DE4425535A1 - Vorrichtung zum Abtauen, insbesondere zum Abtauen von eutektischen Platten in Tiefkühltransportern o. ä. - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtauen, insbe­ sondere zum Abtauen von eutektischen Platten in Tiefkühl­ transportern o. a.

Bekanntlich sind Tiefkühltransporter zur Erhaltung einer Tem­ peratur von deutlich unter 0°C in ihrem Innenraum, um die sachgerechte Konservierung der verderblichen Transportwaren zu gewährleisten, im allgemeinen mit sogenannten "eutekti­ schen" Platten ausgestattet, die im allgemeinen unter der Sicht-Innenwand des Transporters angebracht werden. Derartige eutektische Platten bestehen im allgemeinen aus einem flachen Mantel aus metallischem Material, in dessen Inneren eine bei einer bestimmten Temperatur gefrierbare Lösung und eine durch einen Kühlkreislauf gespeiste Kühlschlange vorgesehen ist. In der Praxis wird die in den Platten enthaltene eutektische Lö­ sung gefroren, wenn der Transporter nicht benutzt wird, indem der Kühlkreislauf eingeschaltet wird. Die eutektischen Plat­ ten mit der gefrorenen Lösung gewährleisten das Halten der gewünschten Temperatur im Innenraum des Transporters während der für den Transport und die Ablieferung der im Transporter befindlichen Waren erforderlichen Zeit.

Das häufige Öffnen und Schließen der Türen dieser Transporter zum Einladen und Ausladen der Transportwaren verursacht auf­ grund der in der Luft enthaltenen Feuchtigkeit die Bildung einer Rauhreifschicht auf den eutektischen Platten. Die Dicke dieser Rauhreifschicht nimmt von Tag zu Tag zu, bis sich eine Schicht gebildet hat, die den Wärmeaustausch zwischen den eu­ tektischen Platten und dem Innenraum des Transporters emp­ findlich stört, wodurch die Kühlwirkung der eutektischen Platten herabgesetzt wird.

Aus diesem Grund ist es notwendig, die eutektischen Platten in regelmäßigen Abständen abzutauen.

Im allgemeinen wird dieses Abtauen auf natürliche Weise durchgeführt, indem ggf. nicht verkaufte Waren aus dem Trans­ porter ausgeladen werden und die Türen des Transporters so geöffnet werden, daß durch natürliche Konvektion eine Erwär­ mung der eutektischen Platten auf die Außentemperatur und da­ durch das Schmelzen des gesamten sie bedeckenden Rauhreifs stattfindet. Dieser Vorgang wird durchschnittlich einmal pro Monat durchgeführt und bringt deutliche wirtschaftliche Bela­ stungen mit sich, die hauptsächlich auf die langen Standzei­ ten des Wagens (etwa drei Tage), auf die Anstellung von Per­ sonal in Vorfeiertags- und Feiertagszeiträumen sowie auf die vollständige Wiederherstellung des Gefrierzustandes der eu­ tektischen Platten zurückzuführen sind.

Um diese Belastungen zu verringern, wurden Abtauvorrichtungen vorgeschlagen, die aus einer flachen und beweglichen elektri­ schen Heizung bestehen, die an der unteren Fläche der eutek­ tischen Platte angebracht wird und aus Sicherheitsgründen vorzugsweise mit Niederspannung versorgt wird. Diese Vorrich­ tung mit elektrischer Heizung nimmt neben den offensichtli­ chen Vorteilen, die in der Beweglichkeit und einfachen Anwen­ dung des Systems bestehen, äußerst wenig zusätzlichen Raum ein und bietet eine optimale Verteilung der Wärme über die gesamte abzutauende Fläche, hat jedoch auch offensichtliche, bedeutende Nachteile wie zum Beispiel die hohen Unkosten der Heizung und ihre verhältnismäßig grobe Bruchempfindlichkeit, der schwierige und heikle Vorgang des Befestigens der Heizung an der eutektischen Platte sowie ein unerwünschtes Überhitzen der eutektischen Lösung während des Abtauens der Platte.

