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Die Erfindung betrifft eine Kammer zum Lagern, Reifen und/oder Kühlen von Waren.
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Reifekammern, Kühlkammern und Lagerräume weisen zumeist abgeschlossene Räume auf, welche eine Luftzirkulation aufweisen. Über diese Luftzirkulation kann eine Temperierung, insbesondere eine Kühlung des Raumes der Kammer vorgesehen sein.
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Um ein möglichst gleichmäßiges Lüftungsergebnis zu erzielen, dass heißt insbesondere um sicherzustellen, dass die Luft möglichst durch den gesamten zur Lagerung und Reifung verwendeten Bereich geführt wird, ist das Fördermittel, welches die Zirkulation der Luft und damit den Luftstrom erzeugt, in einem Randbereich des Lagerbereichs angeordnet. Die Luft wird also in einem Randbereich, beziehungsweise benachbart zum Lagerbereich aus einem Saugbereich angesaugt, durchläuft anschließend den Lagerbereich, verlässt diesen bei Eintritt in den Saugbereich und wird durch diesen wieder über das Fördermittel angesaugt.
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Zur Temperierung, also Erwärmung oder Kühlung der Luft ist ein Wärmetauscher der Kammer angeordnet. Zur Optimierung des Wirkungsgrads ist dieser in relativer Nähe, insbesondere benachbart zum Fördermittel im Fluidstrom angeordnet. Hierzu ist der Wärmetauscher quer zur Förderrichtung eines Fördermittels angeordnet.
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Dies bewirkt jedoch, dass die zirkulierende Luft in einem spitzen Winkel auf den Wärmetauscher auftrifft, was zu einer Leistungsreduktion führt. Alternativ ist bekannt, den Wärmetauscher außerhalb eines Förderquerschnitts parallel zur Förderrichtung des Fördermittels anzuordnen. Hierbei wird das Problem der Wirkungsgradreduktion jedoch nicht behoben, da der Luftstrom jetzt zwar im Wesentlichen lotrecht auf den Wärmetauscher trifft, allerdings direkt stromab des Wärmetauschers eine drastische Ablenkung der Strömungsrichtung erfährt.
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In beiden Fällen wird bezogen auf eine aktive Fläche des Wärmetauschers eine inhomogene Verteilung der Druckdifferenz beidseits der aktiven Fläche des Wärmetauschers erzeugt. Dies bewirkt eine inhomogene Wirkungsgradverteilung und in Summe eine Reduktion des Wirkungsgrads des Wärmetauschers.
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Aufgabe der Erfindung ist nun, die Probleme des Stands der Technik zu beseitigen oder zumindest zu reduzieren. Insbesondere soll eine Kammer mit möglichst homogener Temperaturverteilung beziehungsweise hohem Wirkungsgrad des Wärmetauschers bereitgestellt werden. Weiterhin soll bei gleicher Wärmetauschergröße, Wärmetauscherübertragungsfläche und Wärmetauscher-Abmessungen die notwendige Raum- und Grundflächenabmessungen des Saugbereiches reduziert werden, d.h. es soll die notwendige Grundfläche der Kammer bzw. des Saugbereichs reduziert, optimiert ausgenutzt und eingespart werden.
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Diese Aufgabe wird durch eine Kammer zum Lagern, Reifen oder Kühlen von Waren, aufweisend einen abgeschlossenen zu temperierenden Raum, einen Temperierungskreislauf zur Temperierung des Raums umfassend ein im Kreis geführtes Fluid, ein Fördermittel zum Erzeugung einer Strömung des Fluids und einen stromauf des Fördermittels angeordneten Wärmetauscher gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Wärmetauscher derart im Fluidstrom angeordnet ist, dass eine Erstreckungsrichtung des Wärmetauschers zu einer Förderrichtung des Fördermittels einen Winkel α im Bereich zwischen 0 und 90° aufweist.
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In der erfindungsgemäßen Anordnung ist bezogen auf einen Punkt der aktiven Fläche des Wärmetauschers der Winkel in dem das Fluid in den Wärmetauscher eintritt und dem Winkel in dem das Fluid aus dem Wärmetauscher austritt über die Fläche im wesentlichen gleich. Der Widerstand den das Fluid beim Durchströmen des Wärmetauschers erfährt und die Verweildauer des Fluids im Wärmetauscher ist also im Gegensatz zum Stand der Technik über die aktive Fläche im Wesentlichen konstant. Somit wird neben einer Wirkungsgradoptimierung des Wärmetauschers eine Homogenisierung des Temperierungsergebnisses, das heißt eine Verringerung der Temperaturschwankung erzielt werden.
