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Die
Erfindung betrifft ein temperaturisoliertes Behältnis mit einem Innenraum,
welcher durch eine isolierte Wandung begrenzt ist. Ferner weist
das temperaturisolierte Behältnis
eine Einrichtung zum aktiven Temperieren des Innenraums auf, wobei
die Einrichtung zum aktiven Temperieren des Innenraums in oder an
einem Bereich der Wandung vorgesehen ist.
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Bei
dem temperaturisolierten Behältnis
kann es sich bevorzugt um eine Kühlbox
handeln. Die Einrichtung zum aktiven Temperieren des Innenraums kann
beispielsweise als Peltier-Element ausgeführt sein.
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Wird
ein Peltier-Element mit Energie, insbesondere Strom, versorgt, so
wird eine Seite des Peltier-Elements gekühlt und thermische Energie
auf die andere Seite verlagert. Diese Seite wird daher erwärmt. Das
Peltier-Element kann also allgemein auch als Wärmepumpe bezeichnet werden.
Die Kühlleistung
bzw. Energieeffizienz hängt
von den Temperaturunterschieden zwischen der warmen und kalten Seite
ab. Je geringer diese sind, umso energieeffizienter kann die Kühlung mittels
eines Peltier-Elements
durchgeführt
werden. Daher wird auf der warmen Seite des Peltier-Elements oft eine
Einrichtung zur Oberflächenvergrößerung,
beispielsweise Kühlrippen,
angebracht. Diese dienen dazu, die Wärmeenergie besser an die Umgebung
abzugeben.
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Als
eine Wandung im Sinne der Erfindung werden alle Wände, der
Deckel und auch der Boden eines temperaturisolierten Behältnisses
verstanden. Dies bedeutet, die Wandung ist die Gesamtheit der Wände, des
Bodens und des Deckels. Hierbei müssen die Wände nicht zwingend gerade ausgebildet sein,
sondern können
auch eine Kurvenform, beispielsweise konkav oder konvex, aufweisen.
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Als
ein temperaturisoliertes Behältnis,
insbesondere eine Kühlbox,
kann im Rahmen der Erfindung auch ein isoliertes Gehäuse mit
einem oder mehreren Fächern
angesehen werden, das für
das Kühlen
oder Einfrieren von Lebensmitteln oder die Lagerung von gekühlten oder
gefrorenen Lebensmitteln zu nicht gewerblichen Zwecken bestimmt
ist und durch ein oder mehrere Energie verbrauchende Verfahren gekühlt wird,
einschließlich
Geräte,
die als Bausätze
zum Zusammenbau durch den Nutzer verkauft werden.
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Bei
gattungsgemäßen temperaturisolierten Behältnissen,
insbesondere Kühlboxen,
hängt die Kühlleistung
von der verwendeten Einrichtung zum aktiven Temperieren und von
der Isolierung der Kühlbox
ab.
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Soll
beispielsweise bei einer Außentemperatur
von 32°C
eine Innentemperatur von 14°C
nicht überschritten
werden, so muss die Einrichtung zum aktiven Temperieren ein delta
T von 18°C
erzeugen. Dies ist insbesondere beim Einsatz von Peltier-Elementen nur dann
möglich,
wenn die Wandisolierung der Kühlbox,
das heißt
der Wandung, eine ausreichend gute Qualität aufweist. Dies bedeutet,
dass eine ausreichend gute thermische Isolierung durch die Wandung
ermöglicht
wird.
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Da
Kühlboxen
einen niedrigen Produktions- und Verkaufspreis aufweisen sollen,
wird oft keine technologisch anspruchsvolle und damit teure Isolierung
verwendet. Zur Isolierung wird beispielsweise Styropor eingesetzt.
Um nun die Isolation der Wandungen zu verbessern, ist es üblich, die
Wandstärken zu
erhöhen.
