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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Tiefkühltunnels
von der Art, in der abzukühlende
oder einzufrierende Produkte umlaufen, wobei der Tunnel ausgestattet
ist mit Mitteln zum Einspritzen einer Tiefkühlflüssigkeit sowie mit Mitteln
mit veränderlichem
Durchfluss zum Abziehen der kalten Gase, die sich aus der Verdampfung
der Flüssigkeit
in dem Tunnel ergeben. Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Tiefkühltunnel,
der mit einer Betriebsvorrichtung ausgestattet ist.
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Ein
Tiefkühltunnel
ist ein offenes System, in dem durch Einspritzen in der Regel von
Flüssigstickstoff
oder einer beliebigen anderen Tiefkühlflüssigkeit, die nach dem Verdampfen
als Gas aus dem System abzuführen
ist, abzukühlende
oder einzufrierende Produkte umlaufen.
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Der
Tunnel besitzt eine Öffnung
für den
Einlass und eine Öffnung
für den
Auslass der Produkte.
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Die
Tiefkühlflüssigkeit
tritt über
eine oder mehrere Rohrleitungen in den Tunnel ein.
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Eine
oder mehrere zusätzliche Öffnungen sind
im Allgemeinen zum Abziehen der kalten Gase gedacht, die sich aus
der Verdampfung der Flüssigkeit
in dem Tunnel ergeben, was somit ein Absaugen und das Ausstoßen der
Gase, die einen hohen Stickstoffanteil enthalten, ins Freie voraussetzt.
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Bei
einer idealen Betriebsweise müssten
die Gasströme
folgendermaßen
ausgeglichen sein:
- – Abzugsdurchfluss = durch
das Einspritzen von Flüssigstickstoff
erzeugter gasförmiger
Stickstoffdurchfluss
- – Produktausgangsseitig:
Lufteinlassdurchfluss gleich Null und Gasauslassdurchfluss ebenfalls gleich
Null
- – Produkteingangsseitig:
ebenso, d.h. Lufteinlassdurchfluss und Gasauslassdurchfluss gleich
Null
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In
der Praxis ist es nahezu unmöglich,
eine derartige ideale Betriebsweise zu erzielen, und insbesondere
ist es sehr schwierig, die folgenden beiden Gesichtspunkte konstant
zu überwachen:
- – Die
Anpassung des Abzugsdurchflusses an das erzeugte Volumen gasförmigen Stickstoffs:
in der Praxis ist die in den Tunnel eingespritzte Stickstoffmenge
veränderlich,
und der Abzug kann dabei dem Bedarf nur schwer folgen.
- – Der
Gasausgleich zwischen dem Ausgang und dem Eingang des Tunnels: falls
der Abzugsdurchfluss richtig angepasst ist, kann ein Tunnel auf
der Produktausgangsseite eine geringfügige Absaugung und auf der
Produkteingangsseite eine geringfügige Rückströmung aufweisen, während die Situation
kurz danach umgekehrt sein kann.
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Es
wurden also verschiedene Lösungsansätze vorgeschlagen,
um für
die oben genannten Probleme Lösungen
zu erbringen.
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In
den meisten Fällen
wird, um das Austreten von Gas (also Stickstofflecks im Produktionsraum)
zu vermeiden, eine "Überextraktion" vorgenommen.
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Dazu
verwendet man typischerweise einen Abzug mit feststehendem Durchfluss,
der mit einem großen
Sicherheitszuschlag zu dem Höchstbedarf des
Tunnels berechnet wird, wobei die Abzugshauben sich am Eingang und
am Ausgang des Tunnels befinden.
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Dabei
sind folgende Eigenschaften zu beobachten:
- – Der Abzugsdurchfluss
ist wesentlich größer als der
durch das Einspritzen von Flüssigstickstoff
erzeugte Durchfluss gasförmigen
Stickstoffs.
- – Produktausgangsseitig:
der Lufteinlassdurchfluss ist wesentlich größer als 0, während der Gasauslassdurchfluss
fast gleich Null ist.
