DE69636207T2

DE69636207T2 - Verkaufsmöbel mit modularen Verdampferrohrschlangen und elektronischer Steuerung der Verdampfdruckregelung

Info

Publication number: DE69636207T2
Application number: DE69636207T
Authority: DE
Inventors: John A. Defiance BEHR
Original assignee: Hussmann Corp
Current assignee: Hussmann Corp
Priority date: 1995-03-14
Filing date: 1996-02-21
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2016-02-22
Also published as: CA2189633A1; AU692698B2; US5743098A; EP1434018A2; EP0765456A4; WO1996029555A3; USRE37630E1; BR9605934A; EP0765456A2; NZ304969A; ES2264138T3; EP0765456B1; DE69636207D1; WO1996029555A2; AU5285996A; EP1434018A3

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen kommerzielle Kühlungstechnik und insbesondere Verbesserungen bei Nahrungsmittelverkaufsmöbeln und Temperaturregelsystemen dafür.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Im Gebiet des kommerziellen Nahrungsmittelhandels sind in den letzten vierzig Jahren mit den verbesserten Isolationsmaterialien, besseren Kühlungsmitteln, wirkungsvolleren Lufthandhabe- und Kondensierungseinheit-Systemen, besserer Beleuchtung und dem allgemeinen Gebrauch von Umgebungslufttemperatur- und Feuchtigkeitsregelung in Nahrungsmittelgeschäften und dergleichen große Fortschritte gemacht worden. Eine lange Prüfliste von wichtigen Faktoren beeinflussen den Aufbau und die Herstellung von Nahrungsmittelverkaufsmöbeln beinhaltend Kühlungsanforderungen und -leistungsfähigkeit, strukturelle Konstruktion für Festigkeit, Haltbarkeit und Sicherheit sowie Isolationswirkung, Wartungsfähigkeit, Produktverkaufsförderungspotenzial und Herstellungs- wie auch Betriebskosten.
Auf dem heutigen Markt wird eine große Vielfalt von Nahrungsmittelverkaufsmöbeln benutzt, um verschiedene Typen von Nahrungsmittelprodukten optimal anzupreisen wie auch um ihre Kühlungsanforderungen zu erfüllen. In dem Niedrigtemperaturbereich halten Tiefkühlkost-Verkaufsmöbel Produktpräsentationstemperaturen von etwa 0°F (-17,8°C) aufrecht und Eiscremebehälter arbeiten bei etwa -5°F bis -10°F (-20,6°C bis -23,3°C). Tiefkühlkost ist am besten in Hineinreich-Kühlbehältern (mit Glasvordertüren) geschützt, aber vorderseitig offene, Mehretagen-Verkaufsmöbel präsentieren verschiedene Nahrungsmittelprodukte am besten. Ähnlich werden in dem mittleren Temperaturbereich von 28°F bis 50°F (-2,2°C bis 10°C) Produkttemperaturbereich Feinkost-Verkaufsmöbel mit Glasvorderseite im Allgemeinen für die Vermarktung von frisch geschnittenem Fleisch, Käsen, Salaten und anderen Feinkostartikeln bevorzugt, aber vorderseitig offene Mehretagen-Verkaufsmöbel werden häufig für verpacktes Fleisch und Milchprodukte benutzt und Einetagenbehälter werden für frisches Gemüse bevorzugt. Somit ist selbst mit gewisser Industriestandardisierung von acht (8') Fuß (2,44 m) und (12') zwölf Fuß (3,66 m) Längen von Verkaufsmöbeln die Herstellung von jeder kommerziellen Kühlungsvorrichtung eine handgebaute Operation gebliebenen.