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Dies
bedeutet, dass für
eine bessere Kühlung
das Außenvolumen
der Kühlbox
im Vergleich zum Innenvolumen erhöht wird. Je größer das
Innenvolumen der Kühlbox,
umso größer muss
die Kühlleistung
der Einrichtung zum aktiven Temperieren des Innenraumes ausgelegt
sein. Sollen unterschiedlich große Innenräume mit derselben Einrichtung zum
aktiven Temperieren gekühlt
werden, so kann andererseits nur die Isolierungsqualität erhöht werden.
Bei einer kostengünstigen
Isolierung bedeutet dies meist, dass die Wandungsstärke erhöht wird, das
heißt
die Relation von Innenvolumen zu Außenvolumen wird verändert.
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Bei
Kühlboxen
mit einem Innenvolumen von 30 l und den bekannten Einrichtungen
zum aktiven Temperieren, insbesondere Peltier-Elementen, ist dies
eine gängige
Praxis und kann als unproblematisch betrachtet werden, da das Verhältnis von
In nen- zu Außenvolumen
noch akzeptabel für
Verbraucher ist. Werden Kühlboxen
mit einem Innenvolumen von 40 l oder größer produziert, so müsste die
Wandstärke
derart erhöht
werden, dass das Außenvolumen der
Kühlboxen
derart unverhältnismäßig groß zum Innenvolumen
wird, dass solche Kühlboxen
von den Verbrauchern nicht angenommen werden. So ist es nur möglich, die
Einrichtung zum aktiven Temperierung des Innenraums so auszulegen,
so dass diese eine höhere
Kühlleistung
aufweist. Hierdurch wird aber mehr Energie benötigt.
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Allerdings
hat der Gesetzgeber, insbesondere bei an Hausstrom angeschlossenen
Elektrokühlboxen
mit einer Betriebsspannung von ca. 230 V Wechselspannung mittlerweile
Energieverbrauchslimits und Mindestvoraussetzungen in Bezug auf
die Kühlleistung
eingeführt.
Sofern diese Limits eingehalten werden sollen, ist eine ausreichende
Kühlung von
Kühlboxen
mit 40 l bei einer wie oben beschriebenen akzeptablen Wandstärke nur
schwer möglich.
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Da
die Voraussetzungen des Gesetzgebers nicht oder nur unzureichend
erfüllt
werden können, würde dies
bedeuten, dass Kühlboxen
mit mehr als 40 l nicht mehr zum Betrieb an Hausstrom verkauft werden
dürften.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein temperaturisoliertes Behältnis zu
schaffen, welches trotz eines großen Innenvolumens eine effiziente
Kühlung
ermöglicht,
ohne dabei Energieverbrauchslimits zu übersteigen.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
temperaturisoliertes Behältnis
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungen
sind in den abhängigen
Ansprüchen,
der Beschreibung sowie den Figuren und deren Beschreibung angegeben.
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Gemäß dem Anspruch
1 ist vorgesehen, dass Mittel zum Verkleinern des Innenraumes vorhanden
sind und dass ein verkleinerter Innenraum durch die Mittel zum Verkleinern
des Innenraumes und Teile der Wandung ausbildbar ist. Hierbei weisen die
Teile der Wandung den Bereich der Wandung auf, an oder in dem die
Einrichtung zum aktiven Temperieren des Innenraumes vorgesehen ist.
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Ein
Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, dass der Innenraum
eines temperaturisolierten Behältnisses
durch eine entsprechende Einrichtung, in diesem Fall spezielle Mittel
zum Verkleinern des Innenraumes, verkleinert werden kann. Anders
ausgedrückt
kann der Innenraum in mehrere Teilbereiche aufgeteilt werden. Ferner
ist gemäß der Erfindung
vorgesehen, dass in einem dieser Teilbereich, welcher im Folgenden
als verkleinerter Innenraum bezeichnet wird, die Mittel zum aktiven Temperieren
des Innenraumes in der diesen verkleinerten Innenraum ausbildenden
Wandung vorgesehen sind. Das bedeutet, dass über die Einrichtung zum aktiven
Temperieren des Innenraumes dieser verkleinerte Innenraum weiter
temperiert werden kann. Daher kann der verkleinerte Innenraum auch als
aktiv temperierter Innenraum bezeichnet werden.