Weitere vorgeschlagene Vorrichtungen zum Abtauen eutektischer Platten sehen einen zusätzlichen Hohlraum in den eutektischen Platten außerhalb des Haupthohlraums, der die eutektische Lö­ sung enthält, vor, in den ein erwärmtes gefrierfestes Fluid oder auch das gleiche Tiefkühlgas eingeführt wird, das durch eine Umkehrung des Kühlzyklus erwärmt wird. Bei weiteren Ar­ ten von Vorrichtungen wird eine Umkehrung des Kühlzyklus vor­ gesehen und wird als Heizelement die gleiche, im Inneren der eutektischen Platte angeordnete Kühlschlange verwendet.

Diese Vorrichtungen, bei denen wärmetragende Fluide verwendet werden, haben zweifellos Vorteile gegenüber den Vorrichtun­ gen, bei denen eine elektrische Heizung verwendet wird, indem sie eine höhere Zuverlässigkeit und Robustheit besitzen und eine im wesentlichen gleichmäßige Erwärmung der gesamten Oberfläche der Platte und nicht nur des unmittelbar in Berüh­ rung mit dem Heizelement befindlichen Teils gewährleisten. Es finden sich jedoch auch bei diesen Vorrichtungen Nachteile wie zum Beispiel höhere Kosten der Platte, die mit einem zu­ sätzlichen Hohlraum versehen werden muß, sowie die Notwendig­ keit, eine zusätzliche hydraulische Anlage und eine zusätzli­ che Zentralheizungsanlage für den Eventualfall, daß ein an­ deres, gefrierfestes Fluid anstelle des Kühlgases verwendet wird, vorzusehen. Ferner haben derartige Vorrichtungen, bei denen wärmetragende Fluide verwendet werden, mit den Vorrich­ tungen mit elektrischer Heizung den Nachteil hoher Herstel­ lungskosten sowie die Tatsache, eine Erwärmung der eutekti­ schen Lösung zu verursachen, gemeinsam.

Die Überhitzung der eutektischen Lösung oder eines Teils von ihr bringt größere Belastungen und längere Zeiten bei der darauffolgenden Gefrierphase mit sich und kann vor allem Kor­ rosionserscheinungen an der Platte verursachen.

Die Hauptaufgabe dieser Erfindung besteht darin, die oben ausgeführten Probleme zu lösen, indem eine Vorrichtung zum Abtauen, insbesondere zum Abtauen von eutektischen Platten in Tiefkühltransportern o. a. geschaffen wird, mit der das Ab­ tauen der eutektischen Platten in kürzeren Zeiten und ohne ein Überhitzen der eutektischen Lösung durchgeführt werden kann.

Im Rahmen dieser Aufgabe besteht ein Erfindungszweck darin, eine Vorrichtung mit einfachem Aufbau auszuführen, die nied­ rigere Herstellungskosten verursacht.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Vorrich­ tung auszuführen, die niedrigere Betriebskosten verursacht.

Diese Aufgabe sowie diese und weitere Zwecke, die im folgen­ den näher ausgeführt werden, werden mit einer Vorrichtung zum Abtauen, insbesondere zum Abtauen von eutektischen Platten in Tiefkühltransportern o. a. erreicht, die dadurch gekennzeich­ net ist, daß sie aus einem innen hohlen Körper besteht, der dazu gedacht ist, an einer eutektischen Platte in Position gebracht zu werden, und ein unter Vakuum eingefülltes Fluid in einem flüssig­ dampfförmigen, zweiphasigen Zustand enthält, wobei Mittel zum Erwärmen des genannten Fluids vorgesehen sind, die gesteuert eingeschaltet werden können.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich im einzelnen aus der nicht einschränkenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung, die zur Erläuterung und nicht einschränkend in den bei­ gefügten Zeichnungen dargestellt ist, wobei

Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung und eine eutekti­ sche Platte in perspektivischer Ansicht zeigt,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung im Seitenaufriß zeigt, wie sie von unten an einer eutektischen Platte ange­ ordnet wird,

Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt von Fig. 1 entlang der Linie III-III zeigt,

Fig. 4 bis Fig. 7 schematisch die Arbeitsweise der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung bei der Durchführung des Abtauens einer eutektischen Platte darstellen, wobei die Vorrichtung in einem Schnitt entlang der Linie IV-IV von Fig. 1 gezeigt wird,

Fig. 8 eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vor­ richtung im Grundriß von unten zeigt, die sich unten an einer eutektischen Platte befindet.

