DE4023781A1 - Verfahren zur kuehlung eines geraets, vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens und kaeltemaschine fuer die kuehlung des in der vorrichtung befindlichen kuehlmittels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung eines Ge­ räts gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, eine Vor­ richtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 7 und eine Kältemaschine für die Kühlung des in der Vorrichtung befindlichen Kühlmit­ tels gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 16.

Geräte mit großer Wärmeentwicklunq werden in der Regel mit (destilliertem oder deionisiertem) Wasser gekühlt, das in einem sog. Kühlwasserrückkühler gekühlt wird. Der Kühl­ wasserrückkühler hat zur Kühlung des Kältemittels ein Kühl­ aggregat mit einem Motorkompressor und luftgekühltem Konden­ sator, dessen Wärme über ein Gebläse an die Umgebung abgege­ ben wird, und einen Wärmetauscher, in dem das Wasser durch das Kältemittel abgekühlt wird. Die Gebläseluft wird aus der Umgebung genommen. Der Luftein- und -austritt ist zum Schutz vor dem Gebläse mit einem Gitter abgedeckt.

Das Gebläse und der Kompressor verursachen Lärm und Erschütterungen. Ferner wird durch das Gebläse die umgebende Luft erwärmt und aufgewirbelt.

Wird z.B. ein mit einem Kühlwasserrückkühler gekühl­ ter Laser in einem Operationsraum zur Netzhautkoagulation, zur Bestrahlung von Wunden oder von verkrebstem Gewebe, bei Operationen etc. verwendet, so sind die Staubaufwirbelung und die schlechte Desinfizierbarkeit der Luftein- und -aus­ tritte und der gesamten Luftführung innerhalb des Kühlwas­ serrückkühlers für den Patienten gefährlich, zudem ist die Wärmeabgabe und der Lärm des Kühlwasserrückkühlers störend. Um dies zu vermeiden, mußte man den Kühlwasserrückkühler in einen anderen Raum stellen und dementsprechend lange Kühl­ leitungen verwenden. Da der Einsatzort des Lasers ver­ änderbar sein muß, liegen diese Kühlleitungen dann als fle­ xible Schläuche auf dem Fußboden der Operationsraumes als "Fußangeln" herum.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Durch die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, wird die Aufgabe gelöst, ein Verfahren zur Kühlung eines Ge­ räts, das jegliche Staubaufwirbelung, Erschütterungen und jeglichen Lärm während der Kühlung vermeidet, sowie eine Vorrichtung zu schaffen, die einfach zu sterilisieren ist und mit kurzen Verbindungen an das zu kühlende Gerät ange­ schlossen werden kann.

In den Patentansprüchen 2 bis 6 sind bevorzugte Aus­ führungsarten des Verfahrens und in den Patentansprüchen 8 bis 14 Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben. Die Ansprüche 15 und 16 betreffen eine in einer Bereitstellungsstation an die Vorrichtung anzuschließende Kältemaschine.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens, der Vorrichtung und der Kältema­ schine anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine zuerst in einer Bereitstellungsstation an eine Kühlmaschine und nach dem Transport zu einem wärmeerzeugenden Gerät an dieses angeschlossene Vor­ richtung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Vorrichtung zur Kühlung des Geräts,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Variante der Vorrichtung, und

Fig. 5 eine Variante der in Fig. 2 dargestellten Vorrich­ tung.

In Fig. 1 ist die Vorrichtung eines fahrbaren Kühlmittelrückkühlers 1 an eine Kältemaschine 3 in einem linken Raum als Bereitstellungsstation 2 und in einem rech­ ten Raum 5 an ein zu kühlendes, wärmeentwickelndes Gerät 4 angeschlossen. Von der Bereitstellungsstation 2 zum Raum 5 läßt sich der Kühlmittelrückkühler 1 durch eine zu öffnende Türe 12 schieben.