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Dabei ist unter Erstreckungsrichtung des Wärmetauschers die Erstreckungsrichtung einer aktiven Fläche des Wärmetauschers, bevorzugt die Längserstreckung des Wärmetauschers zu verstehen. Das Fluid durchströmt den Wärmetauscher im Wesentlichen quer zur Erstreckungsrichtung. Vorzugsweise weist der Wärmetauscher eine (im Wesentlichen) planare Eintrittsfläche und eine (im Wesentlichen) planare Austrittsfläche (für das Fluid) auf. Die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche sind vorzugsweise planar zueinander angeordnet.
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Der Wärmetauscher ist eingerichtet einen ihn im Bereich der aktiven Fläche durchströmenden Fluidstrom zu temperieren, also ihn zu kühlen oder zu erwärmen.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Winkel α zwischen Erstreckungsrichtung des Wärmetauschers und Förderrichtung des Fördermittels im Bereich von 10 bis 80°, bevorzugter im Bereich von 15 bis 75°, noch bevorzugter im Bereich von 20 bis 70°, noch bevorzugter im Bereich von 25 bis 65°, noch bevorzugter im Bereich von 30 bis 60°, noch bevorzugter im Bereich von 35 bis 55° und noch bevorzugter im Bereich von 40 bis 50° beträgt. Es zeigte sich, dass in diesen Bereichen zunehmend ein messbarer Effekt auf die Temperaturverteilung des Fluids stromab des Wärmetauschers und den Wirkungsgrad des Wärmetauschers erzielt wird.
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Besonders bevorzugt ist wenn der Winkel α 45° beträgt, da dann der Ein- und der Austrittswinkel des den Wärmetauscher passierenden Fluids gleich sind.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die Kammer eine Trennwand auf. Diese Trennwand ist vorzugsweise innenliegend angeordnet, d.h. die Trennwand bildet nicht (oder nur mit einer oder mehrerer ihrer Stirnseiten) eine Außenfläche der Kammer aus. Es ist bevorzugt, dass der oben genannten Winkel α zwischen der Erstreckungsrichtung (Längserstreckung) des Wärmetauschers und der Trennwand ausgebildet wird. Die Trennwand verläuft zu einer Bodenfläche und/oder eine Oberseite der Kammer vorzugsweise senkrecht.Vorzugsweise ist eine Längsausdehnung des Wärmetauschers größer als eine Querausdehnung des Saugbereichs. Bevorzugter beträgt eine (maximale) Längsausdehnung des Wärmetauschers mindestens 110%, noch bevorzugter mindestens 120% einer (maximalen) Querausdehnung des Saugbereichs.
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Es ist weiterhin bevorzugt, dass eine Seitenfläche des Wärmetauschers (oder eine Kante, die sich zwischen einer Hauptfläche und einer Seitenfläche des Wärmetauschers erstreckt) die Trennwand direkt kontaktiert. Es ist weiterhin bevorzugt, dass eine Seitenfläche des Wärmetauschers (oder eine Kante, die sich zwischen einer Hauptfläche und einer Seitenfläche des Wärmetauschers erstreckt) eine Oberseite der Kammer direkt kontaktiert.
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Mit Vorteil weist der Raum einen Lagerbereich zum Anordnen der Früchte und einen Saugbereich zum Ansaugen des Fluids aufweist, wobei beide Bereiche strömungstechnisch miteinander verbunden und insbesondere räumlich voneinander getrennt sind. Dies hat den Vorteil, dass sich ein Druckbereich ausbildet, der im Lagerbereich angeordnet ist oder diesem entspricht. In diesem kann das temperierte Fluid gleichmäßig verteilt werden.
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Mit anderen Worten sind diese Bereiche benachbart zueinander angeordnet. Es ist vorgesehen, dass das Fördermittel entlang einer Grenze zwischen Lagerbereich und Saugbereich angeordnet ist. Damit ist sichergestellt, dass das temperierte Fluid den gesamten Lagerbereich durchströmt bevor es vom Fördermittel wieder angesaugt wird, da das Fluid vor dem Ansaugen den Druckbereich bzw. den Lagerbereich verlassen muss. Somit werden, insbesondere stromaufseitig des Fördermittels Bereiche vermieden, die dem Fluidstrom nicht zugänglich sind.
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Die Grenze weist neben dem Fördermittel zumindest eine weitere strömungstechnische Verbindung auf. Hierbei kann es sich um eine Öffnung in beliebiger Form und Größe handeln oder um eine zumindest bereichsweise fluidundurchlässige, insbesondere durchgehende Wand.
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Dabei ist es von Vorteil, wenn der fluiddurchlässige Bereich und/oder die Öffnung derart ausgebildet sind, dass sie eine maximale Füllhöhe des Lagerbereichs nicht überragen, insbesondere kleiner ausgeführt ist als eine Füllhöhe des Lagerbereichs. Dies vermeidet einen fluiddurchlässigen Bereich oberhalb von in der Kammer angeordneten Waren, in welchem ein Strömungswiderstand gegenüber einem mit der Ware fluchtenden Bereich der fluidführenden Verbindung zwangsläufig reduziert wäre. Somit wird in der genannten Ausgestaltung sichergestellt, dass der gesamte Fluidstrom auf die Ware aufgeteilt wird und diese beim Passieren des Lagerbereichs vom temperierten Fluid durchströmt wird.