- – Produkteingangsseitig:
ebenso, d.h. ein Lufteinlassdurchfluss, der wesentlich größer ist
als 0, während
der Gasauslassdurchfluss fast gleich Null ist.
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Es
versteht sich somit, dass der Vorteil dieser technischen Lösung darin
besteht, dass das Risiko einer Anoxie (im Produktionsraum angesammelte Stickstofflecks,
die zu einem Abfall der Sauerstoffrate im Raum führen) bei der Inbetriebnahme
des Tunnels gering ist, dass ihr Nachteil jedoch mit dem beachtlichen
Lufteinlass zusammenhängt,
der einen Einlass von Feuchtigkeit in den Tunnel hervorruft. Im
Innern vereist das Gerät
dann schnell und verliert an Wirksamkeit. Zudem hat dieser Lufteinlass
einen erhöhten
Stickstoffverbrauch zur Folge.
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Es
ist zu beachten, dass dieser Lufteinlass auch einen Einlass von
Feuchtigkeit in die Abzugsleitungen und somit das Auftreten von
Vereisung hervorruft. Nach mehreren Betriebsstunden kann diese Vereisung
die Abzugsleitungen verstopfen und ein Stickstoffleck am Tunnel
durch mangelnden Abzug zur Folge haben (wodurch ein Anoxierisiko
besteht).
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Recht
häufig
findet man in der Industrie auch eine Lösung, um den Lufteinlass und
den Gasauslass zu begrenzen, nach welcher der Abzug etwas größer als
notwendig ist ("geringfügige Überextraktion"). Es handelt sich
dabei oft um den besten Kompromiss, den man nach dem derzeitigen
Stand der Technik eingehen kann.
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Dieser
Lösung
entsprechend wird ein Abzug mit feststehendem Durchfluss, der möglichst
genau nach dem Höchstbedarf
des Tunnels berechnet wird, oder ein Abzug mit veränderlichem
Durchfluss, der auf die Öffnungsrate
des Flüssigstickstoff-Zuführventils
in dem Tunnel indexiert ist, vorgenommen.
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Dabei
sind folgende Eigenschaften zu beobachten:
- – Der Abzugsdurchfluss
ist größer als
der durch das Einspritzen von Flüssigstickstoff
erzeugte Durchfluss gasförmigen
Stickstoffs.
- – Produktausgangsseitig:
der Lufteinlassdurchfluss ist geringfügig positiv, mit mehr oder
weniger großen
Veränderungen
je nach den Betriebsphasen des Tunnels, während der Gasauslassdurchfluss
im Durchschnitt geringfügig
negativ ist, auch hier mit mehr oder weniger großen Veränderungen je nach den Betriebsphasen
des Tunnels.
- – Produkteingangsseitig:
auch hier ist der Lufteinlassdurchfluss geringfügig positiv, während der Gasauslassdurchfluss
im Durchschnitt geringfügig
negativ ist.
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Es
ist dabei ersichtlich, dass der Ausgleich zwischen dem Ausgang und
dem Eingang des Tunnels im Laufe der Zeit veränderlich ist und dass man somit
von der Situation, bei der ein Gasauslass am Tunneleingang und eine
Luftabsaugung am Tunnelausgang zu beobachten ist, auf die Situation
einer Luftabsaugung am Tunneleingang und eines Gasauslass am Tunnelausgang übergehen
kann.
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Es
versteht sich also, dass der Hauptvorteil dieser Lösung einet "geringfügigen Überextraktion" darin besteht, dass
das Anoxierisiko bei der Inbetriebnahme des Tunnels recht gering
ist, während
ihr Hauptnachteil wie bei der Überextraktion
damit verbunden ist, dass der Lufteinlass ein Vereisen des Geräts und der
Abzugsleitungen und einen erhöhten Stickstoffverbrauch
hervorruft. Der Lufteinlassdurchfluss ist jedoch gering, und die
oben aufgeführten technischen
Nachteile sind dabei jeweils mehr oder weniger begrenzt.
