden Kühltemperatur eingestellt. Die erste Kammer 2 ist von einer Umgebung der Kühlvorrichtung 1 durch eine thermische Isolation 6 thermisch isoliert.
Weiterhin ist in 1 eine Befüllungsvorrichtung 8 zum Befüllen der Kühlvorrichtung 1 gezeigt. Die Befüllungsvorrichtung 8 ist dazu bestimmt und eingerichtet, über eine erste Leitung 10 das erste Kühlmittel 4 in die erste Kammer 2 einzuleiten und über eine zweite Leitung 11 das zweite Kühlmittel 5 in der zweiten Kammer 3 derart bereitzustellen, dass das zweite Kühlmittel 5 in der zweiten Kammer 3 mit einer vorgebbaren Konzentration vorliegt. Zusätzlich zu der gezeigten zweiten Leitung 11 kann auch eine hier nicht dargestellte dritte Leitung in die zweite Kammer 3 führen und zum Bereitstellen des zweiten Kühlmittels 5 verwendet werden. Das Bereitstellen des zweiten Kühlmittels 5 kann auch ein Entnehmen des zweiten Kühlmittels 5 umfassen. Weiterhin weist die Befüllungsvorrichtung 8 eine Steuereinheit 9 auf, die dazu bestimmt und eingerichtet ist, die vorgebbare Konzentration des zweiten Kühlmittels 5 anhand einer mit der Kühlvorrichtung 1 zu erreichenden Kühltemperatur zu ermitteln und eine Menge des in die erste Kammer 2 einzuleitenden ersten Kühlmittels 4 anhand einer mit der Kühlvorrichtung 1 zu erreichenden Kühldauer zu ermitteln.
Die Trennung 12 ist so ausgeführt, dass die aus der ersten Kammer 2 freiwerdende Kälte besonders gut in das zweite Kühlmittel 5 in der zweiten Kammer 3 geleitet werden kann, so dass sich in der zweiten Kammer 3 die zur Erreichung der Solltemperatur im Kühlraum 7 gewünschten Gleichgewichtstemperaturen einstellen.
Das beschriebene Verfahren ermöglicht ein besonders energieeffizientes Kühlen eines Kühlraumes 7 insbesondere in einem Transportfahrzeug zum Transport von Lebensmitteln. Dazu können die Kühldauer durch eine Menge des ersten Kühlmittels 4 und die Kühltemperatur durch die Konzentration des zweiten Kühlmittels 5 flexibel eingestellt werden.
Bezugszeichenliste

1: Kühlvorrichtung
2: erste Kammer
3: zweite Kammer
4: erstes Kühlmittel
5: zweites Kühlmittel
6: thermische Isolation
7: Kühlraum
8: Befüllungsvorrichtung
9: Steuereinheit
10: erste Leitung
11: zweite Leitung
12: Trennung

Claims

Verfahren zum Bereitstellen einer Kühlvorrichtung (1) mit einer ersten Kammer (2) und einer mit der ersten Kammer (2) in thermischem Kontakt stehenden zweiten Kammer (3), umfassend zumindest die folgenden Verfahrensschritte: a) Einleiten eines ersten Kühlmittels (4) in die erste Kammer (2), b) Bereitstellen eines zweiten Kühlmittels (5) in der zweiten Kammer (3), wobei eine Konzentration des zweiten Kühlmittels (5) anhand einer mit der Kühlvorrichtung (1) zu erreichenden Kühltemperatur eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Menge des gemäß Schritt a) in die erste Kammer (2) eingeleiteten ersten Kühlmittels (4) und/oder eine Menge des gemäß Schritt b) in der zweiten Kammer (3) bereitgestellten zweiten Kühlmittels (5) anhand einer mit der Kühlvorrichtung (1) zu erreichenden Kühldauer gewählt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kühlvorrichtung (1) zum Kühlen von Lebensmitteln in einem Transportbehälter bereitgestellt wird, und wobei die in Schritt b) verwendete zu erreichende Kühltemperatur anhand einer für den Transportbehälter geplanten Lieferfahrt ermittelt wird.
Verfahren zum Kühlen eines Kühlraums mit einer Kühlvorrichtung (1) mit einer ersten Kammer (2) und einer mit der ersten Kammer (2) in thermischem Kontakt stehenden zweiten Kammer (3), wobei die erste Kammer (2) zumindest teilweise mit einem ersten Kühlmittel (4) befüllt ist und die zweite Kammer (3) zumindest teilweise mit einem zweiten Kühlmittel befüllt ist, wobei eine Konzentration des zweiten Kühlmittels (4) anhand einer beim Kühlen zu erreichenden Kühltemperatur gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei eine Menge des ersten Kühlmittels (4) in der ersten Kammer (2) und/oder eine Menge des zweiten Kühlmittels (5) in der zweiten Kammer (3) anhand einer beim Kühlen zu erreichenden Kühldauer gewählt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Kühlmittel (5) ein Salz in wässriger Lösung ist.
Kühlvorrichtung (1) umfassend zumindest: - eine erste Kammer (2) für ein erstes Kühlmittel (4), - eine zweite Kammer (3), welche mit der ersten Kammer (2) in thermischem Kontakt steht und welche zumindest teilweise mit einem zweiten Kühlmittel (5) befüllt ist, wobei eine Konzentration des zweiten Kühlmittels (5) anhand einer mit der Kühlvorrichtung (1) zu erreichenden Kühltemperatur eingestellt ist.
Kühlvorrichtung (1) nach Anspruch 7, wobei das zweite Kühlmittel (5) ein Salz in wässriger Lösung ist.
Kühlvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei die erste Kammer (2) von einer Umgebung der Kühlvorrichtung (1) thermisch isoliert ist.
Befüllungsvorrichtung (8) zum Befüllen einer Kühlvorrichtung (1) mit einer ersten Kammer (2) und einer mit der ersten Kammer (2) in thermischem Kontakt stehenden zweiten Kammer (3), wobei die Befüllungsvorrichtung (8) dazu bestimmt und eingerichtet ist, ein erstes Kühlmittel (4) in die erste Kammer (2) einzuleiten und ein zweites Kühlmittel (5) in der zweiten Kammer (3) derart bereitzustellen, dass das zweite Kühlmittel (5) in der zweiten Kammer (3) mit einer vorgebbaren Konzentration vorliegt, und wobei die Befüllungsvorrichtung (8) weiterhin eine Steuereinheit (9) aufweist, die dazu bestimmt und eingerichtet ist, die vorgebbare Konzentration des zweiten Kühlmittels (5) anhand einer mit der Kühlvorrichtung (1) zu erreichenden Kühltemperatur zu ermitteln.
Befüllungsvorrichtung (8) nach Anspruch 10, wobei die Steuereinheit (9) weiterhin dazu bestimmt und eingerichtet ist, eine Menge des in die erste Kammer (2) einzuleitenden ersten Kühlmittels (4) und/oder eine Menge des in der zweiten Kammer bereitzustellenden zweiten Kühlmittels (5) anhand einer mit der Kühlvorrichtung (1) zu erreichenden Kühldauer zu ermitteln.