DE3137290A1

DE3137290A1 - Method and device for storing heat at low temperature, and the use thereof

Info

Publication number: DE3137290A1
Application number: DE19813137290
Authority: DE
Inventors: Jean Louis 58270 Saint Benin D'Azy Esteve
Original assignee: Alfa Laval AB
Current assignee: Alfa Laval AB
Priority date: 1980-10-02
Filing date: 1981-09-18
Publication date: 1982-05-19
Anticipated expiration: 2001-09-19
Also published as: FR2491607A1; IT8123884A0; FR2491607B1; DE3137290C2; ES505992A0; ES8302898A1; IT1138217B

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Wärmespeicherung bei niedriger Temperatur sowie deren AnwendungMethod and device for heat storage at low temperature and their application

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Speichern thermischer Energie bei niedriger Temperatur sowie die Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtung, wobei es sich bei dem Verfahren um ein sogenanntes "Weicheis-Verfahren" handelt.The present invention relates to a method and an apparatus for storing thermal energy at low Temperature and the application of the method and the device, the method being a so-called "Soft ice process" is.

Die klassischen Verfahren zur Wärmespeicherung bei niedrigenTemperaturen (bei 0⁰C bzw. 273⁰K) basieren auf dem Prinzip der Zustandsänderung (flüssig—»fest) eines in großen Mengen billig verfügbaren Stoffes, nämlich des Wassers, das bei 0⁰C und atmosphärischem Druck zu Eis übergeht. Eine Kühlmaschine, deren Verdampfer im allgemeinen eine Rohrschlange ist, die in ein Wasser enthaltendes Gefäß getaucht wird, erzeugt Kälte durch Verdampfung des in ihr strömenden Kühlmittels. Liegt die Tempe-The classic methods for heat storage at low temperatures (at 0 ⁰ C or 273 ⁰ K) are based on the principle of the change of state (liquid - »solid) of a substance that is cheaply available in large quantities, namely water, which is at 0 ⁰ C and atmospheric pressure turns to ice. A refrigeration machine, the evaporator of which is generally a coil which is immersed in a vessel containing water, generates cold by evaporating the refrigerant flowing in it. Is the temperature

"^ ratur des Wassers bei 0⁰C, bildet sich um die Schlange (d.h. auf der Verdampferoberfläche) Eis. Eine Vorrichtung, die die Dicke der Eisschicht mißt, schaltet die Kühlmaschine ab, wenn eine optimale Eismenge erzeugt worden ist. Die Nutzung der so gespeicherten WärmeenergieThe temperature of the water at 0 ⁰ C, ice forms around the snake (ie on the evaporator surface). A device that measures the thickness of the ice layer switches off the cooling machine when an optimal amount of ice has been produced stored thermal energy

^° erfolgt, indem man das im Behälter nicht als Eis vorliegende Wasser durch einen externen Wärmeaustauscher strö-^ ° is done by removing what is not in the container as ice Water flows through an external heat exchanger

men und mit höherer Temperatur in den Behälter zurückkehren läßt. Bei der Berührung mit diesem Wasser, dessen Temperatur höher als O⁰C liegt, wandelt sich das im Behälter vorliegende Eis zu Wasser, wobei es 80 kcal pro Kilogramm Eis aufnimmt.men and can return to the container at a higher temperature. When it comes into contact with this water, the temperature of which is higher than ⁰ ° C., the ice in the container changes to water, absorbing 80 kcal per kilogram of ice.

Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung basiert zunächst auf dem gleichen Prinzip, d.h. der Wärmespeicherung über eine Zustandsänderung einer Substanz (flüssig The method according to the present invention is initially based on the same principle, i.e. heat storage via a change in the state of a substance (liquid

fest) und Wiederherstellung der latenten Schmelzwärme der Substanz während seiner Nutzung im Wärmeaustauscher. Demgegenüber ist das vorliegende Verfahren neuartig, als es sich bei der zur Phasenänderung verwendeten Substanz nicht mehr um Wasser, sondern um eine Mischung aus Wasser und einer anderen Flüssigkeit, insbesondere eine Mischung aus Wasser und Alkohol handelt. Die zur Durchführung des Verfahrens eingesetzte Vorrichtung ist ebenfalls neuartig dahingehend, daß der Verdampfer der Kühlmaschine und das Gefäß zur Speicherung der Substanz sich von üblichen Anlagen dieser Art unterscheiden.solid) and restoration of the latent heat of fusion of the substance during its use in the heat exchanger. In contrast The present process is new than the substance used for phase change more about water, but about a mixture of water and another liquid, especially a mixture of Water and alcohol are involved. The device used to carry out the method is also novel to the effect that the evaporator of the cooling machine and the vessel for storing the substance are different from conventional systems differentiate this type.