Der Kühlmittelrückkühler 1 hat einen wärmeisolierten Kältespeicher 11, der teilweise mit einem Kühlmittel 10, wie in Fig. 2 dargestellt, gefüllt ist. Das Kühlmittel 10 wird, wie unten beschrieben, mittels der Kältemaschine 3 gekühlt, nach ausreichender Abkühlung wird der Kühlmittelrückkühlers 1 von der Kältemaschine 3 gelöst, in den Raum 5 gefahren, indem das Gerät 4 steht, und dessen Kühlwasserkreislauf an den Kühlmittelrückkühlers 1 angeschlossen. Das Kühlwasser des Geräts 4 wird nun durch den Kühlmittelrückkühlers 1 ge­ kühlt. Nach ein bis zwei Stunden, je nach abzuführender Wärmemenge, hat sich dann die Kühlflüssigkeit 10 so stark erwärmt, daß keine weitere Wärme aufgenommen werden kann. Es wird dann der Kühlmittelrückkühler 1 mit dem erwärmten Kühl­ mittel 10 in die Bereitstellungsstation 2 zurück gefahren, an die Kältemaschine 3 wieder angeschlossen und ein neuer Kühlmittelrückkühlers 1 mit kaltem Kühlmittel 10 mit dem Ge­ rät 4 verbunden.

In der Fig. 2 ist der Kühlmittelrückkühlers 1 ange­ schlossen an die Kältemaschine 3 und an das Gerät 4 schema­ tisch dargestellt. Diese Kombination wurde nur zur Vereinfa­ chung der Darstellung verwendet: In der Bereit­ stellungsstation 2, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, ist der Kühlmittelrückkühlers 1 nur mit dem Kältemaschine 3 und während der Kühlung des Geräts 4 im Raum 5 nur mit diesem verbunden. Der Kühlmittelrückkühler 1 ist durch eine Kühl­ mittelhin- und eine -rückleitung 6a bzw. 6b über je eine Schnellverschlußkupplung 7a und 7b mit je einer Kühlmittel­ hin- und einer -rückleitung 8a bzw. 8b des Geräts 4 verbun­ den.

Zum Kühlmittelrückkühler 1 gehört der fast vollständig bis auf ein Luftpolster 9 mit dem Kühlmittel 10 gefüllte, wärmeisolierte Behälter 11 als Kältespeicher, in den ein Flüssigkeitszu- und -abfluß 13a und 13b mündet, eine Kühl­ schlange 14 als Wärmetauscher, deren Hin- und Rückleitung 15a und 15b mit der Kältemaschine 3 verbindbar sind, und ein Dreiwegemischer 17, der mit einem Flüssigkeitszu- und -ab­ fluß 13a und 13b, sowie mit der Hin- und Rückleitung 6a und 6b verbunden ist und über einen Temperatursensor 19 als Tem­ peraturstellglied in der Rückleitung 6b gesteuert wird. Zwi­ schen dem Dreiwegemischer 17 und der Schnellverschlußkupp­ lung 7a in der Hinleitung 6a befindet sich eine Pumpe 20 für das Kühlmittel 10. Die Pumpe 20 treibt das Kühlmittel 10 sowohl durch die Hin- und Rückleitung 6a und 6b als auch durch den Flüssigkeitszu- und -abfluß 13a und 13b. Das Luft­ polster 9 ist notwendig, um thermische Ausdehnungen des Kühlmittels 10, sowie Volumenänderungen während dessen Er­ starrung ausgleichen zu können.

Die Oberfläche der innerhalb des Behälters 11 angeord­ neten Kühlschlange 14 ist durch wegragende Wärmeleitbleche 21a und 21b vergrößert, welche sich während eines unten be­ schriebenen Kühlvorgangs in der Bereitstellungsstation 2 zu­ sammen mit der Kühlschlange 14 mit einer dicken Eisschicht 22 überziehen, die dann während der Kälteabgabe im Raum 5 bei angeschlossenem Gerät 4 langsam auftaut. Der Abstand der Bleche 21a und 21b ist so voneinander gewählt, daß der zwi­ schen ihnen liegende Raum 23 nicht vollständig mit Eis 22 ausgefüllt wird, um mechanische Verspannung durch die Eis­ bildung zu vermeiden.

Die Kältemaschine 3 hat einen Kondensator 25, in dem dessen Kältemittel, in der Regel Frigen, kondensiert und dessen Kondensationswärme mittels eines Ventillators 26 ab­ geführt wird, ein Einspritzventil 27, einen Wärmetauscher 28, einen Kompressor 29 und ein Druckmeßgerät 31 zur Über­ prüfung des Drucks des Kältemittels.