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Es
wäre noch
ein letzter Lösungsansatz
zu erwähnen,
der in der Praxis fast nie angewendet wird und darin besteht, sich
einer reduzierten Absaugung ("Unterextraktion") zu unterziehen,
um das Einlassen von Luft zu begrenzen.
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Dabei
sind folgende Eigenschaften zu beobachten:
- – Ein Abzugsdurchfluss,
der geringer ist als der durch das Einspritzen von Flüssigstickstoff
erzeugte Durchfluss gasförmigen
Stickstoffs.
- – Produktausgangsseitig:
ein Lufteinlassdurchfluss, der fast gleich Null ist, während der
Gasauslassdurchfluss positiv ist.
- – Produkteingangsseitig:
ebenfalls ein Lufteinlassdurchfluss, der bei einem positiven Gasauslassdurchfluss
fast gleich Null ist.
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Der
Vorteil dieser Situation ist natürlich,
dass am Eingang und Ausgang des Tunnels kein Lufteinlass vorhanden
ist. Es gibt also keine Vereisungsablagerung im Gerät und in
den Abzugsleitungen und auch keinen durch einen eventuellen Heißlufteinlass verursachten
erhöhten
Stickstoffverbrauch.
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Dagegen
ist der Betrieb eines Tunnels unter diesen Umständen offensichtlich gefährlich.
Stickstocklecks außerhalb
des Tunnels haben ein Anoxierisiko und somit eine gefährliche
Situation für
die in der Nähe
arbeitenden Personen zur Folge.
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Angesichts
dieser Tatsachen, ist festzustellen, dass es für diese Industrie wirklich
notwendig ist, eine Lösung
bieten zu können,
die einen besseren Kompromiss darstellt, der dem idealen Ausgleich
näher kommt.
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- – Dazu
muss der Abzugsdurchfluss dem erzeugten Volumen gasförmigen Stickstoffs
angepasst werden. Da die in den Tunnel eingespritzte Stickstoffmenge
veränderlich
ist, muss der Abzugsdurchfluss unter Berücksichtigung möglicher
Verzögerungen
zwischen dem Einspritzen von Flüssigstickstoff
und dem Zeitpunkt, zu dem er verdampft, auch so genau wie möglich dem
Bedarf folgen.
- – Bezüglich des
Gasausgleichs zwischen dem Ausgang und dem Eingang des Tunnels muss
das System es ermöglichen,
die Gase zu leiten, um zu vermeiden, dass sie weder am Eingang noch
am Ausgang des Tunnels austreten.
- – Alle
diese Kontrollen sind bevorzugt automatisch, ohne weiteren menschlichen
Eingriff als das Festsetzen der Anfangseinstellungen.
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Bei
einem derartigen Gasausgleich im Tunnel und einem ganz dem Bedarf
angepassten Abzug würde
der Tunnel somit keine Luft mehr absaugen (weder am Eingang noch
am Ausgang) und könnte demnach
länger
ohne Vereisen und ohne an Wirksamkeit zu verlieren funktionieren.
Die Abzugsleitungen würden
nicht mehr verstopfen, und die Stickstofflecks wären zumindest erheblich verringert
oder sogar beseitigt. Das Anoxierisiko stünde somit unter Kontrolle.
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Es
wäre noch
der Lösungsansatz
der Druckschrift US-5
878 582 zu erwähnen,
die versucht, einen Tiefkühlbe hälter anzusteuern,
indem sie auf den Abzugsdurchfluss entsprechend dem Unterschied zwischen
den Temperaturen am Eingang und im Innern des Geräts im Vergleich
zu einem Sollunterschied zwischen diesen Temperaturen einwirkt.
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Die
Anmelderin konnte nachweisen, dass dieser technische Lösungsansatz
zwar Verbesserungen im Verhältnis
zu den oben genannten Lösungsansätzen nach
dem Stand der Technik erbringt, jedoch unzureichend bleibt, einfach
weil er nicht die Umgebungstemperatur in dem Raum, in dem der Tiefkühlbehälter funktioniert,
berücksichtigt.