Die. vorliegende Erfindung hat also zum Hauptziel, ein Verfahren zur Speicherung von Wärmeenergie bei niedriger Temperatur anzugeben, indem man eine Zustandsänderung des Wassers vom flüssigen zum festen Zustand unter Kühlung beim Kontakt mit dem Verdampfer einer Kühlmaschine erzeugt, wobei dieser Verdampfer in einem das Wasser enthaltenden Gefäß angeordnet ist und das gekühlte Wasser durch einen Wärmeaustauscher außerhalb des die Wasser/Eis-Mischung enthaltenden Gefäßes strömt und danach in dieses Gefäß zurückkehrt, um beim Kontakt mit dem Eis erneut gekühlt zu werden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man als Substanz, die die Zustandsänderung erfährt, eine Mischung aus Wasser mit einer anderen Flüssigkeit verwendet, wobei der Gefrierpunkt der Mischung bei Atmosphärendruck uner 0⁰C liegt und sich im Gefäß eine große AnzahlThe. The main aim of the present invention is therefore to provide a method for storing thermal energy at low temperature by producing a change in the state of the water from the liquid to the solid state with cooling upon contact with the evaporator of a refrigerating machine, this evaporator being arranged in a vessel containing the water and the cooled water flows through a heat exchanger outside the vessel containing the water / ice mixture and then returns to this vessel in order to be cooled again on contact with the ice. The method is characterized in that, a mixture of water with another liquid used as a substance that undergoes the state change, whereby the freezing point of the mixture at atmospheric pressure is uner 0 ⁰ C and in the vessel a large number

kleiner Eiskristalle bildet, die miteinander nicht verschmolzen sind, weil eine dünne Schicht der genannten Flüssigkeit sie umgibt und voneinander isoliert. Auf diese Weise wird es möglich, im externen Wärmeaustauscher nicht nur den gekühlten, aber nicht als Eis vorliegenden Wasseranteil zu schicken, sondern auch gekühltes Wasser, das mindestens zum Teil kleine Eiskristalle enthält, die sich in der Einfassung gebildet haben. Man erhält also einen höheren Wirkungsgrad des Wärmeaustauschers (schneilere Kühlung).Forms small ice crystals that are not fused together because of a thin layer of the said Liquid surrounds them and isolates them from one another. In this way it becomes possible in the external heat exchanger to send not only the chilled, but not ice, water, but also chilled water, which contains at least some small ice crystals that have formed in the enclosure. So you get a higher efficiency of the heat exchanger (faster Cooling).

Wie bereits angegeben, kann man mit Vorteil eine Mischung aus Wasser und Alkohol verwenden.As already stated, a mixture of water and alcohol can be used with advantage.

Der Erstarrungspunkt einer Mischung aus Wasser und Alkohol liegt unter 0⁰C; die Vorteile dieses Umstands sind unten ausführlich erläutert. Bei dem verwendeten Alkohol nimmt man vorzugsweise den am leichtesten erhältlichen, d.h. Äthylalkohol; andere verwendbare Alkohole sind Allylalkohol CH₂=CH-CH₂OH, Benzylalkohol CgH₅-C₂OH, Butylalkohol CH₃(CH₂J₂CH₂OH, Propylalkohol CH₃CH₂CH₂OH, Äthylenglypol CH₂OH CH₂OH sowie Propandiol-1,2 CH₃CHOH CH₂OH.The freezing point of a mixture of water and alcohol is below 0 ^° C .; the advantages of this circumstance are explained in detail below. The alcohol used is preferably the most readily available, ie ethyl alcohol; other alcohols that can be used are allyl alcohol CH ₂ = CH-CH ₂ OH, benzyl alcohol CgH ₅ -C ₂ OH, butyl alcohol CH ₃ (CH ₂ J ₂ CH ₂ OH, propyl alcohol CH ₃ CH ₂ CH ₂ OH, ethylene glycol CH ₂ OH CH ₂ OH and propanediol-1,2 CH ₃ CHOH CH ₂ OH.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Verdampfer der zum Gefäß gehörenden Kühlmaschine vom Boden der Einfassung gebildet wird, unter den punktweise ein zweiter Boden geschweißt ist, und daß eine Rührmechanik vorgesehen 'ist, deren Flü-Another object of the present invention is an apparatus for carrying out the method, which is characterized in that the evaporator belonging to the vessel Cooling machine is formed from the bottom of the enclosure, under which a second bottom is welded in spots is, and that a stirring mechanism is provided, the flow of