In der Vergangenheit haben die meisten kommerziellen Verkaufsmöbel Verdampferschlangen des Lamellen- und Rohrleitungstyps benutzt, welche sich über die volle Länge des Verkaufsmöbels erstrecken, um am besten gleichmäßige Luftkühlung von einem zum anderen Ende über die ganze Länge zu erreichen. In einigen Anwendungen war die Verdampferschlange in zwei oder mehr Volllängen-Abschnitte getrennt, die in Serien-Kühlmittel-Durchfluss-Verhältnis verbunden waren und typischerweise hintereinander in dem unteren Abschnitt und/oder unmittelbar angrenzend in der unteren Rückwand der Verkaufsmöbelkammer angeordnet waren. Solche Schlangen und die Steuerventile dafür waren im Allgemeinen nur von dem inneren unteren Reinbereich der Produktzone für Wartung oder Bedienung zugänglich. Obwohl solch eine Lage nicht den strukturell einwandfreien Aufbau eines Sarg-Typ-Verkaufsmöbels stört, ist weiterhin gefunden worden, dass eine Rückwand-Verdampferschlangen-Lage die strukturelle Unterstützungsfähigkeit für interne vertikale Rahmen in Mehretagen-Verkaufsmöbeln und die Auslegerfederung von Glasvordertafeln in einem Feinkost-Verkaufsmöbel stört. Die anhängige U.S. Anmeldung mit Seriennummer 08/057,980 gemeinsam mit Michael Grassmuck offenbart Verbesserungen im Gelenkteil und strukturelle Unterstützungen für Glasvordertafeln für Feinkost- und Hineinreich-Verkaufsmöbel und nahm die Entwicklung des Luftkühlungs- und -steuerungssystems der vorliegenden Erfindung auf.
Ebenfalls sind in der Vergangenheit Druckregelventile in die Verdampfer-zu-Kompressor-Saugleitung dazwischengestellt worden, um den Kühlmitteldampfausfluss von der Verdampferschlange zu regulieren und zu dem Zweck, einen gewissen Verdampfersaugdruck (relativ zum Kompressor) herzustellen und aufrecht zu erhalten und um eine entsprechende gesättigte Kühltemperatur innerhalb der Verdampferschlange zu produzieren. Eine Klasse dieser Ventile haben im Allgemeinen nur auf den Verdampferdruck oder auf die Druckdifferenz zwischen dem Verdampfer und dem Kompressor angesprochen – und zusätzlich sind viele Ventile des Standes der Technik durch ein zweites Hauptventil kontrolliert worden. Repräsentativ für solche herkömmliche Technik sind: Hanson US 3,303,664 . Eine andere Klasse von Rückdruck-regulierenden Ventilen haben auf Temperatur angesprochen – da es Drucksensoren beeinflusst und Druck-reagierende-Diaphragma-Steuerung eines Ventilelementes triggert. Repräsentativ für solche Ventile sind: Quick US 3,316,731 .
Eine andere Klasse von Verdampferdruck-regulierenden Ventilen ist entworfen worden, betätigt durch ein Hauptventil, sowohl auf Temperatur als auch auf Druck zu reagieren. Repräsentativ für diese Klasse sind:
Pritchard US 2,161,312 ;
Dube US 2,401,144 ;
Boyle US 2,993,348 ;
Miller US 3,242,688 .
US Patent Nr. 2,890,573 offenbart eine gekühlte Präsentationsvitrine, die eine Serie von verbundenen, vorderseitig offenen Kammern A, B und C beinhaltet. Die Präsentationsvitrine ist durch eine einzelne Verdampferschlange gekühlt, die installiert wird, nachdem die vorderseitig offenen Kammern A, B und C miteinander verbunden sind. Der Verdampfer verläuft im Wesentlichen der Länge der Präsentationsvitrinen nach und kühlt alle drei der Produktzonen, die durch die vorderseitig offenen Kammern im A, B und C definiert sind.
US Patent Nr. 4,899,554 offenbart einen Transport mit drei physikalisch getrennten Abteilen. Jedes Abteil beinhaltet eine einzelne Kühlzone, die durch eine getrennte Verdampferschlange gekühlt ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung ist in einem gekühlten Nahrungsmittelverkaufsmöbel gemäß Anspruch 1 verkörpert.
Ein Hauptziel der Erfindung ist es, eine neue modulare Verdampferschlange zur Verfügung zu stellen, die den modularen Entwurf und die Herstellung von verschiedenen gekühlten Vorrichtungen erleichtert, die eine erhöhte Verdampferschlangen-Kapazität mit einer kleineren Schlangengröße bietet, so dass sie eine verminderte Kühlmittelbeladung und verbesserte Effektivität hat; die bessere Produkttemperaturen erzeugt; die Rückbiegungen und Verdampferschlangen-Verbindungen eliminiert und Kühlmittellecks minimiert; die in mehreren parallel-Rohr Abschnitten mit einer oder mehreren Flüssigkeitsdosierungssteuerungen benutzt werden kann; die sowohl auf Flüssigkeits- als auch auf Saugsteuerungen reagiert; und die Leichtigkeit der Herstellung, Installation und Bedienung bietet. Ein anderes Merkmal der Erfindung liegt in der Steuerung der Arbeitsweise kommerzieller Kühlverdampfer, um vorgewählte Nahrungsmittelzonentemperaturen auf im wesentlichen konstanten Werten zu halten. Ein anderes Ziel ist es, ein EEPR-Ventil für die Saugkontrolle der zugeordneten Verdampfermittel während Kühlungs- und Abtauungs-Modi und als Antwort auf abgetastete und vorhergesagte Ausgangslufttemperaturen zur Verfügung zu stellen. Noch ein weiteres Ziel ist es, einen verbesserten Apparat und eine verbesserte Kontrollstrategie für das Regulieren des Saugdrucks von Kühlverdampfern bereitzustellen, um Arbeitstemperaturen zu erreichen und Ausgangsluft- und Präsentationszonentemperaturen aufrecht zu erhalten. Diese Ziele und Vorteile werden nachstehend deutlicher erkennbar werden.