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Um
nämlich
gute Ergebnisse gemäß dieser Druckschrift
zu erhalten, muss die Solltemperatur in der Nähe der Umgebungstemperatur
liegen, dabei aber immer niedriger bleiben. Wenn der Sollwert nämlich größer wird
als die Umgebungstemperatur (weil die Umgebungstemperatur gesunken
ist), wird das System funktionsuntüchtig, da der Abzug sich unendlich
beschleunigt, ohne jemals diese Solltemperatur zu erreichen. Es
ist unmöglich,
die gemessene Temperatur über
die Temperatur der Umgebungsluft anzuheben. Zusammenfassend ist
das System, wenn die Umgebungstemperatur in dem Raum relativ gleich
bleibend ist (plus/minus 1 Grad), dieser Technik entsprechend leicht
anzusteuern, wenn sich dagegen die Raumtemperatur ändert (was
bei Produktionsräumen
im Lebensmittelsektor häufig
der Fall ist), kann diese Ansteuerungstechnik zeitweise unwirksam
oder sogar funktionsuntüchtig
werden (wenn die Solltemperatur die Umgebungstemperatur übersteigt).
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In
diesem Zusammenhang ist die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren
zum Betrieb eines Tiefkühltunnels,
in dem abzukühlende
oder einzufrierende Produkte umlaufen, wobei der Tunnel ausgestattet
ist mit Mitteln zum Einspritzen einer Tiefkühlflüssigkeit sowie mit Mitteln
mit veränderlichem
Durchfluss zum Abziehen von allen oder einem Teil der kalten Gase,
die sich aus der Verdampfung der Flüssigkeit in dem Tunnel ergeben,
dadurch gekennzeichnet, dass:
- a) mindestens
ein Temperaturfühler
verfügbar
ist, der sich außerhalb
des Tunnels in der Nähe
seines Eingangs und/oder seines Ausgangs befindet und dazu geeignet
ist, einen Wert TEingang/Ausgang der Temperatur
der Gase an seinem Standpunkt zu liefern;
- b) mindestens ein Temperaturfühler verfügbar ist, der sich außerhalb
des Tunnels befindet und dazu geeignet ist, einen Wert Tamb der Umgebungstemperatur des Raumes, in
dem der Tunnel funktioniert, zu liefern;
- c) der Unterschied Tamb-Eingang/Ausgang zwischen
der Umgebungstemperatur Tamb und der Temperatur TEingang/Ausgang oder der Unterschied zwischen
dem Mittelwert der von den Umgebungstemperaturfühlern gelieferten Umgebungstemperaturen
und dem Mittelwert der von den Eingangs-/Ausgangs-Temperaturfühlern gelieferten
Temperaturen TEingang/Ausgang bestimmt wird;
- d) der Wert des von Schritt c) gelieferten Temperaturunterschieds
mit einem vorbestimmten Sollwert T0 amb-Eingang/Ausgang verglichen wird;
- e) je nach dem Ergebnis des Vergleichs aus Schritt d) auf den
Abzugsdurchfluss der Abzugsmittel rückgewirkt wird, um falls nötig den
Wert des Temperaturunterschieds auf den Sollwert T0 amb-Eingang/Ausgang zurückzubringen.
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Die
Anmelderin hat demnach die grundlegende Rolle der Berücksichtigung
der Umgebungstemperatur des Raumes, in dem der Tunnel funktioniert,
zum Erreichen eines hochwertigen Betriebs herausgestellt. Es versteht
sich, dass der Umgebungstemperaturfühler bevorzugt an einer Stelle
anzuordnen ist, an der die Temperatur nicht durch den Tunnel oder
durch eine andere Maschine oder ein Belüftungssystem, die sich in dem
betreffenden Raum befinden, beeinflusst wird.