gel die Bodenfläche des Gefäßes überstreichen.gel over the bottom of the vessel.

Schließlich ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung die Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtung zum Kühlen beliebiger fest, flüssiger oder gasförmiger Substanzen sowie zum Schnellkühlen von Milch zur Speicherung derselben bei niedriger Temperatur nach dem Melken.Finally, the aim of the present invention is to use the method and the device for cooling Any solid, liquid or gaseous substances as well as for quick cooling of milk for storage of the same at low temperature after milking.

·*· Eine spezielle Ausführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist im folgenden zur Erläuterung, nicht aber als Einschränkung der Erfindung unter Bezug· * · A special embodiment of the device according to the The present invention is referred to below to illustrate, but not limit, the invention

auf die Figuren der Zeichnung erläutert. 5explained on the figures of the drawing. 5

Fig. 1 ist eine schaubildliche Darstellung als Vertikalschnitt;Fig. 1 is a perspective view in vertical section;

Fig. 2 ist ein waagerechter Schnitt auf der Ebene ΙΙ-ΙΓ der Fig. 1;Fig. 2 is a horizontal section on the plane ΙΙ-ΙΓ of Fig. 1;

Fig. 3 ist eine vergrößert dargestellte Einzelheit aus der Fig. 1.FIG. 3 is an enlarged detail from FIG. 1.

Der Behälter zur Behandlung und Speicherung der Substanz, die ihren Zustand ändern soll (Wasser-Alkohol-Mischung) ist ein vertikal zylindrisches Gefäß mit isoliertem Doppelmantel, wobei das Innengefäß 1 aus nichtrostendem Stahl oder einem anderen Werkstoff, den das Wasser nicht angreift, und das Außengefäß 2 aus einem beliebigen tragenden Material ausreichender Festigkeit bestehen. Der Raum zwischen den beiden Gefäßen ist mit einem Isolierstoff 3 - beispielsweise eingespritztem Polyurethanschaum - ausgefüllt.The container for the treatment and storage of the substance that is supposed to change its condition (water-alcohol mixture) is a vertically cylindrical vessel with an insulated double jacket, the inner vessel 1 being made of stainless steel or another material which the water does not attack, and the outer vessel 2 made of any supporting material consist of sufficient strength. The space between the two vessels is covered with an insulating material 3 - for example injected polyurethane foam - filled.

Ein gegebenenfalls isolierter und gegebenenfalls hermetisch dicht abschließender unbeweglicher Deckel 17 schützt das gespeicherte Produkt, erlaubt aber Zugang zu den Innenmechanismen .An optionally isolated and optionally hermetic tightly closing immovable cover 17 protects the stored product but allows access to the internal mechanisms .

Der Boden 4 des Gefäßes, der aus nichtrostendem Stahl oder einem anderen wärmeleitenden Werkstoff besteht, dient als Austauschfläche zwischen dem den Zustand veränderden Produkt (Flüssigkeit vor bzw. Feststoff plus Flüssigkeit nach der Eisbildung), d.h. gegebenenfalls einer Wasser-Alkohol-Mischung, und dem Kühlmittel der Kühlmaschine. 35The bottom 4 of the vessel, which is made of stainless steel or Another thermally conductive material is used as an exchange surface between the product changing its state (Liquid before or solid plus liquid after ice formation), i.e. if necessary a water-alcohol mixture, and the coolant of the refrigerator. 35

