DE4318843A1 - Verfahren zum Betätigen von Rahmenheizungen in Kühlmöbeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betätigen von Rah­ menheizungen in Kühlmöbeln, wie Verkaufskühltruhen, Kühltheken und dergleichen, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Kühlmöbel, die wie vorstehend erwähnt, als Verkaufskühltru­ hen oder Kühltheken in Verkaufsräumen z. B. von Supermärk­ ten aufgestellt werden, besitzen in der Regel metallische Rahmen- und Handleisten, welche die Zugangsöffnung zum Wa­ renraum einfassen. Funktionsbedingt ergibt sich, daß diese Rahmen im Grenzbereich zwischen der niedrigen Kühlmöbel-In­ nentemperatur, z. B. -20°C, und der Umgebungstemperatur im Verkaufsraum, z. B. +20°C angeordnet sind. Dabei nehmen die mit der Raumluft in Kontakt stehenden Flächen der Rahmen­ teile wegen der guten Wärmeleitfähigkeit die tiefe Tempera­ tur des Innenraums des Kühlmöbels an, was zu einer Tau­ punktunterschreitung führt, so daß sich hier Wasserdampf aus der Umgebungsluft als Wasser an diesen Teilen nieder­ schlägt. Diese Wasserbildung ist sehr störend und muß auf jeden Fall durch Temperaturerhöhung über den Taupunkt hin­ aus vermieden werden. Dies wird in der Regel durch Hinter­ legen der betroffenen Teile mit einem elektrischen Heizband erreicht. Die erforderliche Heizleistung muß hierbei für den ungünstigsten Luftzustand, d. h. für höchste relative Luftfeuchte und entsprechend hoher Umgebungstemperatur, ausgelegt werden. Üblicherweise ist die installierte Rah­ menheizung mit 100% Einschaltdauer, d. h. 24 Stunden je Tag, in Betrieb. Die Rahmen derartiger Kühlmöbel weisen häufig große Längen auf, die beheizt werden müssen, was zu­ sätzlich zu der langen Betriebs zeit die Betriebskosten für die notwendige Beheizung erheblich erhöht. Diese Umstände werden häufig unterschätzt. Bei einer durchschnittlichen Tiefkühlinsel liegt der für die Beheizung erforderliche En­ ergieaufwand bei etwa 11% des Gesamtbedarfs an Energie, die für die Kühlung, die Abtauheizung, Ventilatoren und Rahmenheizungen benötigt wird.

Um diesen Energieaufwand zu vermindern, wurden in ausge­ führten Anlagen gelegentlich Taktschaltungen vorgesehen, welche die Ein- und Ausschaltung der Rahmenheizung takt­ weise vornehmen. Dabei wird im Minuten- oder Sekundenbe­ reich die Heizung ein- und ausgeschaltet, um die Einschalt­ dauer zu reduzieren. Hierbei arbeitet man mit einem fest eingestellten Ein/Aus-Schaltverhältnis und riskiert dabei, daß sich bei ungünstigen Luftzuständen dennoch Wasser an­ sammelt.

Eine weitere Möglichkeit, die Einschaltdauer zu reduzieren, wurde darin gesehen, an den Kühlmöbeln im gefährdeten Be­ reich sogenannte Tauwasserregler zu installieren, welche die Heizung nur bei Bedarf einschalten. Allerdings ist diese Verfahrensweise sehr kostenintensiv und, wie die Pra­ xis gezeigt hat, darüberhinaus auch ausgesprochen störan­ fällig.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren der eingangs genannten Art anzuge­ ben, welches eine kostengünstige und betriebssichere Steue­ rung der Rahmenheizung ermöglicht, um auf diese Weise Ener­ gie einzusparen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Dabei ist vorgesehen, daß im Aufstellungsbereich der Kühl­ möbel die Temperatur und die relative Feuchte der Umge­ bungsluft periodisch gemessen werden, daß anhand dieser Meßwerte der spezifische Wasserdampfgehalt der Luft, d. h. die jeweilige Masse an Wasser je Kilogramm trockener Luft, ermittelt wird und daß dieser bestimmte spezifische Wasser­ dampfgehalt als Führungsgröße dient für die Einschaltzyklen der Rahmenheizung. Dies hat den Vorteil, daß die im Auf­ stellungsbereich der Kühlmöbel vorherrschenden Umgebungsbe­ dingungen, d. h. die Temperatur und die relative Feuchte der Umgebungsluft, in regelmäßigen Zeitabständen erfaßt werden und anhand einer in einem zentralen, zur erfindungs­ gemäßen Einrichtung gehörigen Steuerungsgerät abgespeicher­ ten Wasserdampftabelle der Wassergehalt der Luft in Gramm je Kilogramm Trockenluft im Zeitpunkt der Messung bestimmt wird. Der so bestimmte Wasserdampfgehalt kann herangezogen werden als Führungsgröße für die Veränderung der jeweiligen Taktfrequenz für das zyklische Ein- und Ausschalten der Rahmenheizung.

