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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen eines Kühlakkus sowie ein Freizeitfahrzeug mit mindestens einem thermisch isolierten Kompartiment.
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Im Stand der Technik sind Freizeitfahrzeuge bekannt, welche an einer vorgegebenen Stelle im Freizeitfahrzeug einen fest eingebauten Kühlschrank aufweisen. Für den Fall, dass zusätzlicher Kühlraum benötigt wird, so ist im Stand der Technik ebenfalls bekannt, mobile Kühltaschen oder Kühlboxen mitzuführen. Für diese Aggregate ist jedoch in der Regel kein spezieller Raum vorgesehen. Weiterhin ist die Effizienz dieser Aggregate nur bei Geräten mit aktiver Kühlung ausreichend.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, den Stand der Technik zu verbessern. Es ist insbesondere eine Aufgabe der Erfindung, ein Freizeitfahrzeug anzugeben, welches ein verbessertes Kühlkonzept aufweist. Das Freizeitfahrzeug soll zusätzlichen Kühlraum aufweisen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, die Effizienz der Kühlung in einem Freizeitfahrzeug zu steigern, so dass z.B. Energie eingespart werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, dass Kühlraum auch direkt von außerhalb des Fahrzeuges zugänglich ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Ladezeit und / oder den Energieaufwand, um einen Kühlakku zu laden, zu reduzieren.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Kühlen eines Kühlakkus mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Folgendes Begriffliche sei erläutert:
- Unter einem Kühlakku, welches auch Kühlelement genannt werden kann, wird ein insbesondere aus Kunststoff bestehendes Behältnis verstanden, in welchem sich eine Flüssigkeit befindet, welche bei Abkühlung einen Phasenwechsel ausführt, d.h. ein Latentwärmespeicher.
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Ein Latentwärmespeicher, auch Phasenwechsel- oder PCM-Speicher genannt, ist ein spezieller Typ von Wärmespeicher, der einen Großteil der ihm zugeführten thermischen Energie in Form von latenter Wärme, z.B. für einen Phasenwechsel von fest zu flüssig, speichert. Hierbei ist die gespeicherte Wärme verborgen (lateinisch latere, „verborgen sein“), vorhanden, solange die Phasenumwandlung nicht ganz abgeschlossen ist, wobei die Temperatur eines Stoffes trotz Wärmezufuhr nicht weiter ansteigt. Latentwärmespeicher können daher in einem kleinen Temperaturbereich rund um den Phasenwechsel sehr große Wärmemengen speichern und übertreffen dabei andere Wärmespeicher, die nur die sensible Wärme eines Stoffes nutzen, wie z.B. Heißwasserspeicher.
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Kühlakkus werden zum zeitweiligen Kühlen von Getränken, Medikamenten, Lebensmitteln oder anderen Dingen eingesetzt. Der Kühlakku wird hierzu zunächst in einem Kühlschrank oder in einer Tiefkühltruhe heruntergekühlt. Danach kann man ihn zusammen mit dem zu kühlenden Gut in eine Kühlbox oder Isolierverpackung legen.
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Unter einem Kühlelement wird vorliegend eine Vorrichtung verstanden, welche aktiv kühlbar oder gekühlt ist. Ein solches Kühlelement besteht bevorzugt aus Metall und wird bevorzugt mithilfe von Kühlmitteln wie zum Beispiel Ethylenglykol oder flüssigem Stickstoff gekühlt.
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Unter einer Presspassung versteht man eine Untermaßpassung, bei der ein Außenmaß des eingepassten Gegenstands, vorliegend des Kühlakkus, größer ist als ein vorgegebenes Abstandsmaß, vorliegend der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlelement. Hierbei erstreckt sich sowohl das Ausmaß des eingepassten Gegenstands als auch das vorgegebene Abstandsmaß entlang einer vorgegebenen Richtung. Bevorzugt erfolgt die Presspassung entlang einer ersten Richtung, welche vorliegend bevorzugt horizontal verläuft.
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Die Presspassung des Kühlakkus zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlelement kann von einem Benutzer hergestellt und wieder aufgelöst werden, zum Beispiel durch einen Knopfdruck oder ein Herunterdrücken eines Hebels. Insbesondere kann die Vorrichtung das Aussehen eines gewöhnlichen Toastgerätes haben. Hierbei ist es bevorzugt, dass ein quaderförmiger Kühlakku oder Kühlelement von oben in eine ebenfalls quaderförmige Aufnahme in der Vorrichtung gedrückt werden kann, wodurch eine Mechanik ausgelöst wird, welche bewirkt, dass zwei sich gegenüberliegende Wände der Aufnahme in der Vorrichtung entlang entgegengesetzten Richtungen auf zwei sich gegenüberliegende Wände des Kühlakkus gedrückt werden, wodurch die Presspassung des Kühlakkus hergestellt wird. Nach Kühlung des Kühlakkus kann zum Beispiel auf Knopfdruck die Presspassung des Kühlakkus wieder gelöst werden und der Kühlakku nach oben manuell aus der Vorrichtung entnommen werden.