Ein zweiter Boden 5 ist punktweise unter den Boden 4 geschweißt und bildet mit diesem zusammen den VerdampferA second base 5 is welded at points under the base 4 and together with it forms the evaporator

einer zugehörigen Kühlmaschine, d.h. den internen Wärmeaustauscher des Gefäßes, Einige der Schweißpunkte 20 sind in der Fig. 2 als Punkte angedeutet. Die Schweißlinien 22 bilden Hindernisse, die für das Kühlmittel (beispielsweise Freon) eine geeignete Strömungsbahn im Innern des als Verdampfer wirkenden doppelten Bodens herstellen, d.h. eine Strömungsbahn, die den Strömungskreislauf . des Verdampf ers maximal ausnutzt. Das Kühlmittel tritt als Flüssigkeit durch die Leitung 6 ein und als Gas durch die Leitung 7 wieder aus, wobei es Wärme aus dem Produkt im Gefäß abzieht (die Ausbildung des Verdampfers am Boden des Gefäßes 4 kann im Einzelfall auch anders als die hier beschriebene und gezeigte sein).an associated cooling machine, i.e. the internal heat exchanger of the vessel. Some of the welding points 20 are indicated as points in FIG. 2. The welding lines 22 form obstacles that provide a suitable flow path for the coolant (for example freon) inside of the double bottom acting as an evaporator, i.e. a flow path that forms the flow circuit . of the evaporator is used to the maximum. The coolant enters as a liquid through line 6 and as Gas through the line 7 again, whereby it withdraws heat from the product in the vessel (the formation of the evaporator at the bottom of the vessel 4 can in individual cases also be different from the one described and shown here).

I^ Eine langsamlaufende Motor-Getriebe-Einheit 8 (beispielsweise 4 bis 10 U/min) dreht eine Welle 18 mit einem Doppelflügel 9, dessen anderes Ende auf dem Gefäßboden mit einem Drehlager 10 abgestützt sein kann. Der Doppelflügel 9 (vergl. Fig. 3) ist dazu gedacht, über die Oberfläche 3_es Verdampfers 4,- 5 zu streichen. Der Abstand (e) zwischen dem unteren Flügelteil und dem Boden 4 des Gefäßes ist so gering wie-möglich, ohne daß die Flügel jedoch den Boden berühren. Die Verspannungen 11 erlauben, die Lage der Flügel 9 einzustellen und während des Rührens des Ge-A low-speed motor-gear unit 8 (for example 4 to 10 rpm) rotates a shaft 18 with a double wing 9, the other end of which can be supported on the bottom of the vessel with a pivot bearing 10. The double blades 9 (.. Cf. Figure 3) is intended, on the surface _{3, it} evaporator 4, - to delete. 5 The distance (e) between the lower wing part and the bottom 4 of the vessel is as small as possible, but without the wings touching the floor. The braces 11 allow the position of the blades 9 to be adjusted and, while the device is being stirred,

fäßinhalts in der Sollage zu halten. Die Motor-Getriebe-Einheit 8 ist auf einem starren Auflager 12 ortsfest gelagert. to keep the contents of the vessel in the target position. The motor-gear unit 8 is fixedly mounted on a rigid support 12.

Verwendung des gespeicherten Produkts (Eis und Flüssigkeit) 30 Using the saved product (ice and liquid) 30

Eine Öffnung 13 mit eingepaßtem Maschendrahtsieb 19 im Boden 4 des Gefäßes erlaubt, gegebenenfalls kleine Eiskristalle enthaltende kalte Flüssigkeit über die Leitung 14 abzuziehen^ wobei dä's Eis ganz oder teilweise zurückgehalten wird. Eine nicht gezeigte Pumpe fördert die Flüssigkeit zu einem nicht gezeigten externen WärmeaustauscherAn opening 13 with fitted wire mesh screen 19 in the bottom 4 of the vessel allows cold liquid, possibly containing small ice crystals, via line 14 peel off ^ with the ice wholly or partially retained will. A pump, not shown, conveys the liquid to an external heat exchanger, not shown

— Q —- Q -

(beispielsweise einem Plattenwärmeaustauscher), um durch fühlbare und schließlich latente Wärme eine flüssige, feste oder gasförmige Substanz zu kühlen, die man zur Kältebehandlung in den Wärmeaustauscher einführt (beispielsweise Milch).(for example a plate heat exchanger) in order to generate a liquid, to cool solid or gaseous substance that is introduced into the heat exchanger for cold treatment (for example Milk).