Beschreibung der Zeichnungen
In den beigelegten Zeichnungen, die einen Teil dieser Spezifikation bilden und worin sich gleiche Zahlen auf gleiche Teile beziehen, wo immer sie vorkommen:
ist 1 eine vertikale Querschnittsansicht – in ausgedehnter fragmentarischer Perspektive – die eine Glasfront-Feinkost-Verkaufsmöbel-Ausstattung für die vorliegende Erfindung illustriert,
ist 2 eine fragmentarische perspektivische Ansicht, die im Wesentlichen entlang der Linie 2-2 von 1 genommen ist und welche eine Ausführungsform der modularen Verdampferschlangen-Eigenschaft der vorliegenden Erfindung zeigt,
ist 3 eine diagrammatische Repräsentation Modulare-Verdampferschlangen-Ausführungsform der 2 und der EEPR-Steuerung dafür,
ist 4 eine perspektivische Ansicht, teilweise weggebrochen, die eine vorderseitig offene Mehretagen-Verkaufsmöbel-Ausstattung für die vorliegende Erfindung illustriert,
ist 5 eine auseinandergezogene Ansicht der isolierten Kammer und Luftsteuerkomponenten der 4 und zeigt eine weitere Ausführungsform der modularen Verdampferschlange und der EEPR-Steuerungserfindung,
ist 6 eine diagrammatische Repräsentation der Ausführungsform der 4 und 5,
ist 7 eine Querschnittansicht – mit diagrammatisch ausgedehnter Steuerschaltung – die die EEPR-Ventil-Steuerung der vorliegenden Erfindung zeigt,
ist 8 ein Flussdiagramm der Steuerungsoperation für das EEPR-Ventil,
ist 9 eine graphische Repräsentation der Abtauungssteuerungsfunktion der vorliegenden Erfindung,
ist 10 eine diagrammatische Vorderansicht-Repräsentation eines typischen zwölf-Fuß-Verkaufsmöbels, um eine andere Abwandlung der Erfindung zu illustrieren,
ist 11 eine diagrammatische Darstellung des modifizierten Luftkühlungssystems der 10.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Zu Offenbarungszwecken werden verschiedene Ausführungsformen der modularen Verdampferschlange und elektronischen Verdampferdruck-Regulator (EEPR) -Steuerung der vorliegenden Erfindung in verschiedenen kommerziellen Nahrungsmittelpräsentationskästen oder Verkaufsmöbeln gezeigt, wie sie in einem typischen Supermarkt installiert sein können. Solche Präsentationskästen sind im Allgemeinen in Standard-Längen von acht (8') Fuß (2,44 m) und zwölf (12') Fuß (3,66 m) hergestellt, aber können in einer Mehrkasten-Aufstellung von verschiedenen Verkaufsmöbeln, die in dem gleichen generellen Temperaturbereich arbeiten, angeordnet sein. Niedrigtemperaturkühlung, um Präsentationsbereichstemperaturen von etwa 0°F (-17,8°C) Gefrierkost aufrechtzuerhalten, erfordert im Allgemeinen Kühlschlangen-Temperaturen im Bereich von -5°F bis -20°F (-20,6°C bis 28,9°C), um Ausgangslufttemperaturen von etwa -3°F bis 11°F (-19,4°C bis -23,9°C) zu erreichen, und Mitteltemperaturkühlung, um Frisch-Nahrungsmittel-Produktbereichstemperaturen in dem Bereich von 34°F (1,1°C) (rotes Fleisch) bis 46°F (7,8°C) (Gemüse) aufrechtzuerhalten, erfordert im Allgemeinen Verdampferschlangen-Temperaturen in dem Bereich von etwa 15°F bis 24°F (-9,4°C bis -4,4°C) mit entsprechenden Ausgangslufttemperaturen von etwa 24°F bis 37°F (-4,4°C bis 2,8°C). Es ist klar, dass ein "geschlossener" vorderer Kasten, wie z. B. ein Feinkost- oder Hineinreich-Kasten mit Glasscheiben, leichter als ein vorderseitig offenes Mehretagen-Verkaufsmöbel zu kühlen ist und dass die Natur und Menge an Isolation auch wesentliche Ausführungsfaktoren sind.