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So
ist es beispielsweise möglich,
bei einer Kühlbox,
welche ein Innenvolumen von 40 l aufweist, durch die Mittel zum
Verkleinern des Innenraumes diesen Innenraum in zwei Innenräume zu unterteilen, welche
dabei je im Wesentlichen 20 l aufweisen. Einer dieser Innenräume ist
der aktiv gekühlte
Innenraum. Dies bedeutet, dass die Mittel zum Verkleinern des Innenraums
so in dem temperaturisolierten Behältnis vorgesehen sind, dass
durch die Mittel zum Verkleinern des Innenraums und einen Teil der
Wandung mit der Einrichtung zum aktiven Temperieren der neue aktiv
zu temperierende verkleinerte Innenraum ausgebildet wird.
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Durch
ein derartiges Vorgehen muss nur noch ein Innenraum von 20 l aktiv
gekühlt
werden. Wie bereits ausgeführt,
wird in einem derartigen Fall eine weniger gute Isolierung für die Wandung
benötigt,
da die Einrichtung zum aktiven Temperieren nur noch einen kleineren
Innenraum kühlen
beziehungsweise temperieren muss. Hierdurch können die Einrichtung zum aktiven
Temperieren und die Isolierung der Wandung so ausgelegt werden,
dass die gesetzlich bestimmten Vorgaben für den Maximalverbrauch von
Energie berücksichtigt
beziehungsweise eingehalten werden.
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Zwar
ist die Wandung des gesamten temperaturisolierten Behältnisses
nicht derart stark ausgeführt,
dass der gesamte Innenraum, das heißt die 40 l oder mehr, ausreichend
gekühlt
werden können,
jedoch kann der verkleinerte Innenraum, dies bedeutet die ca. 20
l, ausreichend gut gekühlt
werden. Im Weiteren muss daher die Isolierung der Wandung nicht derart
stark ausgeführt
werden, so dass das gesamte temperaturisolierte Behältnis ein
akzeptables Verhältnis
von Innenvolumen zu Außenvolumen
behält.
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Grundsätzlich können die
Mittel zum Verkleinern des Innenraums beliebig ausgeführt sein,
und den Innenraum auf eine beliebige Weise verkleinern. Vorteilhaft
ist es jedoch, wenn ein weiterer verkleinerter Innenraum durch die
Mittel zum Verkleinern des Innenraums und weitere Teile der Wandung
ausbildbar ist. In diesem Fall weisen die weiteren Teile der Wandung
des weiteren verkleinerten Innenraums im Bereich der Wandung keine
Einrichtung zum aktiven Temperieren des Innenraumes auf. Dies bedeutet, dass
der weitere ausgebildete Innenraum nicht aktiv temperiert werden
kann. Mit anderen Worten wird jedoch ein zweites Kühlfach geschaffen,
welches passiv zu kühlen
ist. Dies kann beispielsweise durch Kühlakkus erfolgen.
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In
einer anderen Ausführung
sind die Mittel zum Verkleinern des Innenraums derart ausgelegt, dass
kein weiterer Innenraum zusätzlich
zu dem ersten verkleinerten Innenraum, der aktiv temperiert werden
kann, geschaffen wird. Eine derartige Ausführung ist allerdings nachteilig,
da dann, im Vergleich zu der Ausführung mit einem weiteren verkleinerten
nicht aktiv gekühlten
Innenraum zusätzliches Volumen
des ursprünglichen
Innenraums nicht genutzt würde.