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Ferner ist bevorzugt, dass der Wärmetauscher derart im Saugbereich angeordnet ist, dass der gesamte Fluidstrom bei einem Passieren des Saugbereichs den Wärmetauscher durchströmt. Dies vermeidet die Entstehung einer Möglichkeit für das Fluid den Wärmetauscher zu umgehen und somit untemperiert durch das Fördermittel in den Druck- bzw. Lagerbereich gefördert zu werden.
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Somit ist mit besonderem Vorteil der Wärmetauscher im Saugbereich derart angeordnet, dass er diesen quer zum Fluidstrom in zwei Abschnitte unterteilt. Hierzu ist beispielsweise in Erstreckungsrichtung des Wärmetauschers beidseits desselben eine fluidundurchlässige Verbindung mit einer Begrenzung des Saugbereichs ausgebildet. Diese ist insbesondere an zwei gegenüberliegenden und/oder benachbarten Seiten beziehungsweise Wänden des Saugbereichs angeordnet. Mit anderen Worten ist der Wärmetauscher in Erstreckungsrichtung beidseits mit zwei benachbarten und/oder gegenüberliegenden Wänden verbunden. Dabei bildet eine der mit dem Wärmetauscher verbundenen Wände die Grenze zwischen Druckbereich und Saugbereich aus.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Kammer ist vorgesehen, dass das Fördermittel ein Ventilator oder eine Pumpe ist.
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Die Kammer ist insbesondere derart ausgestaltet, dass im Raum Obst, insbesondere klimakterische Früchte gelagert und/oder gereift werden. Diese werden dann bevorzugt auf Lagermitteln, beispielsweise Paletten gelagert, die vom Fluidstrom passierbar sind.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 und 2 je eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Kammer nach dem Stand der Technik in Aufsicht,
- 3 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Kammer in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung in Aufsicht.
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Die 1 und 2 zeigen jeweils eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Kammer 1' nach dem Stand der Technik in Aufsicht.
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Die gezeigte Kammer 1' weist einen, insbesondere strömungstechnisch abgeschlossenen Raum zum Lagern von Ware, insbesondere Früchten und Gemüse auf. Innerhalb des Raums ist ein Fördermittel 2 zur Erzeugung eines Fluidstroms 9 und ein Wärmetauscher 3 zum temperieren, also zum Kühlen oder Erwärmen eines Fluids angeordnet. Der Wärmetauscher ist bevorzugt benachbart stromauf oder stromab des Fördermittels 2 angeordnet, so dass das vom Fördermittel 2 geförderte Fluid den Wärmetauscher 3 durchströmt.
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Vorzugsweise ist das Fördermittel 2 und/oder der Wärmetauscher 3 außerhalb einer Flucht der in der Kammer platzierten Ware angeordnet, besonders bevorzugt in Schwerkraftrichtung oberhalb dieser.
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Der Wärmetauscher 3 ist nach dem Stand der Technik entweder parallel zur Fördereinheit 2 angeordnet, also derart angeordnet, dass eine Erstreckungsrichtung des Wärmetauschers senkrecht, also in einem Winkel von 90° zu einer Förderrichtung des Fördermittels 2 ausgerichtet ist. Mit anderen Worten, eine Durchflussrichtung des Fluids durch den Wärmetauscher 3 entspricht einer Durchflussrichtung des Fluids durch das Fördermittel 2. Diese Ausgestaltung ist in 1 gezeigt. Alternativ dazu ist der Wärmetauscher 3 in Erstreckungsrichtung parallel, also in einem Winkel von 0° zur Förderrichtung der Fördereinheit 2 angeordnet, wie in 2 gezeigt. Die Durchflussrichtung des Fluids durch Fördermittel 2 und Wärmetauscher 3 sind in dieser Variante senkrecht zueinander ausgerichtet.
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Die Kammer 1 ist in den gezeigten Ausgestaltungen mittels einer festen Trennwand 4 und einer flexiblen Abschottungs-Plane 10 in einen Druckbereich 6 und einen Saugbereich 7 getrennt. Mit der parallelen Anordnung von Paletten-Ware und der Abschottungsplane 7 vor der Saugwand wird ein Luftkanal geschaffen, wo das Fördermittel 2 vom Druckbereich 6 über die Ware 8 in den Saugbereich 7 strömen kann. Der Druckbereich ist dabei als Lagerbereich ausgestaltet in welchem Ware, vor allem Obst, insbesondere klimakterische Früchte aber auch Gemüse und andere verderbliche Waren gelagert, gekühlt und/oder gereift werden können.