Zu Offenbarungszwecken ist es auch selbstverständlich, dass verschiedene kommerzielle Kühlungssysteme zum Einsatz kommen können, um die Luftkühlungs- und -steuersysteme der vorliegenden Erfindung zu betreiben. Zum Beispiel können konventionelle, geschlossene Kühlungssysteme von dem "Hinterzimmer" ("back room") -Typ der mit gemultiplexten Kompressoren benutzt werden oder Verkaufsmöbel der vorliegenden Erfindung von strategisch platzierten Kondensierungseinheiten, die in dem Einkaufsbereich angeordnet sind, betrieben werden. In jedem Fall wird die gewöhnliche Arbeitsweise von Kühlungssystemen von den Fachleuten verstanden und leicht erkennbar sein und verschiedene Kühlmittelbegriffe wie z.B. „Hochseite" ("high side") und „Niedrigseite" ("low side") und „Ausgangsluft" ("exit air") werden im Sinne der konventionellen Kühlung benutzt.
Mit Bezug auf die 1 bis 3 , die eine Ausführungsform der Erfindung illustrieren, umfasst ein geschlossenes Feinkost-Verkaufsmöbel DM grundsätzlich eine Kammer 10, die an einem unten gelegenen Basisabschnitt 11 angebracht ist, welche Luftzirkulationsmittel 12 beherbergt und eine obere Kammer oder Präsentationsabschnitt 13 hat. Typischerweise hat der obere Kammerabschnitt 13 eine geneigte hintere Bedienwand 14, die aufgebaut und angeordnet ist, um Schiebezugangs-Bedientüren 14a, eine kurze horizontale Oberwand 15, Endwände 16 und doppelt gekrümmte Glasvorderscheiben 17, die im Allgemeinen mit der Konfiguration des Endwand-Vorderrands übereinstimmen, zu bieten und welche alle zusammen eine gekühlte Produktpräsentationszone 18 definieren, die Regalmittel 19 darin haben. Der untere Abschnitt 11 und die untere, die obere und die Endwände des oberen Abschnitts 13 werden wie benötigt isoliert, um optimale Kühlbedingungen in dem Präsentationsbereich 18 aufrechterhalten. Die Glasscheiben 17 schließen normalerweise den Produktbereich 18 von der Umgebung ab, sind jedoch schwenkbar, bei 19a, zur Öffnungsbewegung zur Bevorratung, zum Reinigen oder Bedienung. Das Gewicht dieser Scheiben 17 wird über die Streben 20, die voneinander entfernt verteilt sind und die Schiebetüren 14a dazwischen aufnehmen, auf die Basis 11 übertragen. Die Luftumwälzungsmittel 12 umfassen eine Luftkammer 12a in dem Boden der Kammer 13 und mehrere Ventilatoren 12b, um Luft durch die Kammer und Präsentationsbereich 18 wieder umzuwälzen.
Ein Merkmal der Erfindung liegt in den Kühlungsmitteln 21 für das Verkaufsmöbel DM und insbesondere in der Benutzung von mehreren modularen Verdampferschlangen-Abschnitten 22 anstatt konventioneller Verdampferschlangen über die volle Länge, wie vollständiger beschrieben werden wird. Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die Kühlungssteuerung für das Verkaufsmöbel DM, welche hochseitige (high side) Flüssigkeitssteuerungs- oder -dosiermittel in Form eines thermostatischen Expansionsventils 23 beinhaltet und auch ein niedrigseitiges (low side) Saugsteuerungs- oder -dosiermittel in Form eines EEPR-Ventils 24 und eine elektronische Steuerung 25 dafür beinhaltet, wie ebenso in größerem Detail hiernach beschrieben werden wird.
