DE1601018B2 - Kühlanordnung - Google Patents

Description

Eine Kühlanordnung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art ist aus der US-PS 29 229 bekannt. Bei dieser Ausführungsform sind die Rippenstreifen als sich über die ganze Höhe des Luftführungskanals erstreckende, sämtlichen Rohrabschnitten der vorkühlenden Rohrschlange gemeinsame Platten ausgebildet und jeweils in einander parallelen Ebenen angeordnet. Dies hat zunächst einmal den Nachteil, daß die zu kühlende Luft durch die Zwischenräume zwischen den Ebenen praktisch ungehindert hindurchströmen kann und der Wirkungsgrad der vorkühlenden Rohrschlange somit nicht allzu hoch ist. Ein etwaiger Eisansatz breitet sich wegen der Verbindung aller Rohrabschnitte durch gemeinsame Platten über deren gesamte Oberfläche aus und reduziert den Wärmeübergang auf der gesamten Oberfläche. Wenn sich die vorkühlende Rohrschlange infolge Eisansatzes zusetzt, wird der Luftstrom behindert und schaltet die Abtauautomatik ein, sowohl die Kälte erzeugende Rohrschlange noch keine sehr dicke Eisschicht trägt und weiterbetrieben werden könnte.

Auf diese Weise werden die Abtauintervalle unwirtschaftlich kurz.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Abtauintervalle bei einer dem Oberbegriff entsprechenden Kühlanordnung zu vergrößern.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.

Dadurch, daß die Rippenstreifen der vorkühlenden Rohrschlange jeweils nur mit einem Satz von Rohrabschnitten wärmeleitende Verbindung aufweisen, greift der Eisansatz, der bei den ersten Rohrabschnitten besonders stark ausgeprägt ist, nicht auf die nachfolgenden Rohrschlangen über, so daß diese und deren Rippenstreifen in ihrer Wirksamkeit länger erhalten bleiben. Durch die Versetzung der Rippenstreifen der aufeinanderfolgenden Rohrabschnitte der vorkühlenden Rohrschlange werden dem Luftstrom zusätzliche Kühlflächen in dem sonst freien Durchgangsquerschnitt zwischen den Rippenstreifen angeboten, wobei der Durchgangsquerschnitt weniger verringert wird, als wenn einfach die Rippenstreifen ein- und desselben Satzes von Rohrabschnitten enger gesetzt würden. Die Belastung einer Möglichkeit des Vorbeiströmens der Luft an der mit Eis zugesetzten vorkühlenden Rohrschlange ermöglicht die Fortsetzung des Betriebes der Gesamtanordnung, bis auch die kälteerzeugende Rohrschlange zugesetzt ist.

Das Merkmal, daß jeder Rippenstreifen jeweils mit nur je einem Satz von Rohrabschnitten wärmeleitende Verbindung hat und die Rippenstreifen eines Satzes von denen des benachbarten Satzes in Richtung des Luftstromes Abstand aufweisen sowie gegenüber denen des benachbarten Satzes seitlich versetzt sind, geht für sich genommen aus der US-PS 22 04 613 hervor, die allerdings ebenso wenig wie die US-PS 29 29 229 Maßnahmen zur Verlängerung der Abtauintervalle bei einer Kühlanordnung der dem Oberbegriff entsprechenden Art erkennen läßt.
Aus der US-PS 30 63 253 ist eine Kühlanordnung der dem Oberbegriff entsprechenden Art bekannt, bei der der Luftführungskanal doppelt ausgeführt und die vorkühlende Rohrschlange nur in einem Teil dieses Kanals angeordnet ist. Diese Ausführungsform ist nicht vorteilhaft, weil auf diese Weise die Kälte erzeugende Rohrschlange immer auch nicht vorgekühlte und nicht von Feuchtigkeit befreite Luft erhält und auf diese Weise zu schnell vereist.

Die Ansprüche 2 und 3 geben Ausgestaltungen der Erfindung an, mit deren Hilfe die Wirksamkeit der Kühlanordnung noch gesteigert werden kann.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

F i g. 1 ist ein Senkrechtschnitt durch das Unterteil eines Kühlgehäuses, an dem die Erfindung vorgesehen

F i g. 2 ist eine teilweise Ansicht einer vorkühlenden Rohrschlange, wie sie in dem Gehäuse nach F i g. 1 Verwendung findet.

