DE102019000697A1

DE102019000697A1 - Kühlvorrichtung und Verwendung einer Kühlvorrichtung

Info

Publication number: DE102019000697A1
Application number: DE102019000697.6A
Authority: DE
Inventors: Jan Ruben Heck
Original assignee: Glma Therm Pgmbh
Current assignee: Glma Therm Pgmbh
Priority date: 2018-08-30
Filing date: 2019-02-01
Publication date: 2020-03-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zum Kühlen von Flüssigkeiten mit einem Kühlelement, wobei das Kühlelement einen Flüssigkeitskanal mit einem Kanaleingang und einem Kanalausgang aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zum Kühlen von Flüssigkeiten mit einem Kühlelement.
Gattungsgemäße Kühlvorrichtungen sind beispielsweise für Eismaschinen bekannt. Hierbei handelt es sich um Kühlelemente, die in eine Vorrichtung eingelegt werden können, um Flüssigkeiten, wie beispielsweise Eiscreme zu kühlen. Derartige Kühlelemente, insbesondere mit einer Flüssigkeit mit Frostschutzmittel, sind auch als Kühl Akkus für Kühltaschen bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Kühlvorrichtung weiterzuentwickeln. Diese Aufgabe wird mit einer Kühlvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine vorteilhafte Verwendung ist Gegenstand des Anspruchs 19. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße „Coolbank“ ist ein mobiler Kältespeicher, der seine Kälte nach Bedarf insbesondere an Getränke abgibt, um diese zu kühlen. Die „Coolbank“ ist vorzugsweise ein isolierter Behälter, der mit einer Frostschutzflüssigkeit gefüllt sein kann, um unter 0° C abgekühlt werden zu können. Diese „Coolbank“ kann als einzelnes Bauteil in eine Kühltruhe gelegt werden, um dort als Kühlelement abgekühlt zu werden, oder die gesamte Kühlvorrichtung wird in die Kühltruhe gelegt, um abzukühlen.
In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel hat die Vorrichtung einen Einfülltrichter, der an einem Wärmetauscher angeschlossen ist. Dieser Wärmetauscher windet sich als Rohr durch die Frostschutzflüssigkeit und tritt am unteren Ende der Vorrichtung aus der Vorrichtung wieder aus. Vorteilhaft ist es, wenn man die gesamte Vorrichtung in der Kühltruhe aufbewahrt. Dabei kühlt das Frostschutzmittel auf Temperaturen unter 0° C ab. Wird bei der Verwendung der Vorrichtung ein Getränk auf Zimmertemperatur in den Einfülltrichter gefüllt, so läuft es durch den Wärmetauscher, der sich durch das umliegende Frostschutzmittel abgekühlt hat. Der Wärmetauscher gibt die Kälte an das Getränk ab, wodurch sich das Getränk erfrischend abkühlt und gekühlt am unteren Ende der Vorrichtung austritt. Dabei kommt das Getränk nicht in Kontakt mit dem Frostschutzmittel.
Da die Vorrichtung anders als Wasser auf Minusgrade abgekühlt werden kann, kann sie Kälte konzentriert speichern und stückweise abgeben. Dadurch ist es möglich, Getränke ungekühlt zu transportieren und sie erst kurz vor dem Verzehr abzukühlen. Vorzugweise ist die Kälte immer in einem gut isolierten Behälter eingeschlossen. Nur wenn Flüssigkeit durch die Vorrichtung fließt, wird Kälte abgegeben.
Dies führt dazu, dass man bei einem Familienausflug keine 10 Liter gekühlte Wasserflaschen in Thermoboxen mitnehmen muss, die durch die großen Außenflächen von Flaschen und Boxen auch hohe Kälteverluste haben, sondern nur die Vorrichtung und die ungekühlten Getränke mitnehmen muss. Die für die vielen Getränke benötigte Kühlleistung wird dann von der Vorrichtung, die zuvor in der Kühltruhe gelagert war, bereitgestellt.
Zwei vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigt

1 schematisch eine auf eine Flasche aufsetzbare kugelförmige Kühlvorrichtung mit spiralförmigem Wärmetauscher und
2 schematisch eine Thermoskanne, die als Kühlvorrichtung ausgebildet ist.

