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Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung zur Kühlung von begehbaren Lager- oder Kühlräumen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Kühleinrichtungen werden beispielsweise für die Kühlung von Lebensmitteln in begehbaren Kühlräumen eingesetzt. Um die im Kühlraum vorhandene Lagerfläche optimal auszunutzen, sind Kühleinrichtungen bekannt, die außerhalb des Kühlraumes, beispielsweise auf einem Dach, einer Wand oder auf einer Zwischendecke des Kühlraums installierbar sind. Dadurch steht die Lagerfläche des Kühlraums vollständig für das Kühlgut zur Verfügung. Weiterhin können durch die Installation der Kühleinrichtung außerhalb des Kühlraums Installations- und Wartungsarbeiten im Kühlraum vermieden werden und es wird eine zeitsparende Montage der Kühleinrichtung ermöglicht.
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Eine gattungsgemäße Kühleinrichtung für raumlufttechnische Anlagen oder Anlagen zur Erzeugung von Kaltluft für Kühlprozesse ist aus der
DE 10 2010 000 956 B4 bekannt. Diese Kühleinrichtung umfasst einen in einer thermisch isolierten kammerartigen Umhausung angeordneten Luft-Wärmeübertrager, eine Abtauvorrichtung und einen Ventilator, wobei die kammerartige Umhausung einen Teil einer Strömungsleiteinrichtung der Anlage bildet und durch den Luft-Wärmeübertrager in einen Anströmraum und einen Abströmraum segmentiert ist. Der Luft-Wärmeübertrager weist dabei verstellbare Klappen auf, die auf einer Lufteintritts- und einer Luftaustrittsseite den Luftströmungspfad regulier- und absperrbar ausbildet. Zum Abtauen des Luft-Wärmeübertragers können die Klappen die Lufteintritts- und die Luftaustrittsseite des Luft-Wärmeübertragers vollständig abdecken und thermisch nach außen isolieren. Dadurch wird eine effiziente Abtauung mittels der mit dem Luft-Wärmeübertrager gekoppelten Abtauvorrichtung ermöglicht.
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Zur Installation dieser bekannten Kühleinrichtung wird die aus der Umhausung und dem darin angeordneten Wärmeübertrager mit der Abtauvorrichtung und dem Ventilator als Baueinheit außerhalb des Kühlraums, beispielsweise auf einem Dach oder seitlich an einer Wand des Kühlraums, platziert und dort installiert. Dies kann aufgrund der Dimensionierung der Kühleinrichtung, die mannshoch ausgebildet sein kann, Schwierigkeiten verursachen. Zum Transport der großvolumigen Kühleinrichtung wird wegen ihrer Dimensionierung in der Regel ein Schwerlasttransporter benötigt und für das Platzieren auf einem Dach oder an einer Seitenwand eines Kühlraums ist meist ein Kran erforderlich, wodurch der Transport- und Installationsaufwand erhöht und verteuert wird.
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Die Umhausung der bekannten Kühleinrichtung weist sowohl im Anströmraum als auch im Abströmraum Öffnungen im Boden auf, durch welche die Luft in die Umhausung einströmt bzw. aus dieser ausströmt. Die Ausbildung dieser Öffnungen im Boden der Umhausung ist nachteilig für die Kühleffizienz der Kühleinrichtung und erzeugen Schwierigkeiten bei der Installation, denn diese Öffnungen sind bei der Installation schwer zu isolieren. Weiterhin kann sich beim Abtauen des Wärmeübertragers an den Öffnungen im Boden der Umhausung Schmelzwasser von abgetautem Eis oder Kondenswasser bilden und durch die Öffnungen in den Kühlraum tropfen. Kondenswasser kann auch im Betrieb der Kühleinrichtung durch die Öffnungen in den Kühlraum tropfen, wenn diese oberhalb des Gefrierpunkts betrieben wird. Zudem wird durch die Öffnungen im Boden der Umhausung eine Reinigung des Innenraums der Umhausung erschwert.