Die erwärmte Flüssigkeit kehrt über eine durch den Deckel 17 oder die Lagerung 12 der Motor-Getriebe-Einheit führende Leitung 15 oder auch durch die in diesem Fall hohle Welle 18 der Motor-Getriebe-Einheit in das Gefäß zurück.The heated liquid returns via a leading through the cover 17 or the bearing 12 of the motor-gear unit Line 15 or through the shaft 18 of the motor-gear unit, which is hollow in this case, back into the vessel.

Zur Wärmeregelung der Vorrichtung ist ein Thermostat vorgesehen, dessen Kühlelement 16 im unteren Teil auf der Außenfläche des Innengefäßes 1 angebracht ist. Dieser Thermostat erlaubt, den Verdichter der zugehörigen Kühlmaschine abzuschalten, wenn die erfaßte Temperatur unter dem Gefrierpunkt des im Gefäß gespeicherten Produkts liegt.To regulate the temperature of the device, a thermostat is provided, the cooling element 16 in the lower part on the Outer surface of the inner vessel 1 is attached. This thermostat allows the compressor of the associated refrigeration machine switch off when the recorded temperature is below the freezing point of the product stored in the vessel lies.

Working example of the device

Mai? füllt eine Mischung aus Wasser und Alkohol (beispielsweise mit 5 Gew.-% Äthylalkohol, Gefrierpunkt bei Atmosphärendruck etwa -2,5°C (270,5⁰K)) in das Behandlungsgefäß und schaltet die Kühlanlage gleichzeitig mit der Motor-Getriebe-Einheit und den Flügeln (8, 18, 19, 11) ein. Hat die Temperatur des flüssigen Produkts -2,5°C erreicht, bildet sich Eis auf dem Verdampfer (Boden des Gefäßes 4). Die so gebildeten Eiszellen haben die Eigenschaft, nichtMay? Fills a mixture of water and alcohol (for example with 5 wt .-% ethyl alcohol, freezing point at atmospheric pressure about -2.5 ° C (270.5 ⁰ K)) in the treatment vessel and switches the cooling system at the same time as the motor-gear unit and the wings (8, 18, 19, 11). When the temperature of the liquid product has reached -2.5 ° C, ice forms on the evaporator (bottom of vessel 4). The ice cells formed in this way have the property of not

miteinander zu verschmelzen, denn sie sind von einer dünnen Alkoholschicht umgeben; außerdem lassen sie sich von den Flügeln 8 sehr leicht von der Verdampfer-Bodenfläche lösen. Die vom Boden abgehobenen Eiszellen steigen zur Oberfläche der Flüssigkeit empor, bis fast die gesamte Mischung aus Wasser und Alkohol zu Eis geworden ist. Dann ist das Gefäß mit schneeartigen Kristallen gefüllt, dieto merge with each other, because they are surrounded by a thin layer of alcohol; in addition, let yourself be drawn from the blades 8 very easily from the evaporator bottom surface to solve. The ice cells lifted from the ground rise to the surface of the liquid, up to almost the entire surface Mixture of water and alcohol has turned into ice. Then the vessel is filled with snow-like crystals that

3137290 -ιοί nicht aneinanderhaften. Es findet eine Trennung des Wassers vom Alkohol am Boden des Gefäßes statt, wo die Alkoholkonzentration steigt. Das Fühlelement des Thermostaten 16 stellt in diesem Augenblick eine Temperatur unter -2,5⁰C fest und schaltet die Kühlmaschine ab.3137290 -ιοί do not stick together. There is a separation of the water from the alcohol at the bottom of the vessel, where the alcohol concentration rises. The sensing element of the thermostat 16 is in this moment a temperature below -2.5 ⁰ C and switches from the cooling machine.

