DE2504903A1

DE2504903A1 - Verfahren und vorrichtung zur kuehlhaltung von empfindlichen, gekuehlten waren

Info

Publication number: DE2504903A1
Application number: DE19752504903
Authority: DE
Inventors: Heinrich Menge
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-02-06
Filing date: 1975-02-06
Publication date: 1976-08-19

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Kühlhaltung von empfindlichen, gekühlten Waren.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlbaltung von empfindlichen, gekühlten Waren, die in einer von einem oder mehreren Kühlkörpern eines aus einem Primär- und mindestens einem Sekundärkreislauf bestehenden Kühlsystem gekühlten Kühltruhe auf dem Vertriebswege kühl gehalten werden. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Kühlhaltung von empfindlichen, gekühlten Waren, die in einer von einem oder mehreren Kühlkbrpern eines aus einem Primär- und mindestens einem Sekundärkreislauf bestehenden Kühlsystem gekühlten Kühltruhe auf dem Vertriebswege kühl gehalten werden.
Sowohl das Verfahren als auch die Vorrichtung beziehen sich auf das Patent . ... ... (Patentanmeldung P 24 12 420.7).
Im praktischen Einsatz hat sich herausgestellt, daß die Konzeption des aus dem Stammpatent und dem Zusatzpatent .
(Patentanmeldung P 24 44 164.3) bekanntgewordenen Verfahrens und der zu seiner Durchführung benutzten Anlage grundsätzlich richtig ist. Lediglich der Sicherheitsaspekt hatte bei den bisher angewandten Verfahren noch keine ausreichende Berücksichtigung gefunden. Es stellte sich heraus, daß Wärmeeinbrüche möglich sind, wenn wichtige Anlagenteile ausfallen.
Diese Wärme einbrüche führen zwar nicht dazu, daß die tiefgekühlte Ware unbrauchbar wird. Der zur Wiederherstellung des benötigten Kälteniveaus erforderliche Energieaufwand ist aber beträchtlich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Anlage sicherheitstechnisch so zu verbessern, daß erhebliche Wärmeeinbrüche ausgeschaltet werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kühlflüssigkeit des Primärkreislaufes von zwei Verdichtern komprimiert wird, von denen der erste zum Dauerbetrieb bei einer im Sekundärkreislauf herrschenden niedrigen Kühlmitteltemperatur eingeschaltet wird, während der zweite in Reserve stehende Verdichter bei einer höheren Kühlmitteltemperatur eingeschaltet wird.
Durch den Einsatz zweier Verdichter wird das Risiko fehlender Kälteerzeugung weitgehend ausgeschaltet. Beide Verdichter stehen ständig in Einsatzbereitschaft. Einer der beiden Verdichter schaltet beim Ansteigen der Temperatur im Sekundärkreislauf etwas früher ein als der andere Verdichter. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Reserveverdichter seinen Betrieb bereits aufnimmt, bevor das Temperaturniveau im Sekundärkreislauf erheblich ansteigen kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind auch zum Umwälzen der Flüssigkeit im Sekundärkreislauf zwei Kalte solepumpen gegeneinander verriegelbar parallel geschaltet, von denen die eine im Dauerbetrieb und die andere im Reservebetrieb eingeschaltet wird. Auf diese Weise wird auch das Risiko weitgehend ausgeschaltet, daß der Sekundärkreislauf nicht in ausreichender Weise aufrechterhalten wird. Das Einschalten der einen oder anderen Kaltsolepumpe erfolgt in ähnlicher Weise wie die Einschaltung der Verdichter des Primärkreislaufes.
Dabei können nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Kaltbehälter sowohl eine Maximum- als auch eine Minimumstandanzeige vorgesehen sein, die jeweils mit einer Warnanlage verbunden sind. Diese Sicherheitsvorrichtung hat den Vorteil, daß eine Leckstelle im Kühlsystem sofort erkannt und gemeldet wird. Das gilt sowohl bei einem unkontrollierten Auslaufen von Kühlflüssigkeit im Bereich des Sekundärkreislaufes als auch bei einem Eintritt von Kühlflüssigkeit aus dem Primärkreislauf in den Kaltbehälter des Sekundärkreislaufes.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist.