Mit Bezug auf 3, worin ein typisches Kühlungssystem 26 illustriert ist, wird gesehen werden, dass das Expansionsventil 23 Hochdruck-Flüssigkühlmittel von dem Systemempfänger 27 über die Flüssigleitung 27a erhält und Flüssigkeit über einen Verteiler (nicht gezeigt) und Versorgungsleitungen 23a zu den modularen Verdampferschlangen 22 als Reaktion auf Saugtemperatur/Druck dosiert, was durch den Kolben 28 in konventioneller Weise abgetastet ist. Die Saugleitungen 24a von den modularen Verdampferschlangen 22 sind mit dem EEPR-Ventil 24 auf der niedrigen Seite (low side) aufgebaut und angeordnet, um überhitzten Kühlmitteldampf zu der Saugseite der Systemkompressormittel 30 durch die Hauptsaugleitung 30a zurückzuführen. Die Kompressormittel 30 leiten unter hohem Druck stehendes, dampfförmiges Kühlmittel über die Ableitleitung 31a zu Verflüssiger 31 ab, in welchem das Kühlmittel gekühlt und zu einem flüssigen Zustand kondensiert wird und über die Leitung 31b zu dem Empfänger 27 abgeleitet wird, um den Kreis zu vollenden. Wie durch die Pfeile an den Flüssigkeits- und Saugleitungen 27a, 30a angezeigt, kann das Kühlungssystem 26 zusätzliche Nahrungsmittelverkaufsmöbel in demselben Temperaturbereich betreiben.
Jeder Typ eines kommerziellen gekühlten Verkaufsmöbels ist in der Vergangenheit weitgehend einzeln für seinen eigenen Nahrungsmittelpräsentations- und -speicherzweck entworfen worden und die Herstellung ist im Allgemeinen ein kundenspezifischer Aufbauprozess gewesen. Diese herkömmlichen Verkaufsmöbel haben massive, sperrige innere Rahmen mit schwerer Isolation dazwischen gehabt und haben vollständig innere Kammern mit Verdampferschlangen über die volle Länge unterstützt, um gleichmäßigen, ausgeglichenen Luftstrom durchgehend durch den Präsentationsbereich zu erreichen. Es ist gefunden worden, dass modulare intern-extern Halterungsrahmen-Strukturen die meisten kommerziellen Verkaufsmöbelkammern wirkungsvoll halten können – ob Einetagen- wie in Feinkost- und Gemüsetypen, oder 2-5 Mehretagen-Behälter für Gefrierkost, Fleisch oder Molkereiprodukte, welche das größere darauf lastende Regalgewicht haben. Die Modularität des Verdampferschlangekonzeptes der vorliegenden Erfindung berücksichtigt den Gebrauch von neuartigen Kammerrahmenmitgliedern, welche das Gewicht von isolierten Scheiben, Regalen und Schachtformenden Mitglieder tragen und auf äußere Rahmenanordnungen übertragen.
Somit stellen die modularen Verdampferschlangen 22 der Erfindung – wenn auch von konventionellem Lamellen- und Rohrleitungsaufbau – einen Fortschritt in dem kommerziellen Verkaufsmöbelgebiet in verschiedener Hinsicht dar. Die modularen Verdampferschlangen 22 sind in vier (4') Fuß (1,22 m) Länge standardisiert, um mehr Flexibilität in der Aufstellung zu bieten und um die Benutzung von modularer Rahmung zu erleichtern, wie vollständiger in einer gemeinsam mit Martin JJ. Duffy eingereichten Patentanmeldung mit Seriennummer 08/404,036, betitelt Refrigerated Merchandizer With Modular External Frame Structure, offenbart ist. Die kürzere modulare Verdampferschlange 22 hat durchgehende Serpentinschlangenröhren ohne Endverbindungen oder dergleichen, somit praktisch Schlangenlecks beseitigend. Das Rohr ist von kleinerem Durchmesser als für acht (8') (2,44 m) oder zwölf (12') Fuß (3,66 m) Verdampferschlangen machbar und vermindert die Gesamtmenge an benötigter Kühlmittelbeladung. Die Lamellen der Verdampferschlange sind enger verteilt als üblich aber produzieren mit der Benutzung von kleinerem Rohr einen größeren Volumenluftraum durch die Verdampferschlange für wirkungsvolleren Wärmeaustausch und