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Die
Mittel zum Verkleinern des Innenraumes können in beliebiger Weise in
dem Innenraum des temperaturisolierten Behältnisses vorgesehen sein. Vorteilhaft
ist jedoch, wenn die Wandung Einrichtungen zum Fixieren der Mittel
zum Verkleinern des Innenraumes aufweist. Mittels dieser Einrichtung
zum Fixieren können
dann die Mittel zum Verkleinern des Innenraumes sicher in dem temperaturisolierten
Behältnis
beziehungsweise dem Innenraum angebracht werden, so dass die Mittel
zum Verkleinern, beispielsweise beim Transport des temperaturisolierten Behältnisses
nicht verrutschen und somit den definierten aktiv zu kühlenden
verkleinerten Innenraum im Volumen nicht verändern.
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Die
Einrichtungen zum Fixieren der Mittel zum Verkleinern des Innenraums
können
beispielsweise als Nuten in der Wandung ausgeführt sein, wobei die Mittel
zum Verkleinern des Innenraums als in die Nuten einschiebbare Trennwände ausgebildet sind.
Diese Trennwände
können
bevorzugt temperaturisolierend ausgeführt sein. Hierdurch wird ein
einfaches Mittel angegeben, ohne den großen gesamten Innenraum des
temperaturisolierten Behältnisses zu
verkleinern. Wenn die Trennwände
temperaturisoliert ausgebildet sind, ergibt sich eine bessere Energieeffizienz
des verkleinerten Kühlbereiches,
da dieser als komplett isolierter Bereich ausgeführt ist.
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Komplett
isoliert bedeutet in diesem Zusammenhang, dass zum einen die Trennwand
isoliert ausgeführt
ist, und zum anderen auch die Wandung isoliert ist. Hierbei kann,
wie bereits erwähnt,
die Wandung im Sinne der Erfindung als Seitenwände, Bodenwand und Deckel verstanden
werden.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
ist die Einrichtung zum aktiven Temperieren, welche beispielsweise
als Peltier-Element ausgeführt
sein kann, in einem Deckelbereich der Wandung angeordnet. Zwar kann
grundsätzlich
die Einrichtung zum aktiven Temperieren des Innenraums an einer
beliebigen Stelle der Wandung vorgesehen sein, jedoch ist es insofern
vorteilhaft, diese im Deckelbereich vorzusehen, da dort ein einfaches
Anbringen der entsprechenden weiteren Elektronik sowie der Zuleitungen, wie
Kabel, möglich
ist. Außerdem
hat sich herausgestellt, dass durch das Vorsehen der Einrichtung
zum aktiven Temperieren im Deckel, unabhängig von den Gütern, die
in dem Innenraum des temperaturisolierten Behältnisses vorhanden sind, immer
eine gute Zirkulation der erzeugten Kaltluft möglich ist.
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Wird
beispielsweise die Einrichtung zum aktiven Temperieren im Bodenbereich
vorgesehen, so kann es möglich
sein, dass die Einrichtung zum aktiven Temperieren des Innenraums
durch ein zu transportierendes Gut verdeckt wird, so dass das Temperieren,
insbesondere die Kühlung,
erschwert wird.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
ist die Einrichtung zum aktiven Temperieren des Innenraumes zum
Betrieb mit Wechselspannung und zum Betrieb mit Gleichspannung ausgelegt.
Bei der Wechselspannung kann es sich beispielsweise um eine Hausversorgung
im Bereich von 230 V handeln. Die Gleichspannung kann beispielsweise
eine 12 V Gleichspannung einer automobilen Stromversorgung sein.
Durch eine derartige Ausführung
ist es möglich, die
Kühlkette
des in dem temperaturisolierten Behältnis transportierten Gutes
im Wesentlichen aufrechtzuerhalten. Somit kann auch beim Transport
in einem Auto die Temperatur in dem temperaturisolierten Behältnis beeinflusst
werden.
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Wie
bereits ausgeführt,
ist es bei großen temperaturisolierten
Behältnissen,
insbesondere bei einem Innenraum über 30 l, problematisch, gesetzliche
Regelungen zum maximal erlaubten Energieverbrauch beim Betrieb an
Wechselspannung einzuhalten. Daher kann die Einrichtung zum aktiven
Temperieren des Innenraums derart ausgelegt sein, dass sie nur mit
Wechselspannung betreibbar ist, wenn der Innen raum verkleinert ausgeführt ist.