In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine ubersichtsskizze über eine Kühlanlage, Fig. 2 eine Ubersichtsskizze über die Anordnung des Primärkreislaufes, Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung einer Vorrichtung zum Umschalten des Soleflusses, Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Warm- und Kalt Sole behälter mit-Umschaltvorrichtung für den Solefluß und Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine Kühltruhe mit einem zugeordneten Spannstab.
Eine Kühlanlage besteht im wesentlichen aus einem Kälteerzeugerteil 1 und einem Kälteverbraucherteil 2, der beispielsweise aus einer oder mehreren hintereinander geschalteter Kühltruhen 3 bestehen kann. Der Kälteerzeugerteil 1 ist mit dem Kälteverbraucherteil 2 durch einen Sekundärkreislauf 4 verbunden. Dieser besteht aus einer der Anzahl der Kühltruhen 3 entsprechenden Anzahl von Kühlkörpern 5, die in die Kühltruhen 3 eingehängt sind und aus diesen durch die Deckelöffnung 6 entnommen werden können. Die Kühlkörper 5 sind über eine Rohrleitung mit Umwälpumpen verbunden, die das Kühlmittel aus dem Kälteerzeugerteil 1 in den Kälteverbraucherteil 2 drücken. Der Umlauf des Kühlmittels wird aufrechterhalten durch zwei parallelgeschaltete Kaltsolepumpen 7,8, die jeweils über einen Eintrittsstutzen 9,10 mit einem Kaltbehälter 11 bzw.
jeweils einem Austrittsstutzen 12,13 mit einer die Verbindung zu den Kühlkörpern 5 herstellenden Rohrleitung 14 verbunden sind.
Außerdem ist eine Warmsolepumpe 15 über ihren Austrittsstutzen 16 mit der Rohrleitung 14 verbunden. Sie mündet andererseits mit ihrem Eintrittsstutzen 17 in einen dem Kaltbehälter 11 benachbarten Warmbehälter 18. Sowohl der Kälteerzeugerteil 1 als auch der Kälteverbraucherteil 2 können jeweils auf Paletten 19 angeordnet sein, die ihren Transport vereinfachen.
Im Kaltbehälter 11 sind Kühlschlangen 20 eines Primärkreislaufes 21 vorgesehen. Jeweils zwei parallel geschaltete Kreisläufe 21 sind mit jeweils einem Verdichter 22,23 als auch mit einem Sammelbehälter 24,25 ausgestattet. Jede der beiden Verdichter wird von einem Thermostaten 26,27 gesteuert. Beide Thermostaten 26,27 messen innerhalb des Kaltbehälters 11 die Temperatur des Kühlmittels. Sobald eine untere Temperaturgrenze erreicht ist, schaltet einer der Thermostaten 26,27 den ihm zugeordneten Verdichter 22,23 ein. Sollte dieser aus Gründen irgendeines Defektes nicht anspringen, so schaltet der jeweils andere Thermostat bei Überschreiten der entsprechenden Kühlmitteltemperatur den ihm zugeordneten Verdichter ein. Der defekte Verdichter kann dann nach Abschalten des ihm zugeordneten Ventils 28,29 demontiert und repariert werden.
Die im Warmbehälter 18 vorhandene Warmsole wird in bestimmten Zeitabständen zum Abtauen des Kühlkörpers 5 durch den Sekundärkreislauf 4 geleitet. Zum Steuern des Kühlmittelstromes wird eine Umschaltvorrichtung 30 benutzt, mit deren Hilfe der Kühlmittelstrom entweder in den Warmbehälter 18 oder in den Kaltbehälter 11 geleitet wird, wenn er den Kühlkörper 5 durchströmt hat.
Die Umschaltvorrichtung 30 besteht im wesentlichen aus einem kippbaren Trichter 31, in dessen breiteren Teil 32 das im Sekundärkreislauf 4 umgewälste Kühlmittel eintritt. Das Kühlmittel fließt dann in Richtung auf den schmaleren Teil des Trichters 31 und tritt aus diesem je nach Kippzustand des Trichters 31 in Richtung auf den Warmbehälter 18 oder den Kaltbehälter 11 aus.