F i g. 3 ist ein Senkrechtschnitt durch die Rohrschlange nach der Linie 3-3 in F i g. 2.

Fig.4 ist ein Querschnitt durch die Rohrschlange nach der Linie 4-4 in F i g. 2.

Fig.5 ist ein teilweiser Längsschnitt durch das Gehäuse nach der Linie 5-5 in F i g. 1, der einen Teil der Rohrschlange in Vorderansicht zeigt.

Fig.6 ist eine teilweise Vorderansicht der kälteerzeugenden Rohrschlangen, gesehen, wie durch 6-6 in F i g. 1 angedeutet.

Das in F i g. 1 der Zeichnung dargestellte Kühlgehäuse ist als Ganzes mit 10 bezeichnet. Es umfaßt wärmeisolierende Vorder- und Rückwände 11 und 12, die durch einen isolierenden Boden 13 verbunden sind, wobei diese Wände und der Boden sich zwischen Seitenwänden erstrecken, von denen eine in F i g. 5 mit 14 bezeichnet ist und die ebenfalls wärmeisolierend sind. Der durch die Wände und den Boden gegebene Gehäusekörper kann in irgendeiner geeigneten Weise auf einem Untersatz 15 ruhen.

Im Gehäusekörper ist ein Aufbewahrungsraum für die Waren vorgesehen, der sich zwischen den Seitenwänden 14 des Gehäuses 10 erstreckt und durch eine Vorderplatte 16, eine Rückplatte 17 und eine Bodenplatte 18 begrenzt ist, die aus geeignetem Tafelmaterial bestehen. Die Frontplatte 16, die Bodenplatte 18 und die Rückplatte 17 weisen von der Vorderwand 11, dem Boden 13 bzw. der Rückwand 12 des Gehäuses Abstand auf und bilden einen Luftführungskanal, der als Ganzes mit 19 bezeichnet ist. Durch diesen Kanal hindurch wird durch ein Gebläse 20 Luft umgewälzt. Das Gebläse 20 wird durch einen Elektromotor 21 angetrieben und ist in geeigneter Weise in einer öffnung in der Gebläseplatte 22 angebracht, die sich quer durch den Kanal 19 erstreckt. Das Gebläse 20 saugt Luft durch eine vorzugsweise vergitterte öffnung 23 zwischen den Oberseiten der Vorderwand 11 in der Vorderplatte 16, die dann in dem vorderen senkrechten Teil des Kanals nach unten geleitet, unter der Bodenplatte 18 des Warenraums entlang und nach oben in den rückwärtigen Teil des Kanals zwischen der Rückplatte und der Rückwand 12 weitergeleitet wird. Aus dem rückwärtigen Kanalteil wird die Luft durch ■ irgendwelche geeigneten Auslässe zum Kühlen des Warenraums und seines Inhaltes herausgelassen, worauf sie durch die Einlaßöffnung 23 wieder in den Kanal 19 eintritt, um den Kreislauf erneut zu beginnen.

In dem stromaufwärts vor dem Gebläse 20 gelegenen Teil des Kanals 19 ist eine als Ganzes mit 25 bezeichnete vorkühlende bzw. eisansammelnde Rohrschlange angebracht. Die Rohrschlange 25 umfaßt eine geeignete Anzahl von Rohrabschnitten 26 in zwei Gruppen, die jeweils aus einem Paar von Sätzen bestehen, wobei das gezeigte Ausführungsbeispiel vier Rohrabschnitte pro Satz umfaßt, die in einer im wesentlichen vertikalen Ebene übereinander angebracht sind. Die Rohrabschnitte 26 eines jeden Satzes sind gegenüber denjenigen des anderen Satzes der betreffenden Gruppe vertikal versetzt, wie aus den F i g. 1 und 3 bis 5 hervorgeht. Die Kopfplatten 27, die entgegengesetzt gerichtete obere und untere Befestigungsflansche aufweisen können, halten die Rohrabschnitte 26. Die Krümmer 28 an den gegenüberliegenden Enden der Schlange verbinden einen Rohrabschnitt eines Satzes mit einem Rohrabschnitt des anderen Satzes einer Gruppe und bilden so einen zusammenhängenden Strömungsweg für ein Kältemittel durch beide Gruppen von Rohrabschnitten 26 und Krümmern 28. Ein Rohrabschnitt an einem Ende jeder Gruppe weist einen passenden Anschluß für die Kältemittelzuleitung 29 auf, die beiden Gruppen gemeinsam ist und ein Rohrabschnitt der anderen Gruppe am anderen Ende ist mit einer gemeinsamen Kältemittelrückleitung 30 verbunden.