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Das
erfindungsgemäße Betriebsverfahren kann
zudem eine oder mehrere der folgenden technischen Eigenschaften
annehmen:
- – um
die Rückwirkung
aus Schritt e) auszuführen, wird
eine Regelung vom Typ PID verwendet.
- – im
Innern des Tunnels werden eine oder mehrere Klappen zum Gasausgleich
angeordnet, die dazu geeignet ist/sind, die kalten Gase auf den Eingang
oder den Ausgang des Tunnels zu richten, und automatisch von außerhalb
des Tunnels betätigt
werden können.
- – im
Zusammenhang des Vorhandenseins der Klappen:
i) es sind mindestens
ein Temperaturfühler,
der sich außerhalb
des Tunnels in der Nähe
seines Ausgangs befindet und dazu geeignet ist, einen Wert TAusgang der Temperatur der Gase an seinem Standort
zu liefern, und mindestens ein Temperaturfühler, der sich außerhalb
des Tunnels in der Nähe
seines Eingangs befindet und dazu geeignet ist, einen Wert TEingang der Temperatur der Gase an seinem
Standort zu liefern, verfügbar;
j)
es wird der Unterschied TAusgang-Eingang zwischen der
Temperatur TAusgang und der Temperatur TEingang oder der Unterschied zwischen dem
Mittelwert der von den Ausgangstemperaturfühlern gelieferten Temperaturen
TAusgang und dem Mittelwert der von den
Eingangstemperaturfühlern
gelieferten Temperaturen TEingang bestimmt;
k)
es wird der Wert des von Schritt j) gelieferten Temperaturunterschieds
mit einem vorbestimmten Sollwert T0 Eingang/Ausgang Verglichen;
l) es wird
je nach dem Ergebnis des Vergleichs aus Schritt k) auf die Ausrichtung
aller oder eines Teils der Ausgleichsklappen rückgewirkt, um alle oder einen
Teil der in dem Tunnel enthaltenen kalten Gase auszurichten, um
somit falls nötig
den Wert des Temperaturunterschieds auf den Sollwert T0 Ausgang/Eingang zurückzubringen.
- – zur
Ausführung
der Rückwirkung
aus Schritt l) wird eine Regelung vom Typ PID verwendet.
- – die
Abzugsmittel, auf die rückgewirkt
wird, umfassen eine einzige Abzugsleitung, die sich innerhalb des
Tunnels im Wesentlichen oberhalb des Eingangsbereichs der Produkte
befindet.
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Die
Erfindung betrifft ebenfalls einen Tiefkühltunnel, ausgestattet mit
einer Vorrichtung zum Betrieb des Tunnels, wobei in dem Tunnel abzukühlende oder
einzufrierende Produkte umlaufen, wobei der Tunnel ausgestattet
ist mit Mitteln zum Einspritzen einer Tiefkühlflüssigkeit sowie mit Mitteln
mit veränderlichem
Durchfluss zum Abziehen von allen oder einem Teil der kalten Gase,
die sich aus der Verdampfung der Flüssigkeit in dem Tunnel ergeben, wobei
die Vorrichtung folgendes umfasst:
- a) mindestens
einen Temperaturfühler,
der sich außerhalb
des Tunnels in der Nähe
seines Eingangs und/oder seines Ausgangs befindet und dazu geeignet
ist, einen Wert TEingang/Ausgang der Temperatur
der Gase an seinem Standort zu liefern;
- b) mindestens einen Temperaturfühler, der sich außerhalb
des Tunnels befindet und dazu geeignet ist, einen Wert Tamb der Umgebungstemperatur des Raumes, in
dem der Tunnel funktioniert, zu liefern;
- c) eine Einheit zur Daten-Erfassung und -Verarbeitung, die dazu
geeignet ist, den Unterschied Tamb-Eingang/Ausgang zwischen
der Umgebungstemperatur Tamb und der Temperatur
TEingang/Ausgang oder den Unterschied zwischen
dem Mittelwert der von den Umgebungstemperaturfühlern gelieferten Umgebungstemperaturen
und dem Mittelwert der von den Eingangs-/Ausgangs-Temperaturfühlern gelieferten
Temperaturen TEingang/Ausgang zu bestimmen,
den Wert des von dem vorherigen Schritt gelieferten Temperaturunterschieds
mit einem vorbestimmten Sollwert T0 amb-Eingang/Ausgang zu vergleichen, und gegebenenfalls,
je nach dem Ergebnis des vorhergehenden Vergleichs, auf den Abzugsdurchfluss
der Abzugsmittel rückzuwirken,
um falls nötig
den Wert des Temperaturunterschieds auf den Solllwert T0 amb-Eingang/Ausgang zurückzubringen.