Kühlung von durch die Ventilatoren 12b wieder umgewälzter Luft ohne hinzugefügten Luftseitenwiderstand. Zum Beispiel benutzten herkömmliche Verdampferschlangen entweder 3/4'' (1,9 cm) O.D. Rohr mit Rohrabstand von 2'' (5,08 cm) von Mitte zu Mitte, oder 5/8'' (1,59 cm) O.D. Rohr mit Rohrabstand bei 1-3/8'' (3,49 cm). Es ist gefunden worden, dass 7/16'' (1,11 cm) O.D. Rohr 1,2'' (3,05 cm) voneinander angeordnet werden kann und immer noch 50% mehr Wärmeübertragungs-Lamellenoberfläche ergibt als konventionelle Verdampferschlangen. Das Resultat ist eine bessere Verdampferschlangen-Leistungsfähigkeit, Benutzung von weniger Material und weniger Kühlmittelwechsel, weniger Verbindungen und weniger Lecken und bessere Abtauungsfähigkeit. Somit, noch mit Bezug auf die 1 bis 3, sind eine Mehrzahl von modularen Verdampferschlangen 22, die diese Merkmale aufweisen, aufgebaut und in horizontal versetzter durchgehender Beziehung angeordnet worden. 2 deutet an, dass das Feinkost-Verkaufsmöbel DM der 1 ein zwölf (12') Fuß (3,66 m) Kasten ist und somit drei gleich große Verdampferschlangen-Abschnitte 22 hat, welche zwischen den strukturellen Streben 20 in diesem Geschlossen-Typ-Verkaufsmöbel angelegt sind. In der am besten in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsform umfassen die Hochseite (high side)-Flüssigkeitsdosiermittel ein einzelnes thermostatisches Expansionsventil 23, welches angeordnet ist, um gleiche Mengen von Kühlmittel zu jedem Verdampferschlangen-Abschnitt 22 zu liefern und somit sind die Versorgungsleitungen 23a aufgebaut und angeordnet, um denselben Abstand von dem Ventilauslass zu dem Einlass der entsprechenden Verdampferschlangen-Abschnitte 22 zu haben. Die Anordnung des Expansionsventils 23 an der mittleren Verdampferschlange 22 bedeutet, dass die Versorgungsleitung 23a dazu gebogen oder anderweitig angeordnet werden muss, um die zusätzliche Länge relativ zu der kürzeren direkten Distanz zwischen dem Ventil 23 und dem Einlass der mittleren Verdampferschlange aufzunehmen.
Mit Bezug nun auf die 3 und 7, ist das EEPR-Ventil 24 der vorliegenden Erfindung in der Saugleitung, die die Verdampferschlangen-Abschnitte 22 verlässt und innerhalb des Verkaufsmöbels aufgestellt, und es liegt zwischen den modularen Verdampferschlangen 22 und dem Kompressoreinlass. Das EEPR-Ventil 24 hat einen Ventilkörperabschnitt 36 und einen Steuerkopf 37, welcher einen Schrittmotor 38 hat. Der Ventilkörperabschnitt 36 hat eine Einlasskammer 39 mit einem Einlass 39a, der zu den Saugleitungen 24a der Verdampferschlangen-Abschnitte verbunden ist und eine Auslasskammer 40 mit einem Auslass 40a, welcher zu der Kompressorsaugleitung 30a verbunden ist. Ein ringförmiger Ventilsitz 41 ist zwischen den Kammern 39,40 gestaltet und ein Ventilelement 42 ist axial und relativ zu dem Ventilsitz 41 zwischen einer vollständig geschlossenen Position (wie gezeigt) und einer vollständig offenen Position beweglich. Die Position des Ventilelements 42 ist durch den Schrittmotor 38 gesteuert, von der Steuerung 25 als Antwort auf erfasste Lufttemperaturen, die die modularen Verdampferschlangen 22 verlassen, betrieben. Mindestens ein Lufttemperatursensor 43 ist auf der flussabwärtigem (Ausgangs) Seite (exit side) des Verdampferschlangen-Abschnitts 22 aufgestellt und kommuniziert mit der Steuerung 25, wie beschrieben werden wird. In der bevorzugten Ausführungsform wird ein Sensor 43 für jeden Verdampferschlangen-Abschnitt 22 zur Verfügung gestellt und die Steuerung mittelt die gelesenen Werte von den mehreren Sensoren zur Verwendung bei der Bestimmung einer Steuerstrategie für das EEPR-Ventil.