Durch ein derartiges Auslegen der Einrichtung zum aktiven Temperieren
kann erreicht werden, dass einerseits das maximal vorgegebene Energieverbrauchslimit beim
Betrieb mit Wechselspannung nicht überschritten wird, und andererseits
die gesetzlich ebenfalls vorgegebene minimal erforderliche Kühlleistung
dennoch erfüllt
wird.
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Es
könnte
ebenfalls vorgesehen sein, dass der Betrieb an Gleichstrom, insbesondere
mit 12 V, ebenfalls nur dann möglich
ist, wenn ein verkleinerter Innenraum vorhanden ist. Zurzeit sehen
die gesetzlichen Bestimmungen keine Minimierung des maximalen Energieverbrauchs
beim Betrieb mit Gleichspannung vor, so dass ein derartiges temperaturisoliertes Behältnis beim
Betrieb mit Gleichspannung unabhängig
von seinem maximalen Energieverbrauch betrieben werden kann.
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Es
kann ferner beispielsweise eine Sensoreinrichtung zum Erkennen der
Verkleinerung des Innenraums vorgesehen sein, die derart ausgelegt
ist, dass der Einrichtung zum aktiven Temperieren ein verkleinerter
Innenraum signalisiert wird, beziehungsweise die Einrichtung zum
aktiven Temperieren des Innenraums oder einer ihrer zugeordneten Elektronik über die
Sensoreinrichtung erkennen kann, wenn ein verkleinerter Innenraum
vorhanden ist.
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Ein
Beispiel für
die Sensoreinrichtung ist, eine Kontakteinrichtung, die im Bereich
der Seitenbereiche der Wandung ausgebildet ist. Dies kann beispielsweise
in den Nuten für
die Trennwände
vorgesehen sein. So wird die Kontakteinrichtung dann aktiviert,
wenn eine Trennwand eingeschoben ist. Hierdurch ist es auf einfache
Weise möglich,
zu erkennen, wenn ein verkleinerter Innenraum vorhanden ist und
damit den entsprechenden Betriebsmodus der Einrichtung zum aktiven
Temperieren vorzusehen. Grundsätzlich
sind auch andere Realisierungen für Sensoreinrichtungen möglich.
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Erfahrungsgemäß hat sich
herausgestellt, dass mit den gesetzlich vorgegebenen maximalen Energielimits
und einer erforderten minimalen Kühlleistung bei einem von dem
Verbraucher anzunehmenden Verhältnis
zwischen Innenvolumen und Außenvolumen
der verkleinerte aktiv gekühlte
Innenraum ein Volumen von im Wesentlichen 30 l, vorteilhaft 20 l,
aufweisen kann. Dieses Volumen stellt das maximale Volumen beim
Betrieb des temperaturisolierten Behältnisses mit einem herkömmlichen
Peltier-Element
dar. Werden Technologieinnovationen im Bereich der Kühleinrichtungen berücksichtigt,
so kann dieses maximal zu kühlende
Innenvolumen des verkleinerten Innenraums auch vergrößert ausfallen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Ausführungsbeispielen und schematischen Zeichnungen
näher erläutert. In
diesen Zeichnungen zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer ersten Ausführung eines erfindungsgemäßen temperaturisolierten
Behältnisses
und
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2 eine
perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen temperaturisolierten
Behältnisses.
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In 1 ist
eine erste Ausführungsform
eines temperaturisolierten Behältnisses 1,
welches auch als Kühlbox
bezeichnet werden kann, dargestellt. Die Kühlbox 1 weist einen
Deckel 3 und einen Korpus 4 auf. Die Gesamtheit
aus Deckel 3 und Korpus 4 kann zusammen als Wandung
der Kühlbox 1 bezeichnet
werden. Der Deckel 3 und der Korpus 4 sind temperaturisoliert
ausgeführt,
beispielsweise aus einem geschäumten
Material. Der Korpus 4 ist aus vier Seitenwänden 5 und
einem Bodenbereich ausgebildet.