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Die
erfindungsgemäße Tunnelbetriebsvorrichtung
kann ferner eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften annehmen:
- – die
Einheit zur Daten-Erfassung und -Verarbeitung verwendet zur Ausführung der
Rückwirkung einen
Regler vom Typ PID.
- – die
Vorrichtung umfasst innerhalb des Tunnels eine oder mehrere Gasausgleichsklappen,
die dazu geeignet sind, die kalten Gase auf den Eingang oder den
Ausgang des Tunnels zu richten, und automatisch von außerhalb
des Tunnels betätigt
werden können.
- – im
Zusammenhang des Vorhandenseins der Klappen, umfasst die Vorrichtung
ebenfalls:
i) mindestens einen Temperaturfühler, der sich außerhalb
des Tunnels in der Nähe
seines Ausgangs befindet und dazu geeignet ist, einen Wert TAusgang der Temperatur der Gase an seinem Standort
zu liefern, und mindestens einen Temperaturfühler, der sich außerhalb
des Tunnels in der Nähe
seines Eingangs befindet und dazu geeignet ist, einen Wert TEingang der Temperatur der Gase an seinem
Standpunkt zu liefern;
j) eine Einheit zur Daten-Erfassung
und -Verarbeitung, die dazu geeignet ist, den Unterschied TAusgang/Eingang zwischen der Temperatur TAusgang und der Temperatur TEingang oder
der Unterschied zwischen dem Mittelwert der von den Ausgangstemperaturfühlern gelieferten
Temperaturen TAusgang und dem Mittelwert
der von den Eingangstemperaturfühlern
gelieferten Temperaturen TEingang zu bestimmen,
den Wert des von dem vorhergehenden Schritt gelieferten Temperaturunterschieds
mit einem vorbestimmten Sollwert T0 Ausgang/Eingang zu vergleichen, und gegebenenfalls,
je nach dem Ergebnis des vorhergehenden Vergleichs, auf die Ausrichtung
aller oder eines Teils der Ausgleichsklappen rückzuwirken, um alle oder einen
Teil der in dem Tunnel enthaltenen kalten Gase auszurichten, um
somit falls nötig
den Wert des Temperaturunterschieds auf den Sollwert T0 Ausgang/Eingang zurückzubringen.
- – die
Einheit zur Daten-Erfassung und -Verarbeitung verwendet zur Ausführung der
Rückwirkung einen
Regler vom Typ PID.
- – die
Abzugsmittel, auf die rückgewirkt
wird, umfassen eine einzige Abzugsleitung, die sich innerhalb des
Tunnels im Wesentlichen oberhalb des Produkteingangsbereichs befindet.
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Die
Erfindung wird nach Durchlesen der nachstehenden Beschreibung, die
nur beispielhaft angegeben und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen
vorgenommen wird, verständlich
werden. Es zeigen:
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1 eine
Längsschnittansicht
eines Tunnels nach dem Stand der Technik;
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2 eine
Längsschnittansicht
eines Tunnels, der die Durchführung
der Erfindung ermöglicht.