Das Kältemittel wird wie in handelsüblichen bekannten Ausführungen von einer geeigneten Quelle durch die Zuführungsleitung 29 zugeführt und nach der die Kühlung bewirkenden Expansion und Verdampfung in der Rohrschlange 25 durch die Leitung 30 zurückgeführt. Das Kältemittel wird sodann durch nicht gezeigte, bekannte Vorrichtungen komprimiert und kondensiert, um dann, wie gewünscht, erneut der Schlange 25 zugeführt zu werden. Im vorliegenden Fall liegen die Rohrabschnitte 26 quer zum Luftführungskanal 19 in horizontaler Richtung, wobei benachbarte Gruppen von Rohrabschnitten 26 in Richtung der Luftströmung Abstand voneinander aufweisen.

Auf den Rohrabschnitten 26 jedes Satzes sind

ίο mehrere Rippenstreifen 31 befestigt, die längliche Gestalt aufweisen und relativ dicht beieinander angeordnet sind, wie am besten aus den F i g. 3 und 4 zu ersehen ist. Zwischen den Rippenstreifen 31 der einzelnen Sätze von Rohrabschnitten 26 besteht in Richtung der Luftströmung ein merklicher Abstand. Wie am besten aus den F i g. 2 und 5 hervorgeht, sind die Rippenstreifen 31 des einen Satzes seitlich bzw. längs der Rohrabschnitte 26 gegenüber den Rippenstreifen der benachbarten Gruppe versetzt Die Rippenstreifen 31 der verschiedenen Sätze sind ferner abwechselnd senkrecht gegeneinander versetzt, wie in F i g. 4 und 5 gezeigt ist. An einer oder mehreren Stellen längs der Rohrschlange 25 sind Querplatten 32 an den vier Gruppen von Rohrabschnitten 26 in einer Ebene quer zur Rohrschlange befestigt, die an ihren oberen und unteren Enden Flansche aufweisen können und vorzugsweise ebenso breit wie die Rippenstreifen 31, jedoch höher bzw. länger sind. Diese Querplatten ersetzen Rippenstreifen 31 in zwei Sätzen und sind zwischen den Rippenstreifen der anderen beiden Sätze angeordnet. An den oberen und unteren Enden sind Verbindungsstücke 33, hier als Winkelstücke dargestellt, angeschraubt oder anderweitig befestigt. Diese Anordnung, die am besten aus den F i g. 2,3 und 5 hervorgeht, gewährleistet, daß die Rohrabschnitte 26 über ihre ganze Länge in dem gewünschten Abstand und in ihrer versetzten Lage gehalten werden und gibt der Kühlschlangenanordnung Halt.

Die vorkühlende Rohrschlange 25 ist so bemessen und im Innern des Luftführungskanals 19 so angeordnet, insbesondere, was die Lage ihres horizontalen Teils unterhalb der Bodenplatte 18 des Warenraums betrifft, daß Platz belassen wird und Luft um die Rohrschlange 25 herumströmen kann und nicht zwangsläufig darüber oder durch sie hindurch muß. Im vorliegenden Fall ist die Rohrschlange 25 in dem Luftführungskanal 19 so montiert, daß sie von wenigstens einer der Wandungen 14 Abstand aufweist, wie aus F i g. 5 hervorgeht. Wenn sie zu vereisen beginnt, neigt sie dazu, den Durchtritt

so von Luft durch sie hindurch zu blockieren, und es kann sich schließlich genügend Eis ansammeln, daß die vereiste Rohrschlange 25 ein kompaktes Hindernis für die Luftströmung bildet. Die Rohrschlange 25 kann in dem Luftführungskanal 19 in jeder geeigneten Weise

5·' befestigt sein, z. B. durch Befestigung der unteren Flansche der Endplatten 27 und der unteren Verbindungsstücke 33 auf dem Boden 13 des Gehäuses durch geeignete Mittel. Die oberen Flansche der Kopfstücke und die oberen Verbindungsstücke 33 können gewünschtenfalls zum Tragen der Bodenplatte 18 des Warenraumes, wie in F i g. 1 und 5 gezeigt, herangezogen werden.

