DE1551368A1

DE1551368A1 - Kaelteakkumulatoren,insbesondere fuer Tiefkuehlgeraete

Info

Publication number: DE1551368A1
Application number: DE19671551368
Authority: DE
Inventors: Walter Holzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-01-12
Filing date: 1967-01-12
Publication date: 1970-07-23

Description

Kälteakkumulatoren, insbesondere -für Tiefkühlgeräte Bei Tiefkühlgeräten besteht das Problem, auch bei Störungen, wie z. B. Stromausfall, die Temperatur auf längere Zeit unter einer bestimmten "Gefahrentemperatur" zu halten, oberhalb welcher die Lebensmittel anfangen zu verderben. Je nach Art der Lebensmittel liegt diese Temperatur bei etwa -14 bis -180C.
Eine weitere, bislang bei Haushaltgeräten nur unzureichend gelöste Aufgabe besteht darin, Lebensmittel einzufrieren. Meist reicht die Kühlleistung aus, um tiefe Temperaturen bis -30o zu erreichen und zu halten, wenn bereits tiefgekühlte Ware eingelagert wird. Das Einfrieren von frischem Fleisch oder anderen Lebensmitteln mit hohem Wasser-Behalt erfordert jedoch viel höhere Kälteleistungen. Bekanntlich genügt 1 Kilokalorie, um 1 kg Wasser um loC zu erwärmen bzw. abzukühlen. Jedoch sind ,etwa 80 Kalorien erforderlich, um 1 kg Wasser von 00C in 1 kg Eis von- 00C umzuwandeln.
Da aber aus Gründen der besseren Erhaltung der tiefgekühlten Lebensmittel gerade der Bereich zwischen 1oC und etwa -5o C möglichst schnell durchschritten werden soll, reicht bei den meisten Anlagen die Kühlleistung nicht aus, um ein einwandfreies Einfrieren zu gewährleisten. Zu langsames Einfrieren führt zur Bildung -von zu großen Eiskristallen innerhalb der Lebensmittelzellen, die Zellen werden gesprengt und geschmacklich und konservierungsmäßig entstehen Nachteile. - Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, im Kühlraum Kälteakkumulatoren anzuordnen, die mit einem Speichermedium gefüllt sind, das im Bereich der Arbeitstemperaturen der Geräte seinen Aggregatzustand ändert.
Die Anderung des Aggregatzustandes ist immer mit einem . großen Wärmeumsatz in Form von Schmelzwärme bzw. Verdampfungswärme verbunden.
Wählt man z. B. als Speichermedium ein Wasser-Alkohol-Gemisch mit etwa 30 °)6 Alkohol, so besitzt dieses Gemisch einen Gefrierpunkt von etwa -20o C. Ein mit diesem Gemisch gefüllter Behälter (Kälteakkumulator) der im Kühlraum eines Tiefkühlgerätes angeordnet ist, verbessert dieses Gerät wesentlich.
Zunächst bedarf es nur einer verhältnismäßig geringen Kältemenge (etwa 1 kgcal je 1 0 C), um das Speichermedium auf -20o C abzukühlen. Ohne weitere Temperatursenkung können jedoch je kg Speichermedium, entsprechend der Schmelzwärme des Gemischas, ein Vielfaches an Kaloriengespeichert werden. Erst nach vollständigem Frieren des Speichermediums erfolgt ein weiteres Absinken der Temperatur bei geringem Kälteaufwand.
Die Kältespeicherung bei gleichbleibender Temperatur hat vor allem den Vorteil, daß trotz großer gespeicherter Kälte die Verluste durch Abstrahlung und Ableitung nicht ansteigen. Die einzige Möglichkeit, eine gewisse Kältereserve für den Störungsfall zu speichern, bestand bisher darin, das Kühlgut auf sehr tiefe Temperaturen zu unterkühlen. Diese Unterkühlung ist für die Konservierung nicht von Vorteil, bringt jedoch große Probleme in bezug auf Wärmeisolierung und verschlechtert den Wirkungsgrad der Anlage.
Um den Wärmeaustausch der Kälteakkumulatoren zu begünstigen, werden sie zweckmäßig in der Nähe des Verdampfers angeordnet.
Aus konstruktiven Gründen ist es vorteilhaft, die Kälteakkumulatoren mit dem Verdampfer oder Teilen davon als Einheit auszubilden. Das gilt besonders dann, wenn die Kälteakkumulatoren ein besonderes Fach zum Einfrieren umschließen.
Da gerade zum Einfrieren von frischen Lebensmitteln in kurzer Zeit eine große Kältemenge erforderlich ist, kann diese den Kälteakkumulatoren entnommen werden, ohne daß sich die Temperatur des gesamten Kühlraumes wesentlich ändert.
Eine besonders einfache Art der Ausbildung der Kälteakkumulatore in Form von Blöcken, Rollen oder ähnlichen losen Teilen, die nach Belieben um oder zwischen das Kühlgut gelagert werden, gestattet auch die Verbesserung vorhandener Tiefkühlgeräte.
Die Verwendung von elastischem Plastikmaterial für die Behälter des Speichermediums ist in Anbetracht der verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten vorteilhaft.
Die Oberfläche der Kälteakkumulatoren insbesondere, wenn sie zwischen das Kühlgut gelagert werden, besteht vorteilhafterweise aus Teflon oder einer ähnlichen Beschichtung, die das Zusammenfrieren mit dem Kühlgut verhindert. Da während des Speicherns der Kälte im Kälteakkumulator die Temperatur nicht absinkt, aber nach vollständigem Einfrieren des Speichermediums das weitere Absinken der Temperatur deutlich erkennbar ist, ergibt sich daraus ein zuverlässiger Meßwert, ob der Speicher mit Kälte voll aufgeladen ist.