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Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Kühleinrichtung so weiterzubilden, dass sie einfacher und kostengünstiger installierbar ist, ohne Einbußen in der Wirkungsweise und der Effizienz der Kühleinrichtung hinnehmen zu müssen. Weiterhin soll verhindert werden, dass beim Betrieb oder beim Abtauen der Kühleinrichtung Schmelz- oder Kondenswasser in den Kühlraum gelangen kann und es soll eine einfachere Reinigung der Kühleinrichtung ermöglicht werden.
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Diese Aufgabe wird mit einer Kühleinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
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Die erfindungsgemäße Kühleinrichtung umfasst ein thermisch gegenüber der Umgebung isoliertes und zweckmäßig begehbares Gehäuse mit mindestens einer Lufteinlassöffnung und mindestens einer Luftauslassöffnung, wobei in dem Gehäuse mindestens ein Wärmeübertrager und mindestens ein Ventilator angeordnet sind. Im Bereich der oder jeder Lufteinlassöffnung und im Bereich der oder jeder Luftauslassöffnung ist jeweils ein separates Gehäuseteil angeordnet, welches zusammen mit dem Gehäuse einen Luftschacht ausbildet, der jeweils an einem Ende mit der Lufteinlassöffnung bzw. der Luftauslassöffnung und am anderen Ende mit einer Öffnung im Dach des Kühlraums oder mit einem in den Kühlraum mündendes Lüftungsrohr in Verbindung steht. Dabei ist zumindest der im Bereich der Luftauslassöffnung angeordnete Luftschacht und bevorzugt auch der im Bereich der Lufteinlassöffnung angeordnete Luftschacht thermisch isoliert.
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Diese Anordnung ermöglicht es, die Kühleinrichtung schritt- und komponentenweise auf einem Gebäudedach oder einer Zwischendecke eines Kühlraums zu installieren, wobei zunächst nur das thermisch isolierte und zweckmäßig begehbare Gehäuse mit dem darin angeordneten Wärmeübertrager und dem Ventilator auf dem Dach bzw. der Zwischendecke des Kühlraums platziert und erst danach die vom Gehäuse separierten Gehäuseteile so an das Gehäuse angestellt werden, dass sie im Bereich der Lufteinlassöffnung und der Luftauslassöffnung zusammen mit dem Gehäuse die Luftschächte ausbilden. Um die Kühleffizienz der Kühleinrichtung beizubehalten sind die Gehäuseteile ebenso wie das Gehäuse selbst thermisch gegenüber der Umgebung isoliert und die zunächst vom Gehäuse separierten Gehäuseteile werden luftdicht an der Außenseite des Gehäuses befestigt.
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In einer zweckmäßigen Ausführungsform weist das Gehäuse 4 thermisch isolierte Seitenwände sowie ein thermisch isoliertes Dach und einen geschlossenen und ebenfalls thermisch isolierten Boden auf. In wenigstens einer der Seitenwände ist zweckmäßig eine Tür vorgesehen, durch welche das in der Regel mannshoch ausgebildete Gehäuse begehbar ist. Zum Abtauen des Wärmeübertragers ist in dem Gehäuse bevorzugt eine Abtauvorrichtung angeordnet und mit dem Wärmeübertrager gekoppelt. Hierfür kann die Abtauvorrichtung beispielsweise Heizstäbe enthalten, die durch den Wärmeübertrager verlaufen und zum Abtauen des Wärmeübertragers erhitzt werden können. Zum Sammeln des sich beim Abtauen bildenden Kondensats ist zweckmäßig unterhalb des Wärmeübertragers eine Wanne angeordnet. Die Wanne befindet sich dabei zweckmäßig auf dem geschossenen Boden und erstreckt sich bevorzugt über die gesamte Bodenfläche.