Die Bewegungen des Trichters 31 werden entsprechend dem Füllstand im Warmbehälter 18 gesteuert. Zu diesem Zwecke ist am Trichter 31 ein Arm 33 angelenkt, der mit einem Schwimmer 34 verbunden ist. Dieser schwimmt auf dem im Warmbehälter 18 angesammelten Kühlmittel, so daß durch eine entsprechende Hebelübersetzung der Trichter 31 bei einem oberen Füllstand in Richtung auf den Kaltbehälter 11 gekippt wird, so daß das aus dem Kühlkörper 5 rückfließende Ktlhlmittel in den Kaltbehälter 11 eintritt. Bei einem unteren Füllstand im Warmbehälter 18 wird hingegen der Trichter 31 so gekippt, daß das Kühlmittel in den Warmbehälter 18 einfließen kann.
Die Kühlhaltung der in der Kühltruhe 3 verpackten Ware geschieht mit Hilfe der über den Kühlkörper 5 innerhalb der Kühltruhe 3 vom Kühlmittel abgegebenen Kälte. Das Kühlmittel wird von den Pumpen 7,8,15 im Sekundärkreislauf 4 umgepumpt.
Sie gelangt dabei bei entsprechender Kippstellung des Trichters 31 in den Kaltbehälter 11, und wird dort auf eine dem Sekundärkreislauf 4 entsprechende Ausgangstemperatur gebracht. Das Kühlmittel wird im Kaltbehälter 11 aufgrund der von Kühlschlangen 35 des Primärkreislaufes 21 abgegebenen Kälte abgekühlt. Die Kühltemperatur im Primärkreislauf 21 wird in üblicher Weise durch die Expansion von Kühlmittel erreicht, das von den Verdichtern 22,23 zuvor komprimiert wurde.
Dabei ist jeweils nur einer der beiden Verdichter 22,23 in Betrieb, während der andere in Reserve steht. Die Steuerung der Verdichter erfolgt mit Hilfe der Thermostaten 26,27 in der Weise, daß der für den Dauerbetrieb gedachte Verdichter 22 bei einer bestimmten Temperatur des Sekundärkühlmittels im Kaltbehälter 11 anspringt, während der andere Verdichter 23 in Reserve steht. Erst wenn sich herausgestellt hat, daß mangels einer Funktion des Verdichters 22 die Temperatur des Kühlmittels im Kaltbehälter 11 noch weiter ansteigt, wird bei einer oberhalb des Anspringpunktes vom Kompressor 22 liegenden Temperatur der Kompressor 23 eingeschaltet.
Nunmehr wird das Kühlmittel im Sekundärkreislauf 4 von einer der Kaltsolepumpen 7,8 umgepumpt. Sollte die für den ständigen Betrieb vorgesehene Kaltsolepumpe 7 ausfallen, so wird statt ihrer die in Reserve stehende Kaltsolepumpe 8 eingeschaltet und pumpt ihrerseits die kalte Sole durch die Rohrleitung 14 und die Kühlkörper 5.
Die beiden Kaltsolepumpen 7,8 sind gegeneinander elektrisch so verriegelt, daß nur eine der Pumpen gleichzeitig läuft. Die Verriegelung kann in der Weise vorgesehen werden, daß die Reservepumpe 8 anläuft, wenn. das Schaltrelais der Kaltsolepumpe 7 stromlos ist.
Während der Kühlung bildet sich am Kühlkörper 5 eine Eisschicht, die den Wärmeübergang auf die ihn umgebende Luft erheblich verschlechtert. Die Beseitigung dieser Eisschicht geschieht mit Hilfe warmer Sole, die von der Warmsolepumpe 15 im Sekundärkreislauf 4 umgepumpt wird. Zu diesem Zwecke werden die Kaltsolepumpen 7,8 abgeschaltet und die Warmsolepumpe 15 eingeschaltet. Sie pumpt die Warmsole aus dem Behälter 18 in den Sekundärkreislauf 4, so daß der Füllstand im Warmbehälter 18 absinkt. Dabei drückt die warme Sole die kalte Sole vor sich her, die über den entsprechend gekippten Trichter 31 in den Kaltbehälter 11 fließt.