Stromaufwärts der Kühlschlange 25 sind mehrere Haltebügel 34 angebracht, die Heizelemente 35 einer elektrischen Widerstandsheizung in Form eines oder mehrerer Drähte oder Stäbe aufnehmen, die sich längs der Kühlschlange 25 erstrecken. Die Heizung 35 ist von bekannter Bauart und kann nach Anschluß an eine

16 Ol

geeignete Spannungsquelle in vorbestimmter Weise betrieben werden.

In dem rückwärtigen senkrechten Teil des Luftführungskanals 19, stromabwärts der vorkühlenden Rohrschlange 25 und des Ventilators 20 ist mindestens eine kälteerzeugende Rohrschlange 36 vorgesehen, wobei in F i g. 1 zwei derartiger Schlangen dargestellt sind. Sie sind so angebracht, daß durch den Einlaß 23 von dem Ventilator 20 eingesaugte Luft durch sie hindurchströmt. Die kälteerzeugenden Rohrschlangen 36 sind von bekannter Bauart und umfassen auf Kopfplatten 38 befestigte Rohrabschnitte 37, die allen Rohrabschnitten gemeinsame und längs derselben verteilte Rippen 39 tragen. Die kälteerzeugenden Rohrschlangen 36 können den überwiegenden Anteil der Kühlleistung des Gehäuses 10 leisten, während die vorkühlende Rohrschlange 25 den Rest beiträgt. Die Enteisung wird in Abhängigkeit der Vereisung der kälteerzeugenden Rohrschlangen 36 durch irgendeine der für diesen Zweck bekannten Vorrichtungen gesteuert. Es kann jedoch alternativ das Abtauen auch durch einen Zeitgeber in Gang gesetzt werden, der aufgrund der Kenntnis der in einer bestimmten Zeit je nach einer gegebenen Eisansammlung erforderlichen Abtauvorgänge eingestellt ist, wobei die Einstellung auf Versuchs- oder Erfahrungswerten beruht. Die Rohrschlangen 36 können aus derselben Quelle mit Kältemitteln versehen werden wie die Schlange 25.

Die Anordnung der kälteerzeugenden Rohrschlangen 36 ist vorzugsweise so, daß jede stromabwärts gelegene Schlange von der ersten oder am weitesten stromaufwärts gelegenen Rohrschlange 36 an, eine zunehmend größere Rippendichte aufweist, wie aus F i g. 6 hervorgeht. Wenn z. B. die am weitesten stromaufwärts gelegene Rohrschlange 36 einen Rippenabstand von 18 mm aufweist, könnte die stromabwärts folgende 12 mm voneinander entfernte Rippen haben, die dritte 8 mm usw., innerhalb der praktisch durchführbaren Grenzen. Da die Luft beim Durchströmen der aufeinanderfolgenden Rohrschlangen 36 zunehmend trockener wird, lagert sie immer weniger Eis auf den Rohrschlangen ab, wenn sie darüber streicht. Die zunehmend dichtere Anordnung der Rippen erlaubt den Einsatz von mehr Rippen und verbessert so die Kühlwirkung, indem sie ein Maximum an Wärmeübergangsfläche an den Rohrschlangen innerhalb eines bestimmten Volumens bietet, ohne daß das Zuwachsen und Verstopfen der Zwischenräume durch Eis beschleunigt wird.