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1 bildet
den typischen Aufbau eines Tiefkühltunnels 1 ab,
in dem abzukühlende
oder einzufrierende Produkte umlaufen (Eingang 7 der Produkte,
Ausgang 8 der verarbeiteten Produkte), wobei der Tunnel
ausgestattet ist mit Mitteln zum Einspritzen 2 einer Tiefkühlflüssigkeit
sowie mit mehreren Mitteln 3 zum Abziehen von kalten Gasen,
die sich aus der Verdampfung der Flüssigkeit in dem Tunnel ergeben.
Ferner ist das Vorhandensein einer Reihe von Gebläsen 4 zu
erkennen.
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Außerdem wurden
durch die Pfeile 5 der Lufteinlass in den Tunnel (am Eingang
oder am Ausgang) und durch die Pfeile 6 der Gasauslass
aus dem Tunnel (auch hier am Eingang oder am Ausgang) dargestellt.
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Die
in 2 dargestellte Einrichtung ermöglicht ihrerseits die Durchführung der
vorliegenden Erfindung. Es ist zu beachten, dass mit Bezug auf 1 dieselben
Strukturelemente dieselben Bezugszeichen aufweisen (z.B. die Einspritzung
von Tiefkühlflüssigkeit 2 oder
aber der Lufteinlass 5 in den Tunnel oder der Gasauslass 6 aus
diesem Tunnel).
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Für die dargestellte
Ausführungsform
verfügt man über einen
Temperaturfühler 21,
der sich außerhalb
des Tunnels in der Nähe
seines Eingangs befindet und dazu geeignet ist, einen Wert TEingang der Gastemperatur an seinem Standort
zu liefern, über
einen Temperaturfühler 22,
der sich außerhalb
des Tunnels in der Nähe
seines Ausgangs befindet und dazu geeignet ist, einen Wert TAusgang der Gastemperatur an seinem Standort
zu liefern, sowie über
einen Temperaturfühler 23,
der sich außerhalb
des Tunnels befindet und dazu geeignet ist, einen Wert Tamb der Umgebungstemperatur des Raumes, in
dem der Tunnel funktioniert, zu liefern.
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Der
Begriff der "Nähe" des einen oder anderen
erfindungsgemäßen Fühlers ist
als ein angemessener Abstand zu verstehen, damit der gelieferte Temperaturwert
für die
Erscheinungen von Lufteinlass oder Kaltgaslecks charakteristisch
ist, also eignet sich typischerweise eine Größenordnung von einigen Millimetern
bis einigen Zehnmillimetern von der Eingangs- oder Ausgangstür des Tunnels
sehr gut zur Durchführung
der vorliegenden Erfindung.
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Wie
in der Figur angegeben, verfügt
man ebenfalls über
eine Einheit 30 zur Daten-Erfassung und -Verarbeitung,
die dazu geeignet ist (siehe in der Figur die gestrichelten und
strichpunktierten Pfeile):
- – den Unterschied Tamb-Eingang/Ausgang zwischen der Umgebungstemperatur
Tamb, die von dem Fühler 23 geliefert
wird, und der einen oder der anderen der Temperaturen TEingang/Ausgang die
von den Fühlern 21 und 22 geliefert
werden, oder ihren Mittelwert zu bestimmen;
- – den
Wert des Temperaturunterschieds, der von dem vorhergehenden Schritt
geliefert wird, mit einem vorbestimmten Sollwert T0 amb-Eingang/Ausgang zu vergleichen;
- – je
nach dem Ergebnis dieses Vergleichs auf den Abzugsdurchfluss der
Abzugsmittel 3 rückzuwirken,
um falls notwendig den Wert des Temperaturunterschieds auf en Sollwert
T0 amb-Eingang/Ausgang zurückzubringen.