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Der Kühlakku ist bevorzugt entlang einer zweiten Richtung in die Vorrichtung einführ- und entnehmbar, wobei die zweite Richtung senkrecht zur ersten Richtung ist. Die zweite Richtung ist bevorzugt vertikal.
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Der Kühlakku ist weiterhin bevorzugt entlang einer dritten Richtung, welche senkrecht zur ersten und zweiten Richtung ist, von einem dritten Kühlelement, welches mit dem ersten und/oder zweiten Kühlelement wärmeleitend verbindbar oder verbunden ist, umgeben. Die dritte Richtung verläuft bevorzugt horizontal.
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Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kühlen eines Kühlakkus mit vorteilhafterweise erreicht, dass ein Kühlakku innerhalb einer wesentlich kürzeren Zeitspanne als im Stand der Technik gekühlt werden kann. Dies wird durch eine sehr effektive Kühlleistung der Akkus erreicht, welche mithilfe der Presspassung und somit Formschluss zwischen den Kühlelementen und dem Kühlakku erreicht wird.
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Gemäß einer Ausführungsform weist der Kühlakku eine Plattenform auf, insbesondere ist er quaderförmig. Gemäß einer anderen Ausführungsform weist das erste Kühlelemente und/oder das zweite Kühlelement eine Plattenform auf. Besonders bevorzugt ist das erste Kühlelemente und/oder das zweite Kühlelement quaderförmig.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein wärmeleitendes Material und/oder ein Formschlussmaterial zwischen dem Kühlakku und dem ersten und/oder zweiten Kühlelement angeordnet. Ein Formschlussmaterial ist ein insbesondere verformbarer das Material, welches zwischen zwei Materialen angeordnet werden kann, um einen Formschluss zu erreichen. Bevorzugt ist das Formschlussmaterial ein wärmeleitendes Material.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist an einer Außenseite des ersten und/oder zweiten Kühlelementes jeweils eine Vakuumdämmplatte angeordnet. Bevorzugt weist die Vorrichtung ein drittes Kühlelement auf, welches bevorzugt eine Vakuumdämmplatte an einer Außenseite aufweisen kann.
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Eine Vakuumdämmplatte, welche auch Vacuum Insulated Panel oder Vakuum-Isolations-Paneel, kurz VIP genannt werden können, ist eine hocheffizientes Wärmedämmmaterial, welches das Prinzip der Vakuumwärmedämmung ausnutzt. Sie besteht im Allgemeinen aus einem porösen Kernmaterial, das unter anderem als Stützkörper für das in der Vakuumdämmplatte vorliegende Vakuum dient, und einer hochdichten Hülle, die einen Gaseintrag in die Dämmplatte verhindert. Mit Vakuumdämmplatten lassen sich Wärmeleitfähigkeiten von weniger als 0,004 W·m-1·K-1 realisieren. Somit kann eine Vakuumdämmplatte mit einer Dicke von 2 cm eine Styroporplatte mit einer Dicke von 20 cm ersetzen.
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Eine solche Vakuumdämmplatte verläuft bevorzugt entlang der ersten und/oder zweiten Richtung, insbesondere horizontal.
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Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Kühlakku einen Latentwärmespeicher auf oder besteht aus einem solchen.
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In einem weiteren Aspekt wird die Erfindung gelöst durch ein Freizeitfahrzeug mit mindestens einem thermisch isolierten Kompartiment, welches durch Anordnung eines gekühlten Kühlakkus in dem jeweiligen Kompartiment kühlbar ist. Bevorzugt weist das Freizeitfahrzeug mindestens zwei solcher Kompartimente auf. Noch weiter bevorzugt weist das Freizeitfahrzeug eine Vielzahl solcher Kompartimente auf.
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Unter einem Kompartiment wird vorliegend ein abgrenzbarer oder abgegrenzter Raum verstanden, welcher von seiner Umgebung durch eine Wand oder Wandung, welche einteilig oder mehrteilig sein kann, abgetrennt ist. Ein solches Kompartiment ist ein passives Kühlsystem, d. h. ein Kühlsystem, welches nicht aktiv durch ein Kühlaggregat gekühlt wird. Ein solches passives Kühlsystem zeichnet sich dadurch aus, dass er ist zum Beispiel durch die Verwendung von Vakuumpaneelen gegenüber der Umgebung äußerst gut thermisch isoliert ist. Eine Kühlung wird erreicht, indem gekühlte Elemente, zum Beispiel Kühlakkus, in das Kühlsystem gelegt werden.