Bei der Verwendung der Vorrichtungen ist darauf zu achten, dass immer die Gefahr besteht, dass die Flüssigkeit beim Fließen durch den Wärmetauscher einfriert. Daher muss eine Durchflussgeschwindigkeit eingehalten werden, die ein Einfrieren verhindert. Als vorteilhaft hat sich ein Wärmetauscher mit einem Rohrdurchmesser von 8 bis 15 mm und einer Länge von 1,5 bis 3 m herausgestellt. Dies ermöglicht es, darauf zu achten, dass der Durchfluss fünf Sekunden nicht überschreitet, auch wenn das Frostschutzmittel aus einer handelsüblichen Tiefkühltruhe stammt, die es auf bis zu -25° C abkühlen kann.
Dabei ist das Material des Wärmetauschers ein Aluminiumrohr mit 1 mm Wandstärke. Bei Materialien mit anderen Wärmeleitwerten muss der Wärmetauscher so gestaltet werden, dass die angestrebte Kühlleistung des Getränkes erreicht wird, aber ein Einfrieren vermieden wird. Dabei ist insbesondere auf die Durchflussgeschwindigkeit, die Länge und den Durchmesser des Wärmetauschers zu achten.
Die in 1 gezeigte Kühlvorrichtung 1 weist ein Kühlelement 2 auf, in dem ein Flüssigkeitskanal 3 geführt ist. Der Flüssigkeitskanal 3 ist so im Kühlelement 2 angeordnet, dass eine Flüssigkeit (nicht gezeigt) kontinuierlich mit Gefälle im Flüssigkeitskanal von einem Kanaleingang 4 zu einem Kanalausgang 5 fließt. Da die Flüssigkeit zum Kanalausgang 5 hin abkühlt und daher in der Nähe des Kanalausganges 5 ein höheres Risiko besteht, dass die Flüssigkeit einfriert, kann der Flüssigkeitskanal 3 so im Kühlelement 2 angeordnet werden, dass die Flüssigkeit in der Nähe des Kanaleingangs 4 schneller fließt als in der Nähe des Kanalausgangs 5. Dies kann durch ein steigendes Gefälle erreicht werden. Es kann jedoch auch der Querschnitt des Flüssigkeitskanals 3 von Kanaleingang 4 zum Kanalausgang 5 variiert werden, um ein Einfrieren der Flüssigkeit im Flüssigkeitskanal 3 zu vermeiden. Hierfür kann je nach Ausbildung der Vorrichtung sich der Querschnitt längs des Flüssigkeitskanals 3 erweitern, um die Einfriergefahr zu verringern oder der Querschnitt wird verengt, um die Flussgeschwindigkeit zu erhöhen.
Zur Erleichterung des Einfüllens weist das Kühlelement 2 einen Einfülltrichter 6 auf und von dort fließt die Flüssigkeit in einer spiralförmigen Bahn zum Kanalausgang 5.
Das Kühlelement 2, das ein Volumen von wenigen Litern aufweist, ist mit einer Kühlflüssigkeit 7 mit Frostschutzmittel (nicht gezeigt) gefüllt.
Bei der Verwendung der Kühlvorrichtung 1 wird zunächst das Kühlelement 2 in einer Tiefkühltruhe (nicht gezeigt) auf etwa - 20 °C gekühlt. Dann wird die Vorrichtung auf ein Glas oder eine Flasche 8 gestellt und eine zu kühlende Flüssigkeit wie insbesondere ein Getränk wird in den Einfülltrichter 6 eingeschenkt. Die Flüssigkeit fließt dann durch den Flüssigkeitskanal 3 und kühlt sich dabei ab, um letztendlich vom Kanalausgang 5 in die Flasche 8 zu gelangen. Ein Trichter 9 kann beim Einfüllen in die Flasche hilfreich sein.
Die 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Kühlvorrichtung 10 mit einer Isoliereinrichtung 11, innerhalb der ein Kühlelement 12 angeordnet ist. Die Isoliereinrichtung 11 kann ein kälteisolierendes Material wie einem beispielsweise geschäumten Kunststoff oder ein Vakuumgefäß (nicht gezeigt) aufweisen. Am Eingang 14 eines Flüssigkeitskanals 13 ist ein Deckel 18 vorgesehen, der einen Einfülltrichter 16 abdeckt. Von dort erstreckt sich der Flüssigkeitskanal 13 durch das Kühlelement 12 mit der Kühlflüssigkeit 17 zu einem Kanalausgang 15.
Die Kühlvorrichtung weist als Ständer 19 in die Isoliereinrichtung 11 integrierte Füße 20, 21 auf, die über Federn 22, 23 aus der Isoliereinrichtung 11 herausgeschoben werden, um die Kühlvorrichtung 10 beispielsweise über einem auf einer Tischplatte (nicht gezeigt) aufgestellten Glas (nicht gezeigt) zu positionieren.