In der Rohrschlange 25 sind die Rippenstreifen 31 jedes Satzes von Rohrabschnitten 26 gleich weit voneinander entfernt, wobei diese Entfernung bedeutend größer ist als der Abstand der Rippen 39 der kälteerzeugenden Rohrschlangen 36, beispielsweise doppelt so groß. Es werden weniger Rippenstreifen verwendet und auf diese Weise die Kühlleistung der Rohrschlange 25 herabgesetzt, da die Wärmeübergangsfläche geringer als sonst ist. Doch ist die Rohrschlange 25 in erster Linie eine eisansammelnde und entfeuchtende Rohrschlange und nicht eine kälteerzeugende Rohrschlange. Die kälteerzeugenden Rohrschlangen 36 werden zur Erzeugung des größeren Anteils der Kühlleistung im Gehäuse herangezogen, wie schon erwähnt. In einem besonderen Ausführungsbeispiel ist der Abstand der Rippenstreifen 32 der Rohrschlange 25 36 mm, im Vergleich zu den 18 mm für die Rippen 39 der am weitesten stromaufwärts gelegenen kälteerzeugenden Rohrschlange 36.

Der große Abstand der Rippenstreifen 31 der Rohrschlange 25 gestattet die Ansammlung einer bedeutenden Eisablagerung, ohne daß der Zwischenraum zwischen den Rippenstreifen 31 überbrückt würde und zusammenwächst. Die seitlich versetzte Anordnung der Rippenstreifen 31 eines Satzes von Rohrabschnitten 26 gegenüber denen des benachbarten Satzes und die Vorsehung relativ schmaler Rippenstreifen 31, die nur mit einem senkrechten Satz der Rohrabschnitte 26 in Berührung stehen, anstatt allen Rohrabschnitten der Rohrschlange gemeinsam zu sein, bietet eine größtmögliche Zahl von in den Luftstrom vorstehenden Rippenkanten. Das Eis bildet sich etwa in tropfenförmiger oder stromlinienförmiger Gestalt auf den Rippen der Kühlschlange, wobei auf der stromaufwärts gelegenen Kante sich eine größere Eismenge bildet als auf der stromabwärts gelegenen Kante, so daß es vorteilhaft ist, so viele Rippenstreifen wie möglich ohne zu dichten Abstand vorzusehen. Die Vorsehung eines Abstandes in Richtung des Luftstromes für die Rippenstreifen der verschiedenen Sätze von Rohrabschnitten 26, so daß die rückwärts gelegenen Kanten jeder Rippengruppe mit Abstand vor den stromaufwärts gelegenen Kanten der stromabwärts gelegenen Rippengruppe liegt, gestattet eine Eisansammlung auf den stromaufwärts gelegenen Rippenkanten, ohne daß sich Brücken zu den stromabwärts gelegenen Kanten der stromaufwärts gelegenen Rippenstreifen bilden, besonders auch deswegen, weil die Rippensätze abwechselnd seitlich versetzt sind. Die senkrechte Versetzung der Rippenstreifensätze trägt ebenfalls zur Vergrößerung des Eisvolumens bei, das auf der Kühlschlange 25 abgelagert werden kann, da die Rippenstreifen 31 von zwei der Sätze zum Teil über die der anderen Sätze hervorstehen, so daß die Luft direkt darauf auftreffen kann, ohne durch andere Rippen gestört zu werden oder mit ihnen in Kontakt zu kommen. Die überstehenden Rippenteile haben ein Maximum an Platz zum Ansammeln von Eis. So kann eine größtmögliche Eismenge auf diesen überstehenden Rippenteilen angesammelt werden. Ersichtlich kann ein ähnliches Ergebnis durch die unteren Teile der anderen Sätze herbeigeführt werden. Die abwechselnde senkrechte Versetzung der Rohrabschnitte 26 der aufeinanderfolgenden Gruppen führt zu einem Richtungswechsel der Luft, zu einem verbesserten Kontakt und somit zu einer größeren Feuchtigkeitslagerung.