Es ist selbstverständlich, dass Lufttemperatursteuerung für die Produktzone eines geschlossenen Einzeletagen-Feinkost-Verkaufsmöbels DM leichter als für die Produktzone eines vorderseitig offenen Mehretagen-Verkaufsmöbels, wie z.B. das Vieretagen-Fleisch-Verkaufsmöbel MM der 4 bis 6, erreicht werden kann. Wie gesehen, kann das einzelne Expansionsventil 23 in dem Feinkostkasten DM und ein einzelner Sensor 43 in der Steuerung des EEPR-Ventil 24 verwendet werden. Daher werden alternative Ausführungsformen des modularen-Verdampferschlangen-Merkmals vor einer detaillierten Erklärung der EEPR-Ventilsteuerung offenbart werden.
Mit Bezug auf die 4 bis 6 wird das vorderseitig offene Mehretagen-Verkaufsmöbel MM mit Bezugsnummern in der "100"-Serie beschrieben. Das Verkaufsmöbel MM hat einen unteren strukturellen Basisrahmen 111 und einen externen vertikalen strukturellen Rahmen 111a, welcher einen oberen Kammerabschnitt 113 mit einer Rücktafel 114, einer oberen Wand 115, Abschlusswänden (nicht gezeigt) trägt und zusammengenommen eine gekühlte Produktpräsentationszone 118 definiert, die eine vordere Öffnung 117 hat. Geeignete Regale (nicht gezeigt) oder andere Produktpräsentationsmittel (das ist eine Stecktafel) sind in der Präsentationszone 118 angebracht. Die auseinandergezogene Ansicht der 5 illustriert, dass die obere Kammer 113 von einer äußeren isolierten Tafel 104, die einen vertikalen Rückabschnitt 114a und einen Deckelabschnitt 115a hat, und von einer inneren Tafel oder Einsatz 105 umfasst wird, welche einen vertikalen Abschnitt 114b und einen horizontalen Deckelabschnitt 115b hat. Diese äußeren und inneren Tafeln 104 und 105 sind durch beabstandete interne Rahmenmitglieder 106 in einer beabstandeten Relation angeordnet, um verbindende Rück- und Oberteil-Luftverteilungsdurchführungen (nicht gezeigt) zu definieren. Eine untere Kammerplatte 107 bedeckt eine Luftdurchführung 112a, welche mit Luftzirkulationsräumen 112 verbindet, welche Ventilatoren 112b haben. Modulare Verdampferschlangen-Abschnitte 122 sind in einer horizontal durchgehenden Beziehung zwischen den internen Rahmen 106 angeordnet und kommunizieren mit den Luftzirkulationsmitteln 112, um den Luftstrom zu kühlen, um gewünschte Ausgangslufttemperaturen zur Produktkühlung in der Präsentationszone 118 zu erzeugen.
In der Ausführungsform der 4 bis 6 umfassen die Flüssigkeitsdosiermittel ein für jeden Verdampferschlangen-Abschnitt separates Expansionsventil 123, welches unabhängig und in Reaktion auf seinen eigenen Sensorkolben (128) und seinen vorbestimmten Zustand betrieben ist. Das EEPR-Ventil 124 und seine Steuerung 125 sind innerhalb des Verkaufsmöbels aufgestellt und verwenden getrennte Lufttemperatursensoren 143 stromabwärts der entsprechenden Verdampferschlangen 122. Es ist auch ein Merkmal der Erfindung, getrennte EEPR-Ventile 124 für jeden Verdampferschlangen-Abschnitt 122, aber mit einer einzelnen Steuerung 125 zu benutzen.
Die Dosierung von Kühlmittel durch die Verdampfer 22,122 hindurch zur Kühlung der Verkaufsmöbelproduktzone 18,118 ist durch ein oder mehrere Expansionsventile 23,123 und ein oder mehrere EEPR-Ventile 24,124 ausgeführt. Verschiedene Konfigurationen von Expansionsventilen und EEPR-Ventilen sind gemäß der Beschaffenheit des Verkaufsmöbels und seiner Kühlungsanforderungen möglich. Die in 3 gezeigte Konfiguration umfasst ein einzelnes Expansionsventil 23 und ein einzelnes EEPR-Ventil 24. In 6 ist ein Expansionsventil 123 für jeden Verdampfer 122 in dem Verkaufsmöbel und ein einzelnes EEPR-Ventil 124 in ihrer gemeinsamen Saugleitung gezeigt. Um eine Verdampferschlange bei einer anderen Temperatur als der der anderen Verdampferschlangen zu steuern, kann ihre Saugseite ihr eigenes EEPR-Ventil haben, wie in 11 gezeigt.