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Bei dem Wärmeübertrager kann es sich um einen Wärmetauscher handeln, der ein von einem Kühl- oder Kältemittel durchflossenes Rohr- oder Kanalsystem aufweist. Bei dem Wärmeübertrager kann es sich auch um einen Verdampfer handeln, der ein von einem zweiphasigen Kältemittel durchflossenes Rohr- oder Kanalsystem aufweist, welches mit einem Verflüssiger oder einem Rückkühler gekoppelt ist, der zweckmäßig ebenfalls außerhalb des Kühlraums angeordnet ist.
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Zum Verschließen der Lufteinlassöffnung und der Luftauslassöffnung während des Abtauens des Wärmeübertragers sind zweckmäßig verschwenkbare Klappen vorgesehen. Es ist auch möglich, die Lufteinlassöffnung und die Luftauslassöffnung während des Abtauens mittels einer Jalousie oder eines Rollos zu verschließen, welche zu diesem Zweck jeweils in der Lufteinlassöffnung und der Luftauslassöffnung angeordnet ist.
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Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher beschriebenen Ausführungsbeispiel. Die Zeichnungen zeigen:
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1: Perspektivische Darstellung eines begehbaren Kühlraums mit einer auf dem Dach des Kühlraums angeordneten Kühleinrichtung gemäß der Erfindung;
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2: Perspektivische Detaildarstellung der Kühleinrichtung von 1 im Aufriss;
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3: Schnittdarstellung des Kühlraums von 1 mit der auf dem Dach angeordneten Kühleinrichtung;
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4: Perspektivische Detailansicht der Kühleinrichtung von 1, wobei die Gehäuseteile der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung zur Verdeutlichung durchscheinend gezeigt sind.
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In 1 ist ein durch einen Eingang 19 begehbarer Kühlraum 1 gezeigt. Auf dem Dach 2 des Kühlraums ist eine Kühleinrichtung gemäß der Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform angeordnet. Die auf dem Dach 2 des Kühlraums 1 angeordnete Kühleinrichtung umfasst dabei ein thermisch isoliertes und durch eine Tür 16 begehbares Gehäuse 3. Das Gehäuse 3 ist quaderförmig ausgebildet und enthält vier Seitenwände 3a–3d, ein geschlossenes Dach 3e und einen geschlossenen Boden 3f. Die Tür 16 ist in einer der Seitenwände angeordnet, in dem zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel in der stirnseitigen Seitenwand 3c. Seitlich neben den sich an diese stirnseitige Seitenwand 3c rechtwinklig anschließenden Seitenwände 3a und 3b sind vom Gehäuse 3 separierte Gehäuseteile 8, 8’ bzw. 9, 9’ angeordnet (in 1 ist das Gehäuseteil 9’ wegen der perspektivischen Darstellung nicht zu sehen).
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Wie aus 2 ersichtlich, sind in dem Gehäuse 3 ein Wärmeübertrager 6 und ein Ventilator 7 angeordnet. Der Ventilator 7 ist dabei als Axialventilator ausgebildet, dessen Achse parallel zum Boden 3f bzw. parallel zum Dach 3e des Gehäuses 3 verläuft. Bei dem Wärmeübertrager 6 kann es sich bspw. um einen Lamellen-Wärmetauscher handeln.
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Der Wärmeübertrager 6 ist mittig im Gehäuse 3 angeordnet und verläuft in einer vertikalen Ebene stehend parallel zu zwei gegenüberliegenden Seitenwänden 3a, 3b des Gehäuses 3 und erstreckt sich zumindest im Wesentlichen vom Boden 3f bis zum Dach 3e. Durch diese Anordnung des Wärmeübertragers 6 in dem Gehäuse 3 wird der Gehäuseinnenraum in einen lufteinlassseitigen Anströmraum und einen luftauslassseitigen Abströmraum unterteilt.