Claims

Kühlvorrichtung (1, 10) zum Kühlen von Flüssigkeiten mit einem Kühlelement (2, 12), dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (2, 12) einen Flüssigkeitskanal (3, 13) mit einem Kanaleingang (4, 14) und einem Kanalausgang (5, 15) aufweist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (2, 12) einen Einfülltrichter (6, 16) aufweist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (2, 12) eine Kühlflüssigkeit (7, 17) mit einem Frostschutzmittel aufweist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (2, 12) ein Volumen von 1 bis 5 l aufweist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Isoliereinrichtung (11) aufweist, innerhalb der das Kühlelement (2, 12) angeordnet ist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Isoliereinrichtung (11) ein Vakuumgefäß aufweist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Deckel (18) aufweist, der am Kanaleingang (4, 14) angeordnet ist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Ständer (19) aufweist, der bei Aufstellung der Kühlvorrichtung auf einer Tischplatte eine Positionierung des Kanalausgangs (5, 15) oberhalb eines auf dieser Tischplatte aufgestellten Glases ermöglicht.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ständer (19) teleskopierbare oder klappbare Füße (20, 21) aufweist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitskanal (3, 13) spiralförmig gebogen ist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitskanal (3, 13) innen eine im Querschnitt runde Oberfläche aufweist und an seiner Außenseite ebenfalls eine im Querschnitt runde Oberfläche oder Wärmetauscherrippen aufweist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitskanal (3, 13) einen Durchmesser von 7 bis 15 mm, vorzugsweise von 10 bis 12 mm aufweist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitskanal (3, 13) eine Länge von 0,5 bis 5 m, vorzugsweise von 1 bis 3 m aufweist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie so dimensioniert ist, dass eine im Flüssigkeitskanal (3, 13) fließende Flüssigkeit am Kanalausgang (5, 15) eine Temperatur von 5 °C bis 15 °C aufweist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie so dimensioniert ist, dass eine im Flüssigkeitskanal (3, 13) fließende Flüssigkeit um mehr als 5 K, vorzugsweise um mehr als 10 K und besonders bevorzugt um etwa 15 K abkühlt.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie so dimensioniert ist, dass eine im Flüssigkeitskanal (3, 13) fließende Flüssigkeit in 1 bis 6 s, vorzugsweise in 3 bis 5 s, und besonders bevorzugt in etwa 4 s vom Kanaleingang (4, 14) zum Kanalausgang (5, 15) fließt.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in dieser Zeit etwa 0,2 bis 0,5 l, vorzugsweise etwa 0,3 bis 0,4 1 durch den Flüssigkeitskanal (3, 13) fließen.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie so dimensioniert ist, dass eine im Flüssigkeitskanal (3, 13) fließende Flüssigkeit eine Durchflussgeschwindigkeit von 1 bis 5 l/min hat.
Verwendung einer Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zur Kühlung von Getränken.
Verwendung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (2, 12) auf maximal -25 °C abgekühlt wird.