Sobald der Füllstand im Warmbehälter 18 so weit abgesunken ist, daß die aus diesem Behälter 18 abgepumpte Sole den gesamten Sekundärkreislauf 4 füllt, schaltet der Schwimmer 34 den richter 31 um, so daß nunmehr die jetzt in den Trichter 31 eintretende Warmsole unmittelbar in den Warmbehälter 18 eintreten kann. So lange die Warmsolepumpe 15 eingeschaltet bleibt, hält sich der Füllstand auf dieser Höhe, so daß der Sekundärkreislauf 4 über den Warmbehälter 18 geschlossen bleibt.
Nachdem die Kühlkörper 5 abgetaut sind, wird die Warmsolepumpe 15 stillgesetzt und eine der beiden Kaltsolepumpen 7,8 eingeschaltet. Diese pumpt die kalte Sole aus dem Kaltbehälter 11 in die Rohrleitung 14 und damit in den Sekundärkreislauf 4.
Die kalte Sole treibt die warme Sole vor sich her, die sich weiterhin über den gekippten Trichter 31 in den Warmbehälter 18 ergießt. In diesem steigt der Füllstand. Sobald dieser einen bestimmten oberen Wert erreicht hat, der dem Inhalt des Sekundärkreislaufes 4 an warmer Sole entspricht, schaltet der richter 31 den Solestrom wieder in Richtung auf den Ealtbehälter 11 um.
Die Umschaltvorrichtung 30 ist billig und- sehr betriebssicher.
Ihre Funktionsweise wird nicht durch die beim Durchströmen der kalten Sole stattfindenden Eisentwicklung gestört.
Die Temperatur der warmen Sole im Warmbehälter 18 kann sich nach der der Umgebungsluft richten. Es ist aber auch möglich, im Warmbehälter 18 eine Heizung 36 vorzusehen, die die Temperatur der warmen Sole auf eine gewünschte optimale Höhe bringt.
Die Umschaltung vom Warmsole- auf den Kaltsolebetrieb kann vorzugsweise mit Rückschlagventilen erfolgen, die in den Austrittsstutzen 12, 13, 16 anzubringen sind. Diese Rückschlagventile sind bevorzugt als Klappenventile ausgebildet, die weitgehende Sicherheit gegen Ver eisungen bieten. Diese Klappenventile öffnen den Soledurchgang in Richtung auf die Kühlkörper 5, wenn der von den Pumpen 7, 8 bzw. 15 erzeugte Druck größer ist als der in der Rohrleitung 14 herrschende Druck. Ist mithin die Kaltsolepumpe 7 eingeschaltet, so öffnet das Ventil im Austrittsstutzen 12 den Soledurchgang in Richtung auf die Rohrleitung 14. In dieser steigt der Druck so stark an, daß die Ventile in den Austrittsstutzen 13 und 16 verschlossen werden, so daß keine Sole von der Rohrleitung 14 in diese eindringen kann. Auf diese Weise wird vermieden, daß Warmsole in die Kaltsole-Austrittsstutzen 12 und 13 bei eingeschalteter Warmsolepumpe 15 und Kaltsole in den Warmsole-Austrittsstutzen 16 bei eingeschalteter Kaltsolepumpe 7 bzw. 8 eindringen kann. Zum Zwecke der Umschaltung vom Warmsole- auf den Kaltsole-Betrieb bzw.
umgekehrt werden keine Ventile betätigt, sondern nur die entsprechenden Pumpen 7, 8 bzw. 15 eingeschaltet. Die gegenseitige Verriegelung der Austrittsstutzen 12, 13 bzw. 16 erfolgt dann automatisch.
Zur weiteren Vereinfachung und Absicherung des Kühlsystems ist eine schnelleund betriebssichere Verriegelung der einzelnen Kühltruhen 3 vorgesehen. Diese Verriegelung besteht aus einem Spannstab 37, der in entsprechende Ausnehmungen 38 der Wandungen 39 mit Nasen 40 einrastet. Der Spannstab 37 kann als; Hohlstab 42 ausgebildet sein, in dem ein Gleitteil 41 in Richtung der Längsachse gleitend gelagert ist. Das Gleitteil 41 stützt sich durch eine Druckfeder 43 im Inneren des Hohlstabes 42 gegen diesen ab. Sowohl der Hohlstab 42 als auch der Gleitteil 41 sind von einer gemeinsamen Bohrung 44 durchzogen, die beispielsweise zur Aufnahme eines Steckschlosses dienen kann..