Im Wärmetauscher 28 kühlt das Kältemittel Frigen das Kälteübertragungsmittel Glykol, dessen Erstarrungspunkt tie­ fer liegt als derjenige des Wassers. Das gekühlte Gylkol wird mittels einer weiteren Pumpe 32 in der Kältemaschine 3 durch die Kühlschlange 14 getrieben.

Die beiden Hin- und Rückleitungen 15a und 15b sind durch je eine Schnellverschlußkupplung 33a und 33b auftrenn­ bar, um die Kältemaschine 3 vom Kühlmittelrückkühler 1 nach ausreichender Abkühlung des Kühlmittels 10 im Behälter 11 trennen zu können.

Zur Messung der Dicke der Eisschicht 22 wird, wie in Fig. 2 schematisch dargestellt, ein mechanischer Schalter 36 verwendet. Der Schalter 36 hat eine Fahne 37 mit einen verdickten äußeren Ende 38. Das Ende 38 drückt federnd gegen die Oberfläche der Kühlschlange 14. Wird Eis 22 gebildet, so drückt dieses das Ende 38 von der Oberfläche weg. Ist es eine voreingestellte Strecke weggedrückt, so wird ein mecha­ nischer Kontakt geschlossen.

Der Schalter 36 ist über eine Leitung 39 mit einer Auswerteschaltung 40 verbunden. Zusätzlich zum Schalter 36 befindet sich ein Temperaturmeßgerät 42 im Behälter 11, wel­ ches über eine elektrische Leitung 44 ebenfalls mit der Aus­ werteschaltung 40 verbunden ist. Die Auswerteschaltung 40 ist ferner über eine weitere elektrische Leitung 43, welche auch noch zum Kompressor 29 führt, verbunden.

Von der Auswerteschaltung 40 wird über eine Leitung 45 eine Anzeige 46 angesteuert.

Wie weiter unten beschrieben, läßt sich das Aufwachsen des Eises 22 über eine Druckmessung im Kältemittelkreislauf des Frigens mit dem Druckmeßgerät 31 bestimmen, da aufgrund einer sich verstärkenden Eisschicht 22 die Kälteabgabe im Wärmetauscher 14 verringert wird und hierdurch der Druck im Kältemittelkreislauf ansteigt.

Die Kältemaschine 3 und der Kühlmittelrückkühler 1 sind durch die Schnellverschlußkupplung 33a und 33b und durch einen elektrischen Stecker 47 in der Leitung 43 von­ einander trennbare Einheiten. Der Kühlmittelrückkühler 1 ist fahrbar. Die Kältemaschine 3 befindet sich in der Bereit­ stellungsstation 2 und wird dort mit dem Kühlmittelrückküh­ ler 1 zusammengekoppelt. Die Bereitstellungsstation 2 ist derart gestaltet, daß durch den Kompressor 29, den Ventilla­ tor 26 und die Pumpe 32 erzeugter Lärm und Wärme nicht stö­ ren.

Während des Abkühlungsvorganges in der Bereitstel­ lungsstation 2 wird Frigen als Kältemittel durch den Kom­ pressor 29 verdichtet und im Kondensator 25 mittels Umge­ bungsluft, welche durch den Ventillator 26 angesogen wird, abgekühlt. Das abgekühlte Frigen expandiert unmittelbar vor dem Wärmetauscher 28 in einem Einspritzventil 27, wodurch es sich weiter abkühlt. Im Wärmetauscher 28 kommen der Kälte­ mittelkreislauf des Frigens mit dem Kälteübertragungsmittel­ kreislauf des Glykols zum Temperaturausgleich. Hierdurch wird das Glykol auf etwa -10°C abgekühlt. Das abgekühlte Glykol wird durch die Pumpe 32 durch die Kühlschlange 14 des Kühlmittelrückkühlers 1 gepumpt und hierdurch das Wasser 10 im Behälter 11 abgekühlt.