In bevorzugter Weiterbildung dieser Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Einschaltzyklen zwischen 0 und 60 Se­ kunden proportional zu dem jeweiligen Wasserdampfgehalt und entsprechend dem Intervall von 0 bis 25 Gramm pro 1 Kilo­ gramm Trockenluft eingestellt werden, wobei 60 Sekunden der Einschaltdauer 100% entsprechen.

Statt dessen können die Einschaltzyklen auch in Stufen von z. B. 10% zwischen 0 und 100% Einschaltdauer in Abhängig­ keit vom Feuchtegehalt der Luft eingestellt werden.

In beiden Fällen ist sichergestellt, daß die Beheizung der Rahmenteile nur insoweit erfolgt, als dies für die Vermei­ dung von Wasserbildung, sei es Tauwasser, sei es Wassernie­ derschlag aus der Umgebungsluft, erforderlich ist. So ist sichergestellt, daß weder eine Überheizung, noch eine zu geringe Beheizung erfolgt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung er­ folgt die Einstellung der Einschaltzyklen zentral, wobei die diesbezüglichen Einschaltsignale an die einzelnen Kühl­ stellen der Kühlmöbel übermittelt werden. Demgemäß ist fer­ ner vorgesehen, daß die Einschaltung und Ausschaltung der Rahmenheizung entsprechend den übermittelten Einschaltzy­ klen durch Steuerungseinheiten erfolgt, welcher einer jeden Kühlstelle zugeordnet sind.

Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, mit der die dem Verfahren zugrundeliegende Aufgabe gelöst werden soll, besitzt wenigstens eine mit einer Rahmenheizung ver­ sehene und als Kühlmöbel ausgebildete Kühlstelle sowie eine Schalteinrichtung zum Ein- und Ausschalten der Rahmenhei­ zung.

Mit dieser Einrichtung soll entsprechend dem erfindungsge­ mäßen Verfahren eine verbesserte Möglichkeit geschaffen werden, die Rahmenheizung so zu betreiben, daß Wasserbil­ dung vermieden wird und möglichst Energie eingespart werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen erfindungsgemäß die kenn­ zeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 6. Demgemäß ist vorgesehen, daß im Aufstellungsbereich einer jeden Kühl­ stelle eine Meßeinrichtung zur Erfassung der relativen Luftfeuchte sowie der Temperatur der Umgebungsluft angeord­ net ist, daß die Meßeinrichtung mit einer Zentraleinheit verbunden ist, welche mit der Schalteinrichtung zusammenar­ beitet und entsprechend einem vorgegebenen Bezugswert die Ein- und Ausschaltung der Rahmenheizung der jeweiligen Kühlstelle herbei führt.

In vorteilhafter Weiterbildung dieser Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die im Zentralgerät unter Berücksichtigung der vorstehend aufgeführten Parameter bestimmte Taktfre­ quenz an die einzelnen Kühlstellen bzw. an die darin be­ findlichen Kühlstellen-Steuergeräte der Kühlmöbel über eine Busleitung übermittelt wird und daß von den Kühlstellen- Steuergeräten aus die Ein- und Ausschaltung der Rahmenhei­ zung erfolgt.

Anhand der nachstehenden Erläuterung werden unter Bezug­ nahme auf die Figuren die Erfindung, vorteilhafte Ausge­ staltungen und Verbesserungen sowie besondere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 ein Diagramm der Einschaltdauer über dem spezifi­ schen Wassergehalt der Luft

Fig. 2 ein Mollier-h,-x-Diagramm mit eingetragenen Ar­ beitspunkten.