Bezugnehmend auf die angeführten Figuren besteht die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung, die allgemein mit der Bezugszahl 1 bezeichnet wird, aus einem innen hohlen Körper, der dazu ge­ dacht ist, an einer eutektischen Platte in Position gebracht zu werden, und der ein unter Vakuum eingefülltes Fluid in ei­ nem flüssig-dampfförmigen, zweiphasigen Zustand sowie Mittel zum Erwärmen des genannten Fluids enthält, die gesteuert ein­ geschaltet oder ausgeschaltet werden können.

Insbesondere besteht der hohle Körper aus einem Sammelkörper 2 mit im wesentlichen zylindrischer Form, von dem mehrere Ab­ zweigungen 3 ausgehen, die mit dem Sammelkörper 2 in Verbin­ dung stehen und eine Oberfläche abdecken, die im wesentlichen gleich groß ist wie die Fläche einer Seite der abzutauenden eutektischen Platte 4.

Die Heizmittel bestehen vorteilhafterweise aus einem zylin­ drischen und abgeschirmten elektrischen Widerstand 5, der in­ nen im Sammelkörper 2 und koaxial mit diesem angeordnet ist. Dieser elektrische Widerstand ist bevorzugt ein Widerstand mit Niederspannung und kann einfach eingeschaltet werden, in­ dem die Anschlußkabel 6, die aus dem Sammelkörper 2 herausra­ gen, an eine elektrische Stromquelle angeschlossen werden.

Das Fluid, das sich innen in dem Hohlkörper befindet, der aus dem Sammelkörper 2 und den Abzweigungen 3 besteht, besteht bevorzugt aus einem gefrierfesten Fluid, so daß vermieden wird, daß es infolge des Gefriervorgangs der in der eutekti­ schen Platte 4 enthaltenen Flüssigkeit gefriert.

Die Abzweigungen 3 können im wesentlichen U-förmig sein, wo­ bei die beiden Enden mit dem Sammelkörper 2 verbunden sind, können jedoch auch einfach als geradliniger rohrförmiger Kör­ per ausgeführt sein, der nur mit einem Ende mit dem Sammel­ körper 2 verbunden ist und dessen anderes Ende geschlossen ist, wie im einzelnen in Fig. 8 dargestellt, wobei diese Ab­ zweigungen mit der Bezugszahl 3a gekennzeichnet sind.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wie folgt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird an der Unterseite der eutektischen Platte 4 in einem bestimmten Abstand angebracht. Zum Abtauen der eutektischen Platte 4, wenn erforderlich, ge­ nügt es, den elektrischen Widerstand 5, der innen im Sammel­ körper 2 der Vorrichtung angeordnet ist, einzuschalten. Als Folge dieser Erwärmung wird die Verdampfung der flüssigen Phase des im Inneren des Hohlkörpers der Vorrichtung enthal­ tenen Fluids verstärkt, und der Dampf, der die Oberfläche des Hohlkörpers berührt, kondensiert, wie in Fig. 3 dargestellt, und gibt dabei Wärme durch die Oberfläche des Hohlkörpers ab, wodurch ein fortschreitendes Schmelzen des Rauhreifs 7, der die Vorrichtung umgibt, bewirkt wird.

Dieser Schmelzvorgang setzt sich fort, bis der Rauhreif zwi­ schen den Abzweigungen 3 vollständig verschwunden ist, und damit wird das Lösen des Rauhreifblocks 7 von der Unterseite der eutektischen Platte 4 bewirkt, wie im einzelnen in Fig. 7 dargestellt.

Die Rückkehr der Flüssigkeit zum Sammelkörper 2 kann durch Schwerkraft erzielt werden, indem die Vorrichtung 1 leicht geneigt unter der jeweiligen Platte 4 angebracht wird, oder auch durch Kapillarkraft, indem die Innenwände der Abzweigun­ gen 3 mit einer Kapillarstruktur verkleidet werden.