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Durch das thermisch isolierte Kompartiment wird vorteilhafterweise erreicht, dass kein Kühlaggregat bzw. kein Kühlelement notwendig ist, um das Kompartiment zu kühlen. Ein weiterer Vorteil eines solchen Kompartiments ist, dass es prinzipiell an jeder Stelle des Freizeitfahrzeugs eingebaut werden kann. Dies würde ebenfalls, dass das Kompartiment eine beliebige Form und Größe aufweisen kann. Ferner kann hierdurch eine Vergrößerung des Kühlraums erreicht werden. Es ist weiterhin vorteilhaft, dass durch geschickte Anordnung des Kompartiments an einer Außenwand des Freizeitfahrzeugs, ein Kühlraum direkt von außerhalb des Fahrzeugs zugänglich ist. Durch eine effiziente Isolierungstechnik eines solchen Kompartiments ist es weiterhin möglich, Energie einzusparen.
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Hierdurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass das Freizeitfahrzeug zusätzlichen Kühlraum aufweist.
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Bevorzugt ist das mindestens eine Kompartiment im Inneren des Freizeitfahrzeugs an einem Ort angeordnet, welcher bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Freizeitfahrzeug ungenutzt ist. Der angegebene Ort ist demnach ein Ort, welcher bei einer gewöhnlichen Nutzung des Freizeitfahrzeuges frei ist und an dem zum Beispiel ein oben erwähntes Kompartiment angeordnet werden kann. Der beschriebene Ort ist sozusagen ein Ort, welcher ohne das Kompartiment als Stauraum verwendet werden könnte. Hierdurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass der Raum innerhalb des Freizeitfahrzeugs effizienter genutzt wird. Ein solches Kompartiment kann zum Beispiel unter dem Beifahrersitz, in einem Möbel, in Staufächern, z.B. direkt neben dem Eingang oder im Außenbereich installiert sein. Ferner kann ein solches Kompartiment in Fahrzeug schützen, von außen zugänglichen Stauräumen oder in der Heckgarage oder Garagenwanne angeordnet sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist zumindest ein Teil der Wandung, bevorzugt die ganze Wandung, des mindestens einen Kompartiments eine Vakuumdämmplatte auf. Hierdurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass das Kompartiment gegenüber der Umgebung eine gute thermische Isolation aufweist.
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Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das mindestens eine Kompartiment eine Vorrichtung zum Öffnen, insbesondere eine Klappe, auf. Hierdurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass das mindestens eine Kompartiment geöffnet und geschlossen werden kann.
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Die Vorrichtung zum Öffnen ist bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Freizeitfahrzeug bevorzugt an einer Oberseite oder an einer Seite des Kompartiments angeordnet. Hierdurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass das Kompartiment im Inneren des Freizeitfahrzeugs oder von außerhalb des Freizeitfahrzeugs gut zugänglich ist.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform sind die Kompartimente thermisch verbindbar. Hierunter kann zum Beispiel verstanden werden, dass zwei unterschiedliche Kompartimente durch ein thermisch isoliertes Rohr, durch welches Luft strömen kann. Jeder wird vorteilhafterweise erreicht, dass der Kühlraum im Inneren des Freizeitfahrzeugs vergrößert wird und dieser vergrößerte Kühlraum an einer einzigen Stelle mithilfe von einem oder mehreren Kühlakkus gekühlt werden kann.
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Gemäß noch einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform weist das Freizeitfahrzeug ferner die oben beschriebene Vorrichtung zum Kühlen eines Kühlakkus auf.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
- 1 zeigt eine schematische Schnittzeichnung einer Vorrichtung zum Kühlen eines Kühlakkus gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
- 2 zeigt eine dreidimensionale Ansicht einer Vorrichtung zum Kühlen von zwei Kühlakkus gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
- 3 zeigt eine Explosionszeichnung einer Presspassung eines Kühlakkus mit 2 Kühlelementen einer Vorrichtung Kühlen eines Kühlakkus gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
- 4 zeigt ein Freizeitfahrzeug 200 mit einem thermisch isolierten Kompartiment 210 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt eine Vorrichtung 100 zum Kühlen eines Kühlakkus 120, welche auch Superfroster genannt werden kann. Die Vorrichtung 100 weist ein erstes Kühlelement 122 und ein zweites Kühlelement 124 auf, welche aktiv gekühlt werden. Hierbei kann der Kühlakku 120 zwischen dem ersten Kühlelement 122 und dem zweiten Kühlelement 124 pressgepasst werden. Die Presspassung erfolgt hierbei entlang einer ersten Richtung 125, welche vom ersten Kühlelement 122 zum zweiten Kühlelement 124 verläuft. An einer Außenseite oder an den Außenseiten des ersten Kühlelementes 122 und des zweiten Kühlelementes 124 sind jeweils eine Vakuumdämmplatte 130 angeordnet. Die beiden Vakuumdämmplatten 130 können hierbei entlang der ersten Richtung 125 und/oder entlang einer zur ersten Richtung 125 senkrechten dritten Richtung 126 verlaufen. Sowohl die erste Richtung 125 als auch die dritte Richtung 126 verlaufen horizontal. Der Kühlakku 120 weist eine quaderförmige Plattenform auf. Das erste Kühlelement 122 und das zweite Kühlelement 124 weist ebenfalls eine quaderförmige Plattenform auf. Der Kühlakku 120 weist einen Latentwärmespeicher auf.