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Im Bereich des Anströmraums sind in der einen Seitenwand 3a des Gehäuses 3 zwei Lufteinlassöffnungen 4, 4’ vorgesehen. In entsprechender Weise sind im Bereich des Abströmraums in der gegenüberliegenden Seitenwand 3b zwei Luftauslassöffnungen 5, 5’ angeordnet. In den Lufteinlassöffnungen 4, 4’ und den Auslassöffnungen 5, 5’ sind jeweils Jalousien 15 angeordnet, mit denen die Lufteinlassöffnungen 4, 4’ und die Auslassöffnungen 5, 5’ zur Durchführung eines Abtauvorgangs des Wärmeübertragers verschließbar sind. Weiterhin sind in einer Seitenwand Durchführungen für Rohrleitungen zur Zuführung und Abführung eines Kühl- oder Kältemittels zu bzw. von dem Wärmeübertrager vorgesehen, welche in den Zeichnungen allerdings nicht gezeigt sind.
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Im Bereich der beiden Lufteinlassöffnungen 4, 4’ sind an der Außenseite des Gehäuses 3, angrenzend zu der einen Seitenwand 3a vom Gehäuse 3 separierte Gehäuseteile 8, 8’ angeordnet und mit dieser Seitenwand 3a luftdicht verbunden. Dadurch wird zwischen der Außenseite der Seitenwand 3a und der Innenseite der Gehäuseteile 8, 8’ jeweils ein Luftschacht 10, 10’ ausgebildet, wie aus den 3 und 4 ersichtlich. In entsprechender Weise sind an der gegenüberliegenden Seitenwand 3b im Bereich der Luftauslassöffnungen 5, 5’ vom Gehäuse 3 separierte Gehäuseteile 9, 9’ angeordnet. Auch die Gehäuseteile 9, 9’ sind mit der Seitenwand 3b luftdicht verbunden, so dass im Bereich der Luftauslassöffnungen 5, 5’ jeweils ein Luftschacht 11, 11’ ausgebildet wird. Sowohl die Gehäuseteile 8, 8’ im Bereich der Lufteinlassöffnungen 4, 4’ als auch die Gehäuseteile 9, 9’ im Bereich der Luftauslassöffnungen 5, 5’ sind thermisch isoliert.
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Die im Bereich der Lufteinlassöffnungen 4, 4’ angeordneten lufteinlassseitigen Luftschächte 10, 10’ stehen jeweils mit einer Öffnung 13, 13’ im Dach 2 des Kühlraums 1 in Verbindung. In entsprechender Weise stehen die im Bereich der Luftauslassöffnungen 5, 5’ angeordneten luftauslassseitigen Luftschächte 11, 11’ jeweils mit einer Öffnung 14, 14’ im Dach 2 des Kühlraums 1 in Verbindung.
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Im Kühlbetrieb der beschriebenen Kühleinrichtung sind die Jalousien 15 in den Lufteinlassöffnungen 4, 4’ und die Jalousien 15 in den Luftauslassöffnungen 5, 5’ geöffnet, so dass Luft durch die Lufteinlassöffnungen 4, 4’ in das Innere des Gehäuses 3 einströmen und durch die Luftauslassöffnungen 5, 5’ aus dem Gehäuse 3 ausströmen kann. Die Luftströmung wird dabei durch den Ventilator 7 erzeugt, der Luft aus dem Kühlraum 1 durch die Öffnungen 13, 13’ im Dach 2 in die Lufteinlassöffnungen 4, 4’ des Gehäuses 3 ansaugt. Die angesaugte Luft strömt dabei in der in 3 mit einem Pfeil gekennzeichneten Einströmrichtung E in die im Bereich der Lufteinlassöffnungen 4, 4’ angeordneten Luftschächte 10, 10’. Die Luftschächte 10, 10’ sind – wie aus 3 ersichtlich – abgewinkelt, so dass die in Einströmrichtung E vertikal von unten nach oben strömende Luft in den lufteinlassseitigen Luftschächten 10, 10’ um 90° umgelenkt wird und schließlich im Wesentlichen in horizontaler Richtung durch die Lufteinlässe 4, 4’ in das Innere des Gehäuses 3 einströmt. Dort durchströmt die angesaugte Luft den Wärmeübertrager 6 und wird dabei durch Wärmeübertragung abgekühlt. Die gekühlte Luft wird durch den Ventilator 7 in einer zunächst im Wesentlichen horizontal liegenden Luftströmung durch die Luftauslassöffnungen 5, 5’ aus dem Gehäuse 3 und in die luftauslassseitigen Luftschächte 11, 11’ ausgeblasen. Auch die luftauslassseitigen Luftschächte 11, 11’ sind abgewinkelt, so dass die ausgeblasene und gekühlte Luft darin um 90° in eine im Wesentlichen vertikal orientierte Ausströmrichtung A umgelenkt wird.