In der Praxis ist die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vor­ richtung analog zu den sogenannten "Heat pipe"-Systemen, wo­ bei eine Wärmeübertragung bei konstanter Temperatur stattfin­ det, die auf Grund dessen, daß die Wärmeübertragung unter Aus­ nützung des Zustandwechsels des verwendeten Fluids von dampf­ förmig zu flüssig vonstatten geht, ein höheres Ausmaß er­ reicht.

Es hat sich in der Praxis erwiesen, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung die zuvor festgelegte Aufgabe vollkommen erfüllt, insofern mit ihr das Abtauen der eutektischen Platte 4 be­ wirkt werden kann, wobei die oben im Zusammenhang mit den bisher vorgeschlagenen Vorrichtungen dargelegten Probleme ge­ löst werden. Insbesondere erzeugt die erfindungsgemäße Abtau­ vorrichtung keine wesentliche Erwärmung der in der Platte enthaltenen eutektischen Lösung und reduziert dadurch die er­ forderlichen Zeiten und Kosten für die Wiederherstellung des vollkommenen Gefrierzustandes der eutektischen Lösung und verursacht keine Korrosionserscheinungen als Folge des Erwär­ mens der eutektischen Lösung an der Platte.

An der so konzipierten Vorrichtung können zahlreiche Modifi­ kationen und Varianten vorgenommen werden, die alle im Rahmen des Erfindungsgedankens bleiben; ferner können alle Details durch andere, technisch äquivalente Elemente ersetzt werden.

In der Praxis können je nach den Erfordernissen und dem Stand der Technik beliebige Materialien, solange sie für den jewei­ ligen Gebrauch geeignet sind, sowie beliebige Abmessungen verwendet werden.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Abtauen, insbesondere zum Abtauen von eutektischen Platten in Tiefkühltransportern o. ä., da­ durch gekennzeichnet, daß sie aus einem innen hohlen Körper besteht, der dazu gedacht ist, an einer eutekti­ schen Platte (4) in Position gebracht zu werden, und ein unter Vakuum eingefülltes Fluid in einem flüssig­ dampfförmigen, zweiphasigen Zustand enthält, wobei Mit­ tel zum Erwärmen des genannten Fluids vorgesehen sind, die gesteuert eingeschaltet oder ausgeschaltet werden können.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte hohle Körper aus einem Sammelkörper (2) mit mehreren Abzweigungen (3), die mit dem genann­ ten Sammelkörper (2) in Verbindung stehen, besteht.

3. Vorrichtung nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der genannte Sammelkörper (2) und die genannten Abzweigungen (3) zusammen eine Oberfläche ab­ decken, die im wesentlichen der Oberfläche der genann­ ten eutektischen Platte (4) entspricht.

4. Vorrichtung nach einer oder mehreren der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Heizmittel aus einem elektrischen Widerstand (5) beste­ hen, der innen in dem genannten Sammelkörper (2) ange­ ordnet ist.

5. Vorrichtung nach einer oder mehreren der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte elek­ trische Widerstand (5) im wesentlichen zylindrisch ge­ formt ist.

6. Vorrichtung nach einer oder mehreren der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Ab­ zweigungen (3) im wesentlichen U-förmig sind, wobei die beiden Enden mit dem genannten Sammelkörper (2) verbun­ den sind.

7. Vorrichtung nach einer oder mehreren der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Ab­ zweigungen (3) im wesentlichen geradlinig geformt sind und an einem Ende mit dem genannten Sammelkörper (2) verbunden ist und am anderen Ende geschlossen sind.

8. Vorrichtung nach einer oder mehreren der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Flüs­ sigkeit aus einer gefrierfesten Flüssigkeit besteht.

9. Vorrichtung nach einer oder mehreren der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwände der genannten Abzweigungen (3) mit einer Kapillarstruktur verkleidet sind.

10. Vorrichtung zum Abtauen, insbesondere zum Abtauen von eutektischen Platten in Tiefkühltransportern o. ä., da­ durch gekennzeichnet, daß sie ein oder mehrere der be­ schriebenen und/oder dargestellten Merkmale aufweist.