Mit zusätzlichen Temperaturfühlern kann dieser Zustand einfach gemessen werden. Eine Signalvorrichtung z. B. eine Anzeigelampe ist zweckmäßig, die anzeigt, ob der Speicher voll aufgeladen ist. Diese Anzeige sichert, daß z. B. die Anlage zum Einfrieren von frischer Ware bereit ist.
Eine weitere Möglichkeit der Ausbildung des Kälteakkumulators besteht darin, daß die Wände des Kühlraums Hohlräume aufweisen, in denn sich Speichermedium befindet. Die zusätzliche Kapazität; welche Kälte speichert, kann also sowohl ortsveränderlich in der Nähe des tief zu kühlendes Gutes angeordnet sein, sie kann aber auch fest im Tiefkühlschrank vorhanden sein, z. B. durch hohle Wände, die mit dem Kühlmedium gefüllt sind. Diese Anordnung vermeidet, das Transportieren von Körpern z. B. Plastiksäcken, die mit dem Speichermedium gefüllt sind. Das Speichermedium ist schon vor'gGnden und die Aufladung dieser Kapazitäten erfolgt zwangsläufig während der ganzen Betriebszeit, während die Entladung kurzzeitig in Form eines Kälteschockes auf das tief zu kühlende Gut erfolgt, wenn dieses tief zu kühlende Gut nach dem Einbringen so viel Wärme abgibt, daß es die normale Leistung des Tiefkühlaggregates in kurzer Zeit nicht bewältigen könnte.
Es ist weiterhin möglich, daß die Wände des Kühlraumes sowöhl das Speichermedium als auch das Kühlmedium z. B. in Rohrleitungen aufnehmen.
Bei dieser Ausführung kann der bessere Wärmeentzug aus dem Speichermedium , z. B. durch Rohrleitungen erfolgen, die im Speichermedium verlaufen d. h. sich in den Hohlräumen der Wände des Kühlraums befinden und mit dem Verdampfer in Verbindung stehen. Es ist selbstverständlich auch möglich, daß sowohl das Speichermedium als auch das Kühlmedium in Rohrleitungen oder in anderen zweckentsprechend geformten Gefäßen untergebracht ist und die Rohrleitungen bzw. Behälter so ausgebildet werden, daß ein guter Wärmeübergang im negativen Sinne zu dem tief zu kühlenden Gut vorhanden ist.
Obwohl die Beispiele für Schmelzwärme beschrieben sind, ergeben sich gleiche Resultate für den Bereich der Verdampfungswärme.
Selbstverständlich ist die erfindungsgemäße Anwendung der Kälteakkumulatoren nicht auf Tiefkühlgeräte beschränkt, sondern sie können überall dort eingesetzt werden, wo Kälfe über längere Zeit gespeichert und in einem gegebenen Zeitraum abgegeben werden soll.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Verbesserung von Tiefkühlgeräten , dadurch gekennzeichnet, d.aßimKühlraum Kälteakkumulatoren vorhanden sind, die mit einem Speichermedium gefüllt sind, das im Bereich der Arbeitstemperaturen der Geräte seinen-Aggregatzustand ändert.
2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daßdieKälteakkumulatoren in der Nähe des Verdampfers angeordnet sind.
3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzei chnet, daßdieKälteakkumulatoren mit dem Verdampfer oder Teilen davon eine Einheit bilden.
4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daßdieWände des Kühlraumes Hohlräume aufweisen, in denen sich Speichermedium befindet.
5. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daßdieWändedes Kühlraumes sowohl das Speichermedium als auch das Kühlmedium z. B. in Rohrleitungen aufnehmen.
6. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daßdieKälteakkumulatoren ein besonderes Fach zum Einfrieren umschließen.
7. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daßdieKälteakkumulatoren die Form von losen Teilen (Blöcken, Rollen oder ähnlich) haben, die nach Belieben um oder zwischen das Kühlgut gelagert werden. B.
Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens'nach einem der Ansprüche Ibis 3, 6bis7, dadurch gekennz e i c h n e t , daß die Kälteakkumulatoren aus Plastikmaterial bestehen.
9. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1bis8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Kälteakkumulatoren aus Teflon oder einem anderen das Festfrieren des Kühlgutes verhindernden Material besteht.
10. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüchelbis9,dadurch gekennzeichn e t , daß mindestens ein. zusätzlicher Temperaturfühler vorhanden ist, der die Temperatur im Bereich der Kälteakkumulatoren überwacht.
11. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1bis10, dadurch gekennzeichnet, daßeine Signalvorrichtung vorhanden ist, .die anzeigt, ob der Kälteakkumulator voll aufgeladen ist.