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Im
Deckel 3 befindet sich eine Einrichtung zum aktiven Temperieren,
welche als Peltier-Element 6 ausgeführt ist. Die Stromzuführung zu
dem Peltier-Element 6 kann ebenfalls über an dem Deckel 3 anbringbare
Zuleitungseinrichtungen erfolgen.
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Der
Innenraum beziehungsweise das Innenvolumen der Kühlbox 1 ist in 1 dreigeteilt
ausgebildet. Diese Teilung erfolgt durch Trennwände 8 und 9.
Diese Trennwände 8, 9 sind
ebenfalls temperaturisolierend ausgebildet und können in den Korpus 4 der
Kühlbox 1 eingeschoben
werden. Dies bedeutet, dass die Trennwände 8, 9 dort
nicht immer vorgesehen sind. Zur Befestigung der Trennwände 8 und 9 können beispielsweise
entsprechende Nuten in den Seitenwänden 5 des Korpus 4 vorgesehen
sein.
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Wird
die Kühlbox 1 geschlossen,
das heißt, wird
der Deckel 3 nach unten geklappt, so schließt der Bereich
des Deckels 3 mit dem Peltier-Element 6 den mittleren
Innenraum 10, welcher auch als aktiv zu kühlender
verkleinerter Innenraum 10 bezeichnet wird, ab. So kann
das Peltier-Element 6 den mittleren Innenraum 10 weiterhin
aktiv kühlen,
wenn die Trennwände 8 und 9 eingesetzt
sind. Im Gegensatz dazu sind die beiden weiteren Innenräume 11 und 12, welche
links und rechts von dem aktiv zu temperierenden Innenraum 10 liegen,
nicht mehr aktiv temperier- das heißt kühl- oder erwärmbar.
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Diese
beiden Innenräume 11 und 12 können aber
beispielsweise durch andere passive Kühleinrichtungen weiterhin gekühlt werden,
da sie dennoch eine Isolierung aufweisen.
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In 2 ist
eine andere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Kühlbox 20 beziehungsweise
eines erfindungsgemäße temperaturisolierten
Behältnisses
dargestellt. In dieser Ausführungsform
ist in der Rückwand 22 des
Korpus 4 ein Peltier-Element 6 vorgesehen.
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Auch
ist der gesamte Innenraum der Kühlbox 20 lediglich
zweigeteilt im Gegensatz zu dem dreigeteilten Innenraum der Kühlbox 1 aus 1 ausgeführt. Dies
bedeutet, dass in dem Innenraum der Kühlbox 20 lediglich
eine Trennwand 24 einsetzbar ist. Hierdurch werden zwei
Innenräume 30 und 31 ausgebildet.
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Im
Innenraum 30 befindet sich der Rückbereich 22 mit dem
Peltier-Element 6, so dass der Innenraum 30 aktiv
gekühlt
werden kann. Der Innenraum 31 kann analog zu den beiden
Innenräumen 11 und 12 aus 1 nicht
mehr aktiv durch das Peltier-Element 6 gekühlt werden,
sondern steht lediglich einer passiven Kühlung zur Verfügung.
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Grundsätzlich können die
Trennwände 11, 12 und 24 in
dem gesamten Innenraum der Kühlbox 1 und 20 an
beliebigen Stellen fixierbar sein, so dass die Innenräume 8, 9, 10, 30, 31 beliebig
groß dimensioniert
werden können.
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Mit
dem erfindungsgemäßen temperaturisolierten
Behältnis
wird eine Möglichkeit
geschaffen, temperaturisolierte Behältnisse vorzusehen, welche ein
großes
Innenvolumen aufweisen, und dennoch eine effiziente Kühlung ermöglichen,
die einen maximalen Energieverbrauch, insbesondere beim Betrieb an
Wechselspannung, nicht übersteigt.