Das kalte flüssige Produkt (Mischung aus Wasser und 5 Gew.-% Alkohol entsprechend dem gewählten Beispiel), das gegebenenfalls kleine Eiskristalle enthält, wird durch das Sieb 13 hindurch in die Leitung 14 gezogen und zum externen Wärmeaustauscher geschickt, wo es die zu behandelnde feste, flüssige oder gasförmige Substanz erwärmt, und kehrt dann in der Leitung 15 zum Behandlungsgefäß zurück. Die Austauschoberfläche zwischen dem zurückkehrenden flüssigen Produkt und den im Gefäß gespeicherten Eiskristallen ist erheblich; die Austrittstemperatur des flüssigen Produkts in der Leitung 14 bleibt nahe dem Gefrierpunkt der Wasser-Alkohol-Mischung, d.h. im gewählten Beispiel -2,5°C.The cold liquid product (mixture of water and 5% by weight Alcohol according to the example chosen), which may contain small ice crystals, is passed through the sieve 13 pulled through into the line 14 and to the external Heat exchanger sent, where it heats the solid, liquid or gaseous substance to be treated, and then returns in line 15 back to the treatment vessel. The exchange surface between the returning liquid product and the ice crystals stored in the vessel considerable; the outlet temperature of the liquid product in line 14 remains close to the freezing point of the water-alcohol mixture, i.e. in the selected example -2.5 ° C.

steigt die Temperatur wieder über den Abschaltpunkt, wobei sie aber noch unter dem Gefrierpunkt bleibt, schaltet Thermostat 16 die Kühlmaschine wieder an.the temperature rises again above the switch-off point, whereby but if it still remains below freezing point, thermostat 16 switches the refrigerator on again.

Vorteile der Erfindung gegenüber den herkömmlichen Verfahren Advantages of the invention over the conventional Ver drive

1. Bei gleicher Leistung können die Anlagekosten niedriger gehalten werden, da die Rohrschlange im Gefäß entfällt; sie wird durch den den Verdampfer bildenden doppelten Boden ersetzt.1. With the same performance, the investment costs can be lower be held, as the pipe coil in the vessel is omitted; it is created by the double bottom that forms the evaporator replaced.

2. Bei gleichem Volumen des Behandlungsgefäßes erreicht man eine größere gespeicherte Eismenge, da eine Wasser-Alkohol-Mischung verwendet wird, die kleine Eiskristalle bildet, die leicht zur Oberfläche der Flüssigkeit ansteigen und daher den Boden des Gefäßes schnell freigeben, wo sich dann neue Kristalle bilden können.2. Reached with the same volume of the treatment vessel you have a larger amount of stored ice, as a water-alcohol mixture which forms small ice crystals that rise slightly to the surface of the liquid and therefore quickly free the bottom of the vessel, where new crystals can then form.

3. Da die Temperatur der in den externen Wärmeaustauscher geschickten Flüssigkeit niedriger (-2,5⁰C anstatt O⁰C) ist, wird ein verderbliches Produkt wie Milch sehr schnell auf eine niedrigere Temperatur abgekühlt als bei den herkömmliehen Verfahren, was dazu führt, daß mit größerer Wahrscheinlichkeit die Keime vernichtet oder unschädlich gemacht werden, die es enthält; weiterhin ist die Leistung der Kühlmaschine geringer, die aufgebracht werden muß, um das gespeicherte verderbliche Produkt auf niedriger Temperatur zu halten.3. Since the temperature of the liquid sent to the external heat exchanger is lower (-2.5 ⁰ C instead of O ⁰ C), a perishable product such as milk is cooled very quickly to a lower temperature than with conventional methods, which leads to that the germs it contains are more likely to be destroyed or rendered harmless; furthermore, the power of the refrigerating machine that must be used to keep the stored perishable product at a low temperature is less.

4. Das Eis schmilzt schneller, da die Austauschoberfläche zwischen dem Eis und der in das Gefäß zurückkehrenden aufgewärmten Flüssigkeit infolge der Kleinheit der Eiskristalle im vorliegenden Verfahren viel größer ist. Die in den externen Wärmeaustauscher zu schickende Flüssigkeit wird also schneller wieder abgekühlt.4. The ice melts faster because the exchange surface between the ice and the one returning to the vessel warmed up Liquid is much larger in the present process due to the smallness of the ice crystals. In the liquid to be sent to the external heat exchanger it is therefore cooled down more quickly.