Zum Verschluß der Kühltruhe 3 wird unterhalb der Ausnehmungen 38 eine kältedurchlässige Abdeckung 45 eingelegt. Diese verschließt die in der Kühltruhe 3 eingelagerte Ware gegen unbefugte Herausnahme. Sodann wird oberhalb der Abdeckung 45 der Spannstab 37 mit den Nasen 40 in die Ausnehmungen 38 eingespannt. Nachdem sich der Spannstab 37 auf die den Ausnehmungen 38 entsprechende Weite durch den Druck der Feder 43 eingestellt hat, werden der Gleitteil 41 und der Hohlstab 42 gegeneinander dadurch verriegelt, daß etwa ein Steckschloß in die Bohrung 44 eingebracht wird.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Kühlhaltung von empfindlichen, gekühlten \«waren, die in einer von einem oder mehreren Kühlkörpern eines aus einem Primär- und mindestens einem Sekundärkreislauf bestehenden Kühlsystems gekühlten Kühltruhe auf dem Vertriebswege kühl gehalten werden, gemäß Patent . ... ... (Patentanmeldung P 24 12 420.7), dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit des Primärkreislaufes von zwei Verdichtern (22,23) komprimiert wird, von denen der erste zum Dauerbetrieb bei einer im Sekundärkreislauf (4) herrschenden niedrigen Eühlmitteltemperatur eingeschaltet wird, während der zweite in Reserve stehende Verdichter bei einer höheren Eühlmitteltemperatur eingeschaltet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Umwälzen der Flüssigkeit im Sekundärkreislauf (4) zwei Raltsolepumpen (7,8) gegeneinander verriegelbar parallel geschaltet sind, von denen die eine im Dauerbetrieb und die andere im Reservebetrieb eingeschaltet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer dritten Pumpe (15) warme Sole zum Abtauen des bzw. der Kühlkörper (5) im Sekundärkreislauf (4) umgewalt wird, die in einer gegenseitigen Verriegelungsschaltung mit den beiden Kaltsolepumpen (7,8) zusammenge schaltet ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf der warmen Sole in einen für sie vorgesenenen Warmbehälter (18) entsprechend dem in diesem vorhandenen Flüssigkeitsstand gesteuert wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang des Warmbehälters (18) eine entsprechend dem Flüssigkeitsstand gesteuerte Umschaltvorrichtung (30) zur Lenkung der Sole in den Warmbehälter (18) oder in einem zur Sammlung der kalten Sole dienenden Kaltbehälter (11) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Umschaltvorrichtung (30) ein um eine Drehachse kippbarer Trichter (31) vorgesehen ist, in dessen weite Öffnung (32) die aus dem Sekundärkreislauf (4) rückfließende Sole einläuft und aus dessen enger Öffnung (46) die Sole je nach dem Kippzustand des Trichters (31) entweder in den Warm- oder in den Kaltbehälter (18,11) läuft.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Trichter (31) mit einem im Warmbehälter (18) schwimmenden Schwimmer (34) verbunden ist und eine Umschaltung des Trichters (31) vom Kalt- auf den Warmbehälter (11,18) nach Erreichen eines im Warmbehälter (18) nach Füllung des Sekundärkreislaufs (4) mit warmer Sole herrschenden Flüssigkeitsstandes vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsschaltung für die Solepumpen (7, 8, 15) aus in Richtung auf die Kühlkörper (5) durchströmten Rückschlagventilen besteht, die zwischen den Solepumpen (7, 8, 15) und einer zu den Kühlkörpern (5) führenden Rohrleitung (14) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile als Klappenventile ausgebildet sind.

lo. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühltruhe (3) eine kältedurchlässige Abdeckung (45) mit einem die Wandungen (39) der Kühltruhe (3) beaufschlagenden Spannverschluß aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannverschluß als ein sich in den Wandungen (39) der Kühltruhe (3) abstützender Spannstab (37) ausgebildet ist, der zwei gegeneinander verschiebliche und miteinander verriegelbare Teile (41, 42) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch lo und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (41, 42) des Spannstabes (37) von einer Druckfeder (43) in einander entgegengesetzte Richtungen beaufschlagt sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Kaltbehälter (11) eine Maximum- und eine Minimumstandanzeige vorgesehen ist, die jeweils mit einer Warnanlage verbunden sind.

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