Die Abkühlung des Wassers 10 im Behälter 11 schreitet so lange fort bis sich eine einige Zentimeter dicke Eis­ schicht 22 über der Kühlschlange 14 und den mit ihr gut wär­ meleitend verbundenen Blechen 21a und 21b gebildet hat. Da Eis eine sehr schlechte Wärmeleitfähigkeit hat, kann die von der Kältemaschine 3 erzeugte Kältemenge nicht mehr über das Glykol abgegeben werden. Hierdurch steigt der mit dem Druck­ meßgerät 31 gemessene Druck im Frigenkreislauf. Bei Errei­ chen eines voreingestellten Drucks wird der Kompressor 29 über die elektrische Leitung 43 abgestellt und an die Aus­ werteschaltung 40 ein Signal gesandt.

Während des Anwachsens der Eisschicht 22 wird eben­ falls das Ende 38 des Schalter 36 immer weiter von der Oberfläche der Kühlschlange 14 entfernt, auch wird laufend die Temperatur im Behälter mit dem Temperaturmeßgerät 42 ge­ messen. Die Eisschicht 22 wächst aufgrund obiger Überwachung nur so dick auf, daß immer ein Raum 23 zwischen den Blechen 21 eisfrei bleibt. Hierdurch ist gewährleistet, daß durch die Eisbildung nur vernachlässigbare mechanische Kräfte auf die Kühlschlange 14 wirken. Volumenveränderung während der Abkühlung und später während der Erwärmung des Kühlmittels 10 werden durch das Luftpolster 9 ausgeglichen.

Wurde der Kompressor 29 aufgrund des Druckanstiegs im Frigenkreislauf abgestellt, ist eine optimale Kältemenge im Behälter 11 gespeichert. Das Volumen des Behälters 11 und auch die Oberfläche der Kühlschlange 14 und der Bleche 21a und 21b richten sich nach der benötigten Kältemenge zur Küh­ lung des Kühlmittels 10 des wärmeentwickelnden Geräts 9. Mit etwa 2001 Kühlmittel plus Eis lassen sich etwa zehn Kilowattstunden Wärme abführen.

Zum Transport von der Bereitstellungsstation 2 zum Raum 5 werden die Schnellverschlußkupplungen 33a und 33b und der Stecker 47 zwischen der Kältemaschine 3 und dem Kühlmit­ telrückkühler 1 geöffnet und der Kühlmittelrückkühler 1 mit­ tels seiner vier Rollen 49, von denen zwei in Fig. 3 zu se­ hen sind, verschoben. Die Bleche 21a und 21b im Behälter 11 dienen nicht nur zur Vergrößerung der Oberfläche der Kühl­ schlange 14, sondern auch als sog. Schwallbleche um ein Hin­ und Herschwappen des nicht erstarrten Wassers im Behälter 11 während des Transports weitgehend zu unterdrücken.

Nach einer eventuellen Desinfektion wird der Kühlmit­ telrückkühler 1 in den Raum 5 z.B. in einen Operationsraum gefahren, um an einen dort zu verwendenden Laser zur Kühlung dessen Kühlmittels angeschlossen zu werden. Eine Desinfek­ tion des Kühlmittelrückkühlers 1 ist einfach durchzuführen, da dieser nur glatte Verschalungen hat; ein "Kühlergrill", wie bei den bekannten Kühlwasserrückkühlern ist nicht mehr vorhanden.

Im Raum 5 wird der Kühlmittelrückkühler 1 mit den Schnellverschlußkupplungen 7a und 7b an die Kühlmittelhin­ und -rückleitungen 8a und 8b des Geräts 4 angeschlossen und über ein Netzkabel 50 an die Stromversorgung angeschlossen. Ein Stromanschluß wird zum Betrieb der Pumpe 20, des Dreiwe­ gemischers 17, der Auswerteschaltung 40, der Anzeige 46, des Schalters 36 und der Temperaturmessung durch die Temperatur­ sensoren 19 und 42 benötigt.

Die Pumpe 20 treibt das Kühlmittel 10 in das Gerät 4 und der Temperatursensor 19 mißt die Kühlmitteltemperatur in der Rückleitung 6b. Je nach ermittelter Temperatur wird mehr oder weniger kaltes Kühlmittel 10 aus dem Behälter 11 durch den Dreiwegemischer 17 zugemischt.