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Die gekühlte Luft strömt in Ausströmrichtung A durch die Öffnungen 14, 14’ im Dach 2 in den Kühlraum 1 ein. Erforderlichenfalls kann im Bereich der Öffnungen 14 und 14’, durch welche die gekühlte Luft in den Kühlraum 1 einströmt, ein Luftrohr oder ein Luftverteiler angeordnet sein, um die gekühlte Luft umzulenken und/oder in den Kühlraum 1 zu verteilen. Dadurch kann bspw. ein Einströmen der gekühlten Luft in horizontaler Richtung parallel zum Dach 2 sowie eine gleichmäßige Verteilung der gekühlten Luft im Kühlraum 1 erzeugt werden.
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Bei der Installation der beschriebenen Kühleinrichtung auf dem Dach 2 oder einer Zwischendecke des Kühlraums 1 wird zunächst die Baueinheit, die sich aus dem Gehäuse 3 und dem darin angeordneten Wärmeübertrager 6 mit dem Ventilator 7 zusammen setzt, auf dem Dach 2 zwischen den beiden jeweils gegenüberliegenden Öffnungen 13 und 14 bzw. 13’ und 14’ platziert. Danach werden die vom Gehäuse 3 zunächst separierten Gehäuseteile 8, 8’ auf der Seite der Lufteinlassöffnungen 4, 4’ sowie die Gehäuseteile 9, 9’ auf der Seite der Luftauslassöffnungen 5, 5’ an das Gehäuse 3 angestellt und mit der jeweils benachbarten Seitenwand 3a bzw. 3b luftdicht und thermisch isolierend verbunden, um die lufteinlassseitigen Luftschächte 10, 10’ (auf der Seite der Lufteinlassöffnungen 4, 4’) und die luftauslassseitigen Luftschächte 11, 11’ (auf der Seite der Luftauslassöffnungen 5, 5’) auszubilden.
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Die Erfindung ist nicht auf das zeichnerisch dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann beispielsweise die Anzahl der Lufteinlassöffnungen 4, 4’ und der Luftauslassöffnungen 5, 5’ den Erfordernissen und insbesondere dem Volumen des Kühlraums 1 angepasst werden. Es ist möglich, nur eine Lufteinlassöffnung 4 und nur eine Luftauslassöffnung 5 vorzusehen. Andererseits können auch mehr als 2 Lufteinlassöffnungen 4, 4’ und auch mehr als zwei Luftauslassöffnungen 5, 5’ vorgesehen sein. Entsprechendes gilt für die Öffnungen 13, 14 im Dach 2 des Kühlraums 1. Zweckmäßig ist dabei jeder Lufteinlassöffnung 4 eine Öffnung 13 auf der Lufteinlassseite zugeordnet und auf der Luftauslassseite ist jeder Luftauslassöffnung 5 eine Öffnung 14 im Dach 2 zugeordnet.
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Statt der Jalousien 15 können die Lufteinlassöffnungen 4 und die Luftauslassöffnungen 5 auch durch verschwenkbare Klappen oder durch Rollos für die Durchführung eines Abtauvorgangs verschlossen werden. Zweckmäßig sind die Jalousien 15 bzw. die verschwenkbaren Klappen oder Rollos motorisch betrieben.
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Weiterhin kann der Ventilator 7 auch an einer anderen Stelle in dem Gehäuse 3 angeordnet sein, als in dem zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt. Statt eines Axialventilators kann dabei auch ein Radialventilator eingesetzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010000956 B4 [0003]