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2 zeigt die Vorrichtung 100 zum Kühlen von zwei Kühlakkus 120.
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Hierbei ist der erste Kühlakku 120 zwischen dem ersten Kühlelement 122 und dem zweiten Kühlelement 124 und der zweite Kühlakku 120 zwischen dem zweiten Kühlelement 124 und dem dritten Kühlelement 128 angeordnet. Das erste Kühlelement 122, das zweite Kühlelement 124 und das dritte Kühlelement 128 weisen jeweils eine quaderförmige Plattenform auf und verlaufen parallel zueinander. Das erste Kühlelement 122, das zweite Kühlelement 124 und das dritte Kühlelement 128 liegen in einer Ebene, welche von der dritten horizontalen Richtung 126 und einer zweiten vertikal Richtung 127 aufgespannt wird. Das dritte Kühlelement 128 ist mit dem ersten Kühlelement 122 und dem zweiten Kühlelement 124 wärmeleitend verbunden. Das erste, zweite und dritte Kühlelement 122, 124, 128 sind jeweils an den beiden Enden durch weitere Kühlelemente miteinander verbunden. Bevorzugt bilden das erste, zweite und dritte Kühlelement 122, 124, 128 und die weiteren Kühlelemente eine einstückige, gut wärmeleitende Einheit.
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Die Vorrichtung 100 hat die Form eines gewöhnlichen Toasters. Hierbei können wahlweise ein oder zwei Kühlakkus 120 in der Vorrichtung 100 angeordnet werden und auf Knopfdruck zwischen den jeweiligen Kühlelementen pressgepasst oder eingeklemmt werden. Gleichzählig zum Knopfdruck werden die jeweiligen Kühlakkus 120 in die Vorrichtung 100 nach unten herabgesenkt und gleichzeitig eingeklemmt. In 2 ist zu sehen, dass der Kühlakku 120 entlang einer zweiten vertikalen Richtung 127 in die Vorrichtung 100 einführ- und entnehmbar ist, wobei die zweite Richtung 127 sowohl senkrecht zur ersten Richtung 125 als auch senkrecht zur dritten Richtung 126 ist.
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In 3 ist eine Explosionszeichnung einer Verbindung des Kühlakkus 120 mit dem ersten Kühlelement 122 und dem zweiten Kühlelement 124 abgebildet. Hierbei ist zu erkennen, dass sowohl zwischen dem ersten Kühlelement 122 und am ersten Außenfläche des Kühlakkus 120 als auch zwischen dem zweiten Kühlelement 124 und einer zweiten Außenfläche des Kühlakkus 120 jeweils ein wärmeleitendes Material 132 angeordnet ist, welches ferner einem Formschluss zwischen der jeweiligen Außenfläche des Kühlakkus 120 und dem ersten Kühlelement 122 oder dem zweiten Kühlelement 124 bewirkt.
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In 4 ist ein Freizeitfahrzeug 200 mit einem thermisch isolierten Kompartiment 210 abgebildet, welches auf einer Garagenwanne angeordnet sein kann. Das Kompartiment 210 kann durch Anordnung eines gekühlten Kühlakkus 120 in dem Kompartiment 210 gekühlt werden.
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Das Kompartiment 210 ist im Inneren des Freizeitfahrzeuges 200 an einem Ort angeordnet, welcher bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Freizeitfahrzeug 200 ungenutzt ist und z.B. ansonsten als Stauraum verwendet werden könnte.
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Die komplette Wandung des Kompartiments 210 besteht auf einer Vakuumdämmplatte 130. Das Kompartiment 210 weist eine Klappe 212 zum Öffnen und Schließen des Kompartiments 210 auf. Die Klappe 212 ist in einer Außenwand 202 des Freizeitfahrzeug 210 angeordnet.
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Im Inneren des Freizeitfahrzeugs 200 befinden sich weitere nicht abgebildete Kompartimente 210, welche mit dem abgebildeten Kompartiment 210 thermisch verbindbar sind.
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Das Freizeitfahrzeug 200 weist ferner eine Vorrichtung 100 zum Kühlen von Kühlakkus 120 auf.