Anhand von Fig. 1 ist dargestellt, wie die Taktfrequenz zwischen 0 und 60 Sekunden entsprechend 100% Einschalt­ dauer proportional zwischen dem Wasserdampfgehalt 0 und 25 Gramm je Kilogramm Trockenluft verändert wird. So ergibt sich bei einem durchschnittlichen Wassergehalt von 10 Gramm je Kilogramm Trockenluft z. B. eine Einschaltdauer von 40%, d. h. in jeder Minute ist die Heizung für 24 Sekunden eingeschaltet und 36 Sekunden ausgeschaltet. Die darge­ stellte Kurve beruht auf versuchsweise ermittelten Meßwer­ ten und kann selbstverständlich beliebig verändert werden zur Anpassung an andere Aufstellbedingungen von Kühlmöbeln.

Anhand des in Fig. 2 dargestellten h,-x-Diagramms ist zu erkennen, wie sehr sich die Taupunkttemperatur mit dem Raumluftzustand verändert. So liegt beispielsweise bei ei­ ner Raumlufttemperatur von +30°C und einer relativen Luft­ feuchte von 75% sowie einem Wassergehalt von 20 Gramm je Kilogramm Trockenluft entsprechend Punkt L1 der Taupunkt bei 25°C entsprechend Punkt T1, also nur 5 Kelvin unter der Raumtemperatur.

Ein weiteres Beispiel ist in Punkt L2 dargestellt, welches für eine Raumtemperatur von +15°C und eine relative Luft­ feuchte von 30% bei einem Wassergehalt von 3 Gramm je Ki­ logramm Trockenluft gilt. Hier liegt der Taupunkt bei -3°C entsprechend Punkt T2, d. h. also 18 Kelvin unterhalb der Raumtemperatur. Anhand dieser Werte ist zu erkennen, daß bei niedrigem Wassergehalt die Kondensationsgefahr wesent­ lich geringer ist als bei hohem Wassergehalt. Daher ist der errechnete Wassergehalt eine sehr zuverlässige Führungs­ größe für die Taktfrequenz.

Claims (7)

1. Verfahren zum Betätigen von Rahmenheizungen in Kühlmöbeln, wie Verkaufskühltruhen, Kühltheken und der­ gleichen, dadurch gekennzeichnet, daß im Aufstellungsbe­ reich der Kühlmöbel die Temperatur und die relative Feuchte der Umgebungsluft periodisch gemessen wird, daß anhand die­ ser Meßwerte der spezifische Wassergehalt der Luft ermit­ telt wird und daß dieser bestimmte spezifische Wassergehalt als Führungsgröße dient für die Einschaltzyklen der Rahmen­ heizung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltzyklen zwischen 0 und 60 Sekunden propor­ tional zu dem jeweiligen Wassergehalt und entsprechend ei­ nem Intervall von 0 bis 25 Gramm je Kilogramm Trockenluft eingestellt werden, wobei 60 Sekunden einer Einschaltdauer 100% entsprechen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltzyklen in Stufen von 10% zwischen 0 und 100% Einschaltdauer abhängig vom Feuchtegehalt der Luft eingestellt werden.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Einschaltzy­ klen zentral erfolgt und an die einzelnen Kühlstellen der Kühlmöbel übermittelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltung und Ausschaltung der Rahmenheizung entsprechend den Einschaltzyklen durch Steuerungseinheiten erfolgt, die einer jeden Kühlstelle zugeordnet sind.

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit wenigstens einer mit einer Rahmenheizung versehenen, als Kühlmöbel, z. B. Verkaufs­ kühltruhe, ausgebildeten Kühlstelle und mit einer Schalt­ einrichtung zum Ein- und Ausschalten der Rahmenheizung, da­ durch gekennzeichnet, daß im Aufstellungsbereich jeder Kühlstelle eine Meßeinrichtung zur Erfassung der relativen Luftfeuchte sowie der Temperatur der Umgebungsluft angeord­ net ist, daß die Meßeinrichtung mit einer Zentraleinheit verbunden ist, welche mit der Schalteinrichtung zusammenar­ beitet und entsprechend einem vorgegebenen Bezugswert die Ein- und Ausschaltung der Rahmenheizung herbeiführt.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Busleitung vorgesehen ist, welche die einzel­ nen Kühlstellen-Steuergeräten mit der Zentraleinheit ver­ bindet.