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Nach
einer der Ausführungsformen
der Erfindung ist die Einheit 30 jedoch ebenfalls dazu
geeignet:
- – den
Unterschied TAusgang/Eingang zwischen der Temperatur
TAusgang, die von dem Fühler 22 geliefert
wird, und der Temperatur TEingang, die von
dem Fühler 21 geliefert
wird, zu bestimmen;
- – den
Wert des Temperaturunterschieds, der von dem vorhergehenden Schritt
geliefert wird, mit einem vorbestimmten Sollwert T0 Ausgang/Eingang zu vergleichen;
- – je
nach dem Ergebnis des vorhergehenden Vergleichs auf die Ausrichtung
aller oder eines Teils der Ausgleichsklappen 20 einzuwirken,
um alle oder einen Teil der in dem Tunnel enthaltenen kalten Gase
auszurichten, um somit, falls notwendig, den Wert des Temperaturunterschieds
auf den Sollwert T0 Ausgang/Eingang zurückzubringen.
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Auch
wenn man erfindungsgemäß nur auf den
Abzug 3 einwirken kann, steht klar, dass die kombinierte
Ausnutzung der beiden Kontrollmodi (sowohl Abzugsmittel als auch
Klappen) die besten Ergebnisse bietet.
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Die
Einheit 30 bestimmt den Unterschied TAusgang-Eingang zwischen
der Temperatur TAusgang (22) und
der Temperatur TEingang (21) und
vergleicht ihn mit einem vorbestimmten Sollwert T0 Ausgang-Eingang. Wenn die Gasbewegungen im
Tunnel von vorne nach hinten gehen, gibt es einen Lufteinlass am
Eingang des Tunnels, TEingang Steigt an,
es gibt auch einen Kaltgasauslass am Ausgang des Tunnels und TAusgang fällt
ab. Insgesamt wirkt sich die Gasbewegung von vorne nach hinten in
einem Abfall von TAusgang-Eingang aus.
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Ebenso
wirkt sich eine Gasbewegung von hinten nach vorne im Tunnel in einer
Erhöhung
von TAusgang-Eingang aus.
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Im
Innern des Tunnels lenken Gasausgleichsklappen 20 die von
den Gebläsen
geschaffenen Turbulenzen um und ermöglichen es, die kalten Gase
je nach Bedarf zum Eingang oder Ausgang des Tunnels hin auszurichten.
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Erfindungsgemäß verfügt man demnach über ein
Mittel zur Kontrolle der Gasbewegungen in dem Tunnel (Gasklappen)
und über
ein Mittel zum Messen dieser Gasbewegungen (TAusgang-Eingang).
Eine Regelung ermöglicht
es also, die Stellung der Gasklappen ständig TAusgang-Eingang entsprechend
anzupassen, um eine gleich bleibende Situation ohne Gasbewegung
nach vorne oder nach hinten zu erhalten. Ein System vom Regelungstyp
PID vergleicht TAusgang-Eingang mit einem
Sollwert und berechnet die ideale Stellung der Gasklappen.
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Bevorzugt
verwendet man Temperatursollwerte – sowohl für den Eingang als auch für den Ausgang,
die mehr oder weniger kleiner sind als die Umgebungstemperatur,
in der Praxis bevorzugt bei 0°C liegen.
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Nach
dem Lesen der vorstehenden Erläuterungen
versteht es sich, dass diese beiden Kontrollmodi unabhängig funktionieren,
es jedoch erlauben, in Kombination einen Betrieb des Tunnels zu
erhalten, der den idealen Bedingungen sehr nahe kommt.
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Gewissermaßen, und
ohne dass die oben angegebene schematische (und nur das Verständnis der
Erscheinungen, die derzeit auftreten können, erläuternde) Erklärung für die vorliegende
Erfindung als einschränkend
angesehen werden könnte,
liegt – wenn
die beiden Kontrollmodi kombiniert werden – eine Art Austausch des "Problems" zwischen dem Eingang
und dem Ausgang des Tunnels vor (Handhabung des zwischen dem Eingang
und dem Ausgang liegenden "Kälteschubs"), wobei die Klappen dazu
geeignet sind, diesen "Kälteschub" zum Eingang zurückzuschicken,
während
der Abzug dazu geeignet ist, davon einen Teil aus dem Tunnel abzuführen, wenn
sich dies als notwendig erweist.