Zu Beginn des Kühlprozesses ist die maximale Kälte­ menge im Behälter gespeichert und somit die Dicke der Eis­ schicht 22, die mit dem Schalter 36 überwacht wird, am größten und die Temperatur des Kühlmittels 10, welche mit dem Temperaturmeßgerät 42 gemessen wird, am tiefsten. Eis­ dicke und Temperatur werden von der Auswerteschaltung 40 überwacht und mittels der Anzeige 46, welche drei Anzeige­ felder 46a, 46b und 46c hat, angezeigt. Das Feld 46a leuch­ tet auf bei einer Kühlmitteltemperatur unter 5°C und vor­ handener Eisschicht 22. Das Anzeigefeld 46b leuchtet auf, wenn bereits so viel Kälte entnommen worden ist, daß die Eisschicht 22 verschwunden ist, aber die Kühlmitteltempera­ tur noch unter 10°C liegt, und das Anzeigefeld 46c leuchtet auf, wenn die mit dem Temperaturmeßgerät 42 gemessene Kühl­ mitteltemperatur 10°C überschreitet. Das Leuchten des An­ zeigefelds 46c gilt als Gefahrenmeldung, da die noch zu verwendende Kältemenge stark beschränkt ist. Das Aufleuchten des Anzeigefelds 46c kann auch noch mit einem akustischen Warnton gekoppelt werden.

Der sich noch im Betrieb befindliche Kühlmittelrück­ kühler 1 wird in einer passenden Betriebspause baldmöglichst abgekoppelt, ein neuer Kühlmittelrückkühler 1 an das Gerät 4 angeschlossen und der abgekoppelte Kühlmittelrückkühler 1 zur Bereitstellungsstation 2 zurück gefahren und an die Käl­ temaschine 3 angeschlossen.

Anstelle den Dreiwegemischer 17 nur über den Tempera­ tursensor 19 zu steuern, kann er, wie in einer in Fig. 5 dargestellten Variante 52 des Kühlmittelrückkühlers 1, zu­ sätzlich durch ein Zeitglied 51 über die Auswerteschaltung 40 gesteuert werden. Das Dreiwegeventil 17 erhält über eine elektrische Verbindungsleitung 53 von der Auswerteschaltung 40 ein elektrisches Signal, welches bewirkt, daß das Dreiwe­ geventil 17 die Kühlmittelleitung 13b vollständig zur Zulei­ tung der Pumpe 20 und die Rückleitung 6b vollständig mit der Rückleitung 13a während der mit dem Zeitglied 51 eingestell­ ten Zeit verbindet. Das Kühlmittel 10 wird somit durch die Pumpe 20 in das Gerät 4 geleitet und das im Gerät 4 erwärmte Kühlmittel 10 in den Behälter 11 zurückgeführt. Es findet keine Vermischung von kaltem Kühlmittel 10 aus dem Behälter 11 und im Gerät 4 erwärmten Kühlmittel 10 statt. In den Kühlmittelleitungen 6a, 6b, 8a, 8b sowie in im Gerät 4 hieran angeschlossenen, nicht dargestellten Baugruppen ent­ haltene Luft wird somit direkt in den Behälter 11 befördert und sammelt sich in dessen Luftpolster 9 an. Die Förderlei­ stung der Pumpe 20 wird durch die Luft aus dem Gerät 4 nicht beeinträchtigt. Die mit dem Zeitglied 51 eingestellte Zeit wird so gewählt, daß die Luft aus dem Gerät 4 vollständig herausgetrieben ist. Bei den üblichen zu kühlenden Geräten, wie z. B. medizinischen Lasern, sind sechzig Sekunden ausrei­ chend. Nach dieser Zeit erfolgt die Einstellung des Dreiwe­ geventils 17 durch den Temperatursensor 19, wie oben bereits beschrieben. Die sich im Luftpolster 9 ansammelnde Luft kann über eine Nachfüll- und Entlüftungsöffnung 62 abgelassen, wie auch Kühlmittel 10 nachgefüllt werden.