5. Es ist möglich, Wärmeenergie bei unterschiedlichen Temperaturen zu speichern, indem man den Anteil der dem Wasser beigemischten Flüssigkeit (Alkohol) und damit den5. It is possible to have thermal energy at different temperatures to save by changing the proportion of the liquid (alcohol) added to the water and thus the

²^ Gefrierpunkt der Mischung ändert. ² ^ Freezing point of the mixture changes.

Application example

Eine besonders interessante Anwendung für die vorliegende ^5 Erfindung ist das Kühlen von Milch im Erzeugerbetrieb nach dem Schne^kuhlVerfahren. Die aus der Sammelleitung kommende Milch hat eine Temperatur von 35°C. In einem Wärmeaustauscher (beispielsweise einem Plattenwärmeaustauscher der Fa. Alfa-Laval, France) gibt sie ihre Wärme sehrA particularly interesting application for the present invention is the cooling of milk on the farm the snow-cool process. The one coming from the manifold Milk has a temperature of 35 ° C. In a heat exchanger (e.g. a plate heat exchanger from Alfa-Laval, France) it gives off its warmth

schnell (die Verweilzeit im Wärmeaustauscher liegt in der Größenordnung von wenigen Sekunden) an die aus dem Gefäß der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung kommende kalte Zwischenflüssigkeit (beispielsweise -2,5°C) ab und kommt am Milchspeicher mit einer Temperatur unter 4⁰C an, die dann mit einer Kühlmaschine geringer Leistung leicht aufrechterhalten werden kann.fast (the residence time in the heat exchanger is of the order of a few seconds) to the coming from the vessel of the apparatus of the present invention, cold intermediate liquid (for example, -2.5 ° C) and arrives at the milk storage at a temperature below 4 ⁰ C which can then be easily maintained with a low-power refrigeration machine.

1 Das hier vorgeschlagene Verfahren läßt sich in anderen Formen und mit anderen Wärmeaustauschern desgleichen für die Kühlbehandlung zahlreicher anderer Stoffe als Milch anwenden, wobei diese flüssig, fest oder gasförmig sein1 The procedure proposed here can be used in other Molds and the same with other heat exchangers for the cooling treatment of numerous substances other than milk apply, these being liquid, solid or gaseous

5 können.5 can.

Claims

/!.! Process for heat storage at low temperature, by changing the state of the water from the liquid
° brings about a solid state through contact with the evaporator of a refrigerating machine, which is in one of the water
Containing container is located, wherein the cooled water is sent to a heat exchanger outside of the container containing the water-ice mixture and then returned to this in order to be again on contact with the ice
to cool, characterized in that the substance
which experiences the change of state, a mixture of water
and another liquid is used, the freezing point of the mixture at atmospheric pressure is below O ⁰ C and numerous small ice crystals form in the vessel, which
do not merge with each other because of a thin one
Layer of said liquid are surrounded by them
isolated from each other.

2. The method according to claim 1, characterized in that the external heat exchanger is sent cooled water which contains at least partially small ice crystals formed in the container.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that said other liquid is an alcohol.

4. The method according to claim 3, characterized in that the alcohol is selected from the group of ethyl alcohol, allyl alcohol, benzyl alcohol, butyl alcohol, propyl alcohol, ethylene glycol and 1,2-propanediol.

5. The method according to claim 4, characterized in that a mixture of water and 5 wt .-% ethyl alcohol is used, the freezing point of which is about -2.5% at atmospheric pressure.

6. Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the evaporator of the cooling machine assigned to the container is formed from the bottom of the container and from a second bottom welded at certain points under this and that a stirring device with blades is provided that brush across the bottom of the container.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that a thermostat is provided in the lower part of the container which controls the cooling machine, wherein it switches it off when

^ the detected temperature below the freezing temperature of the mixture of water and the other liquid, and it switches on again when the temperature is higher than the shutdown temperature, but lower than freezing point.

8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that welding lines between the two bottoms of the loading

holder are designed in the sense of obstacles that the flow path of the coolant over the entire extent of the evaporator.

9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the agitator blades are attached to the rotary shaft of the agitator device via braces with which the height of the blades above the evaporator surface can be adjusted.

10. Application of the method according to one of claims 1 to 5 and the device according to one of claims 6 to for cold treatment of any solid, liquid or gaseous substance in said external heat exchanger and in particular for rapid cooling of milk after milking.