Der Abstand der vorkühlenden Rohrschlange 25 von den inneren Wandungen des Luftführungskanals 19 gewährleistet, daß die Luft ordnungsgemäß umgewälzt wird und die notwendige Geschwindigkeit behält, um das Kühlgehäuse und seinen Inhalt auch während einer zusätzlichen Zeit nach Erreichung der maximalen Eisablage auf der vorkühlenderi Rohrschlange 25 auf der gewünschten Temperatur zu halten. Diese zusätzliche Zeit hängt davon ab, wie lange durch die kälteerzeugenden Rohrschlangen 36 hindurchzuströmende, nicht mehr durch die vorkühlende Rohrschlange 25 entfeuchtete Luft benötigt, um eine solche Eisablagerung auf den kälteerzeugenden Rohrschlangen 36 herbeizuführen, die zu einer Verminderung der Luftumwälzung bis zu einem Punkt führt, bei dem die Kühltemperatur nicht mehr aufrechterhalten werden kann. In diesem oder vor diesem Punkt wird das Abtauen in irgendeiner bekannten Weise durch Schließen des Stromkreislaufs durch die Heizung 35 herbeigeführt, so daß die durch das Gehäuse umgewälzte Luft erwärmt wird und das Eis von den Rohrschlan-

gen 25 und 36 abschmilzt. Nach Beendigung des Abtauens wird das Kühlen wieder aufgenommen.

Die vorkühlende Rohrschlange 25 ist stromaufwärts der kälteerzeugenden Rohrschlangen 36 in dem Weg der Luftströmung angeordnet. Sie ist darauf angelegt, Eis anzusammeln und so die Eisablagerung auf den ersten kälteerzeugenden Rohrschlangen 36 zu verzögern oder weitgehend zu verhindern. Gleichzeitig ist sie so bemessen und angeordnet, daß Luft in dem Luftführungskanal 19 darum herumströmen kann, wenn sie .durch Eis zugewachsen oder verstopft ist, damit die

Kühlwirkung erhalten bleibt. Indem das Abtauen in Abhängigkeit vom Vereisungszustand der kälteerzeugenden Rohrschlangen 36 vorgesehen wird, verringert sich die Zahl und Häufigkeit der Abtauvorgänge bedeutend, die zur Aufrechterhaltung einer wirksamen Kühlung in dem Gehäuse erforderlich ist. Der Zustand und das Aussehen der Waren in dem Gehäuse wird nicht nachteilig beeinflußt. Des weiteren wird eine Wirtschaftlichkeit des Betriebs erreicht, die sonst nicht möglich wäre.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

909 518/7

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kühlanordnung mit einer in einem Luftführungskanal angeordneten, mit Rippenstreifen versehenen und von einem Kältemittel durchströmten kälteerzeugenden Rohrschlange und einer bezüglich des Luftstromes stromaufwärts davon in dem Luftführungskanal angeordneten, von einem Kältemittel durchströmten vorkühlenden Rohrschlange, die aus einer Anzahl paralleler Rohrabschnitte besteht, die satzweise in zum Luftstrom im wesentlichen senkrechten Ebenen angeordnet sind, in Richtung des Luftstroms Abstand voneinander aufweisen und an denen in Richtung der Rohrabschnitte Abstand voneinander aufweisende, mit ihrer Fläche etwa parallel zum Luftstrom gerichtete Rippenstreifen wärmeleitend befestigt sind, wobei in der vorkühlenden Rohrschlange der Abstand der Rippenstreifen größer als an der kälteerzeugenden Rohrschlange ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der vorkühlenden Rohrschlange (25) jeder Rippenstreifen (31) jeweils mit nur je einem Satz von Rohrabschnitten (26) wärmeleitende Verbindung hat und die Rippenstreifen (31) eines Satzes von denen des benachbarten Satzes in Richtung des Luftstroms Abstand aufweisen und gegenüber denen des benachbarten Satzes seitlich versetzt sind und daß die vorkühlende Rohrschlange (25) so bemessen und in dem Luftführungskanal (19) so angeordnet ist, daß Luft an ihr vorbeiströmen kann, wenn sie mit Eis zugesetzt ist.

2. Kühlanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der vorkühlenden Rohrschlange (25) die Rippenstreifen (31) benachbarter Sätze senkrecht zum Luftstrom und senkrecht zu ihrer seitlichen Versetzung ebenfalls versetzt sind.

3. Kühlanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rippenabstand der bezüglich des Luftstroms am weitesten stromaufwärts gelegenen kälteerzeugenden Rohrschlange (36) größer als derjenige mindestens einer der stromabwärts gelegenen kälteerzeugenden Rohrschlangen (36) ist.