In die Rückleitung 6b kann auch noch, wie in Fig. 5 dargestellt, ein Kühlmittelrückflußwächter 55 eingebaut wer­ den, der mit der Auswerteschaltung 40 verbunden ist. Meldet der Kühlmittelrückflußwächter 55 nach Ablauf der mit dem Zeitglied 51 eingestellten Zeit keinen Kühlmittelrückfluß, so wird das Dreiwegeventil 17 nicht auf Mischen bezüglich der mit dem Temperatursensor 19 gemessenen Temperatur umge­ schaltet. Ist nach insgesamt drei Minuten immer noch kein Kühlmittelrückfluß vorhanden, wird die Pumpe 20 abgeschal­ tet.

Es gibt Geräte 4, welche einen Primärkühlmittel­ kreislauf, der die wärmeerzeugenden Bauteile kühlt, und einen Sekundärkühlmittelkreislauf mit den Hin- und Rücklei­ tungen 8a und 8b haben, der über einen nicht dargestellten Wärmetauscher das Kühlmittel des Primärkühlmittelkreislaufs kühlt. Der Kühlmittelfluß des Sekundärkühlmittelkreislauf wird je nach Bedarf mit einem Ventil, bevorzugt einem Ma­ gnetventil 57, ein- und ausgeschaltet. Ist das Magnetventil 57 geschlossen, so mißt der Kühlmittelrückflußwächter 55 keinen Kühlmittelrückfluß und würde deshalb die Pumpe 20 nach drei Minuten ausschalten. Zur Verhinderung des Aus­ schaltens der Pumpe 20 ist die Auswerteschaltung 40 mit ei­ nem Wahlschalter 59 verbunden. Ist der Wahlschalter 59 so eingestellt, daß seine Verbindung mit der Auswerteschaltung 40 auf Pluspotential liegt, so wird die Wirkung des Kühl­ mittelrückflußwächters 55 unterdrückt; liegt er auf Erdpo­ tential wirkt der Kühlmittelrückflußwächter 55. Bei Geräten 4, bei denen ein Sekundärkühlmittelkreislauf mit einem Ma­ gnetventil 57 ein- und ausgeschaltet wird, wird der Wahl­ schalter 59 auf Pluspotential gestellt. Die Pumpe 20 ist so ausgelegt, daß sie auch bei geschlossenem Magnetventil 57 arbeiten kann ohne Schaden zu nehmen.

Es kann auch ein Druckwächter 61 zwischen den Kühlmit­ telleitungen 6a und 6b installiert werden, der bei Unter­ schreiten einer eingestellten unteren Druckdifferenzschwelle zwischen den Kühlmittelleitungen 6a und 6b die Pumpe 20 ein­ schaltet und sie bei überschreiten einer oberen Druckdiffe­ renzschwelle wieder ausschaltet.

Anstelle die Kältemaschine 3 in der Bereitstellungs­ station 2 zu installieren, kann sie auch mit dem Kühlmittel­ rückkühler 1 zusammen zu einer Einheit, wie in Fig. 4 dar­ gestellt, integriert werden. Aus den oben erwähnten Gründen arbeitet dann während der Kühlung des Geräts 4 nur der Kühl­ mittelrückkühler 1. Die ganze Einheit wird nach abgeschlos­ sener Kühlung aus dem Raum 5 heraus gefahren und kann dann an jeder beliebigen Steckdose angeschlossenen werden, um für die nächste Verwendung wieder betriebsbereit gemacht zu wer­ den.

Im Gegensatz zur oben dargelegten Ausführungsart ist nun jeder Kühlmittelrückkühler 1 mit einer Kältemaschine 3 ausgerüstet. In dieser Version entfällt allerdings der Wär­ metauscher 28, die Pumpe 32, die Schnellverschlußkupplungen 33a und 33b und der Stecker 47. Das Einspritzventil 27 ist jetzt direkt am Eingang zur Kühlschlange 14 angeordnet und die Kühlschlange 14 wird anstelle von Glykol direkt von Fri­ gen durchströmt. Diese Ausführungsart wird vorteilhaft bei nur ein oder zwei zu verwendenden Kühlmittelrückkühler 1 an­ gewandt, hat aber den Nachteil einer schlechteren Desinfi­ zierbarkeit.