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Die Trennwand 4 und die Abschottungsplane 10 dienen demnach als Grenze 4, 10 zwischen Druck- bzw. Lagerbereich 6 und Saugbereich 7 entlang welcher ein Fördermittel 2 angeordnet ist. Das Fördermittel 2 ist beispielsweise als Ventilator, insbesondere als Axialventilator oder als Pumpe ausgestaltet. Das Fördermittel 2 ist derart entlang der Grenze 4 angeordnet, dass es ein Fluid aus dem Saugbereich 7 in den Druckbereich 6 fördert. Hierzu wird das Fluid aus dem Saugbereich 7 angesaugt und mit Erzeugung eines Überdrucks in den Druckbereich 6 entlassen.
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Die Trennwand 4 weist eine fluidführende Verbindung zwischen Druckbereich 6 und Saugbereich 7 auf durch die ein Austausch von Fluid zwischen Druckbereich6 und Saugbereich 7 erfolgen kann. Im Betrieb des Fördermittels 2 ist dieser Austausch auf eine Richtung, nämlich vom Druckbereich 6 in den Saugbereich 7 beschränkt.
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Somit entsteht im Betrieb des Fördermittels 2 ein Fluidstrom 9, welcher ausgehend vom Fördermittel 2 den Druck- bzw. Lagerbereich 6 durchdurchläuft und dabei die Ware durchströmt, bevor er das Fluid durch die fluidführende Verbindung aus dem Druckbereich 6 in den Saugbereich 7 führt. Im Saugbereich quert der Fluidstrom 9 den Wärmetauscher 3 um anschließend wieder durch das Fördermittel 2 in den Druck- bzw. Lagerbereich 6 gefördert zu werden.
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Im Unterschied zum Stand der Technik ist der Wärmetauscher 3 in einer erfindungsgemäßen Kammer 1 derart angeordnet, dass er in Erstreckungsrichtung 31 in einem Winkel α im Bereich von 10 bis 80 ° geneigt zur Förderrichtung 21 des Fördermittels 2 ausgerichtet ist. Somit ist ein Unterschied zwischen einem Eintritt- und Austrittwinkel des Fluids auf die aktive Fläche des Wärmetauschers 3 beim Durchströmen des Fluids durch den Wärmetauscher 3 gegenüber dem Stand der Technik verringert. Darüber hinaus ist die genannte Winkeldifferenz über die aktive Fläche des Wärmetauschers 3 homogenisiert. Beides führt zu einer homogeneren Temperierung des durchströmten Fluids und zu einer Erhöhung des Wirkungsgrads des Wärmetauschers 3. Es kann bei gleichen Raumabmessungs-Dimensionen des Saugbereich 7 ein größerer und leistungsstärkerer Wärmetauscher 3 eingesetzt werden. Die Abmessungen des Saugbereichs 7 werden vom Wärmetauscher 3 optimal ausgenutzt. Die Anordnung reduziert die notwendige Grundfläche des Saubereichs 7 der Kammer 1.
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Ein weiterer Aspekt ist, dass sich bei der Kühlung der Förderluft bzw. eines Mediums Kondenswasser an den Lamellen des Wärmetauschers in Form von Wassertropfen bildet. Es ist vorteilhaft, die umgewälzte Förderluft möglichst lange mit den Kondenswassertropfen in Verbindung zu bringen und gleichzeitig nach unten auf den Boden des Saugbereiches 7 tropfen zu lassen. Dies ist grundsätzlich mit den Vorrichtungen der 3 bzw. der 1 möglich. 1 hat jedoch den Nachteil, dass der Weg der Wassertropfen an der Lamelle bis zum Herunterfallen kurz ist (entspricht die Bautiefe des Wärmetauschers) und bei gleichen Wärmetauscher-Abmessungen mehr Grundfläche der Kammer benötigt wird. In 3 können die Wassertropfen an der Wärmetauscher-Lamelle vorteilhafterweise einen längeren Weg bis zum Abtropfen nach unten im Wärmetauscher verweilen, wodurch die Kammer-Förderluft besser befeuchtet werden kann. Gleichzeitig können die Wassertropfen auf den Boden des Saugbereichs 7 abtropfen.
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Bezugszeichenliste
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- 1'
- Kammer nach dem Stand der Technik
- 1
- Kammer
- 2
- Fördermittel
- 21
- Förderrichtung
- 3
- Wärmetauscher
- 31
- Erstreckungsrichtung
- 4
- Trennwand/ Grenze
- 5
- fluidführende Verbindung
- 6
- Druck- bzw. Lagerbereich
- 7
- Saugbereich
- 8
- Ware/Lagermittel
- 9
- Fluidstrom