Als Kühlmittel 10 wird je nach der Eigenart des wär­ meentwickelnden Geräts 4 normales Leitungswasser, destil­ liertes Wasser oder Wasser mit Zusätzen verwendet. Desinfi­ zierende Zusätze haben den Vorzug, daß keine Verschmutzung der Kühlleitungen 6a, 6b, 8a, 8b, 13a und 13b, sowie der Schnellverschlußkupplungen 7a und 7b und der Kühlschlange 14 erfolgen kann. Auch kann mit den Gefrierpunkt erniedrigenden Zusätzen mehr Kälte in einem vorgegebenen Volumen des Behäl­ ters 11 gespeichert werden.

Anstelle einer Kältemaschine 3 mit Kompressor 29 kann auch eine Kältemaschine mit Verdampfer, der z.B. mit Gas betrieben werden kann, verwendet werden.

Das Druckmeßgerät 31 kann auch im Kühlmittelrückkühler 1 an der Hinleitung 15a anstelle vor dem Einspritzventil 27 in der Kältemaschine 3 angebracht werden. Es läßt sich je­ doch beim Einbau in die Kältemaschine 3 eine kompaktere Bau­ weise erreichen.

Bei dem oben geschilderten Verfahren zur Kühlung des Kühlmittels 10 eines wärmeentwickelnden Geräts 4 mit einem Kühlmittelrückkühler 1 ist dessen wärmeabgebender Vorgang örtlich getrennt vom zu kühlenden Gerät 4, wodurch alle Un­ annehmlichkeiten wie Wärmeanfall und Lärm an einen anderen Ort verlagert werden. Da keine Wärme mehr unmittelbar an die Umgebung abgeführt werden muß, wird der Kühlmittelrückkühler 1 als geschlossene Vorrichtung ausgeführt, welche einerseits leicht desinfektierbar ist, sich aber andererseits auch sehr einfach gegen Spritzwasser und starken Staubanfall schützen läßt. Auch kann der Kühlmittelrückkühler 1 in Zeiten preis­ günstig verfügbarer elektrischer Energie wieder aufgeladen werden.

Claims (17)

1. Verfahren zur Kühlung eines Geräts, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine derart große Menge an Kühlmittel (10) in einem gegenüber der Umgebung wärmeisolierten Kältespeicher (11) an einer Bereitstellungsstation so abgekühlt wird, daß die erzeugte und gespeicherte Kälte­ menge ausreichend ist, um das Gerät (4) während einer vorgegebenen Betriebszeit ununterbrochen auf einer vor­ gegebenen Temperatur zu halten, der in der Bereitstel­ lungsstation bereitgestellte Kältespeicher (11) mit dem abgekühlten Kühlmittel (10) zum Gerät (4) transportiert und mit dessen Kühlmittelkreislauf verbunden wird, um das Gerät (4) während der vorgegebenen Betriebszeit zu kühlen, und danach von diesem gelöst und zur Bereitstel­ lungsstation zwecks erneuter Abkühlung des Kühlmittels (10) zurücktransportiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel (10), insbesondere Wasser, zur Erhöhung der zu speichernden Kältemenge so weit abgekühlt wird, daß es teilweise erstarrt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung des Kühlmittels (10) und dessen Erstar­ rungszustand überwacht und angezeigt wird, und der Kühl­ vorgang so gesteuert wird, daß nur eine örtlich be­ grenzte Erstarrung des Kühlmittels (10) auftritt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß vom Gerät (4) zurückfliessendes Kühl­ mittel (10) mit dem Kühlmittel (10) aus dem Kältespei­ cher (11) in einem solchen Verhältnis gemischt wird, daß die dem Gerät (4) zugeführte Mischung eine vorgegebene Temperatur hat.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel (10) aus dem Kältespeicher (11) während eines einstellbaren Zeitbereichs ohne Vermischen mit aus dem Gerät (4) zurückfließendem Kühlmittel (10) direkt ins Gerät (4) geleitet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Fluß des Kühlmittels (10) in das Gerät (4) nach einer vorgegebenen Zeit ausgeschaltet wird, sofern kein Kühlmittel (10) vom Gerät (4) zurück­ fließt.

7. Vorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach ei­ nem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen wärmeisolierten, mit Anschlußmitteln (7a, 7b, 33a, 33b) zum Anschließen an den Kühlmittelkreislauf des Geräts (4) versehenen, fahrbaren Kältespeicher (1), dessen Kühlmittelspeicherkapazität so groß ist und der mit we­ nigstens so viel an der Bereitstellungsstation mittels einer Kältemaschine (3) abkühlbarem Kühlmittel (10) ge­ füllt ist, daß die gespeicherte Kältemenge ausreicht, um das Gerät (4) während einer vorgegebenen Betriebszeit ununterbrochen auf einer vorgegebenen Temperatur zu hal­ ten.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Mischventil (19), insbesondere ein Dreiwegeventil, wel­ ches vom Gerät (4) zurückfließendes Kühlmittel (10) mit dem aus dem Kältespeicher (11) fließenden Kühlmittel (10) in einem einstellbaren Verhältnis mischt, um dem Gerät (4) eine Kühlmittelmischung vorgegebener Tem­ peratur zuzuführen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein Zeitglied (51), welches auf das Mischventil (17) derart einwirkt, daß es während einer einstellbaren Zeitdauer das Kühlmittel (10) aus dem Kältespeicher (11) ohne Bei­ mischung des aus dem Gerät (4) zurücklaufenden Kühlmit­ tels (10) in das Gerät (4) leitet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch ein Temperaturstellglied (19), das die Temperatur des aus dem Gerät (4) zurückfließenden Kühlmittels (10) mißt, und entsprechend der gemessenen Temperatur das Mischventil (17) derart verstellt, daß die dem Gerät (4) zugeführte Mischung eine vorgegebene Temperatur hat.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, gekenn­ zeichnet durch einen Strömungswächter (55), der fest­ stellt, ob während eines einstellbaren Zeitbereichs Kühlmittel (10) aus dem Gerät (4) zurückfließt, um bei nicht zurückfließendem Kühlmittel (10) die Kühlmittelzu­ fuhr zurm Gerät (4) zu unterbrechen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, gekenn­ zeichnet durch einen im Kältespeicher (11) angeordneten Wärmetauscher (14) mit Anschlußmitteln zum Anschluss an eine Kältemaschine (3), und eine Steuer- und Auswerte­ einrichtung (40) mit mindestens einem Sensor (31, 37, 42) und einer Anzeige (46) zur Steuerung des Abkühlvor­ gangs und zur Darstellung der im Kältespeicher (11) ge­ speicherten Kältemenge.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12 zur Durchführung des Ver­ fahrens nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Auswerteeinrichtung (40) mindestens einen den Erstarrungszustand des Kühlmittels (10) über­ wachenden Sensor (36, 37, 38; 31) hat, um bei Über­ schreiten einer bestimmten Schichtdicke (22) des bereits erstarrten Kühlmittels (10) auf dem Wärmetauscher (14) einen Ausschaltbefehl an die Kältemaschine (3) zu geben.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wärmetauscher (14) von seiner Kühl­ schlange wegragende Wärmeleitbleche (21a, 21b) aufweist, die so angeordnet sind, daß sie einem Hin- und Her­ schwappen des Kühlmittels (10) im Kältespeicher (11) während dessen Transports von der Bereitstellungsstation zum Gerät (4) im Wege stehen.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, gekenn­ zeichnet durch ein Kühlaggregat (3) mit Anschlußmitteln (50) zum Anschluß an einen Speiseanschluß in der Bereit­ stellungsstation.

16. Kältemaschine für die Kühlung des in der Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 14 befindlichen Kühl­ mittels in der Bereitstellungsstation, gekennzeichnet durch ein Kühlaggregat (3; 25, 26, 28, 29) zum Abkühlen eines Kältemittels, und Anschlußmittel (33a, 33b) zum Anschließen an die Vorrichtung (1) nach einem der An­ sprüche 7 bis 14.

17. Kältemaschine nach Anspruch 16 für die Kühlung des in der Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 14 befindlichen Kühlmittels, gekennzeichnet durch eine Käl­ teaustauscheinrichtung (28) zur Übertragung der Kälte des Kältemittels auf ein umweltunbedenkliches Kälte­ übertragungsmittel, und eine Pumpe (32), um das Kälte­ übertragungsmittel über die Anschlußmittel (33a, 33b) durch den Wärmetauscher (14) der Vorrichtung (1) zu pum­ pen.