Das Maß an Kühlung, die durch die Verdampfer 22,122 ausgeführt wird, ist durch Operation des EEPR-Ventil 24 gesteuert. Die Funktion der Expansionsventile 23,123 ist, die Kühloperation durch Aufrechterhalten eines optimalen Kühlmittelüberhitzwertes (zum Beispiel 5°F (-15°C)) auf der Saugseite der Verdampfer zu optimieren, nicht eine Temperaturregelung zu erreichen. Somit wird jedes Expansionsventil 23,123 allein in Reaktion auf die durch den Sensorkolben 28,128, welcher an dem Auslassende seines entsprechenden Verdampfers aufgestellt ist, detektierte Temperatur des Kühlmittels moduliert. Das Expansionsventil kann relativ kostengünstig hergestellt werden und für eine Arbeitsweise in einer vorbestimmten Weise in Reaktion auf die von seinem Sensorkolben detektierte Temperatur eingestellt werden. Es wird angenommen, dass es in den meisten Fällen nicht notwendig ist, das Expansionsventil nach Installation nachzujustieren.
Die Expansionsventile 23,123 und ihre entsprechenden Sensorkolben 28,128 können in mehreren verschiedenen Konfigurationen angeordnet sein, deren folgende Beschreibungen nicht beabsichtigt sind, vollständig zu sein. Zum Beispiel ist das einzelne Expansionsventil 23, welches für alle drei Verdampfer benutzt wird, wie in 3 gezeigt, durch den Sensorkolben 28, der in der Saugleitung unmittelbar stromabwärts des letzten Verdampfers aufgestellt ist, gesteuert. Wie in 6 gezeigt, hat jeder Verdampfer 122 sein eigenes ihm zugeordnetes Expansionsventil 123, welches durch den Sensorkolben 128, der angrenzend an den Auslass dieses Verdampfers aufgestellt ist, betrieben ist. Im Wesentlichen ist dieselbe Anordnung von Expansionsventilen und Sensorkolben in der noch zu beschreibenden 11 gezeigt.
Die vorliegende Erfindung ist zu unterscheiden von einer Verdampfertemperatursteuerung in einem Verkaufsmöbel (nicht gezeigt) durch Expansionsventile, die in Reaktion auf eine detektierte Ausgangslufttemperatur von den Verdampfern moduliert sind. Ausgangslufttemperatursteuerung für einen bestimmten Verdampfer durch Betreiben eines Expansionsventils auf einem im Wesentlichen konstanten Saugdruck wird zu Schwankungen in der Überhitzung des den Verdampfer verlassenden Kühlmittels führen. Wenn zum Beispiel die Ausgangslufttemperatur zu kalt ist, drosselt das Expansionsventil ab und vermindert den in den Verdampfer einfließenden Kühlmittelfluss. Als Ergebnis ist alles Kühlmittel in dem Verdampfer vollständig verdampft, lange bevor es den Auslass des Verdampfers erreicht hat. Ein Versagen, den Verdampfer im Wesentlichen voll von kochendem Kühlmittel zu halten, führt zu Verlust an Effektivität, ungleichmäßigem Aufbau von Eis an dem Verdampfer, was häufigere Abtauzyklen erfordert, und zusätzliche Entfeuchtung. Entsprechend steuert die vorliegende Erfindung genau eine gesättigte Verdampfer temperatur durch Aufstellung des EEPR-Ventils 24 nahe dem Verdampfer, vorzugsweise in dem Verkaufsmöbel selbst, und das Expansionsventil bewirkt, dass sichergestellt ist, das der Verdampfer durch Aufrechterhalten einer im Wesentlichen konstanten Überhitzung effektiv arbeitet.
Die Arbeitsweise der EEPR-Ventils 24,124 wird durch die Steuerung 25,125 gesteuert, welche in dem Verkaufsmöbel angebracht ist und mit einer Ventilsteuerung des EEPR-Ventils verbunden ist, um seinen Schrittmotor 38 selektiv zu betätigen, um, bei 41, die Ventilöffnung zu öffnen, zu schließen oder zu modulieren. Der Temperatursensor 43,143, welcher neben den Verdampfern aufgestellt ist, detektiert die Ausgangslufttemperatur von dem entsprechenden Verdampfer. Diese Sensoren sind in der Lage, der detektierten Temperatur entsprechende Signale zu erzeugen und sie zu der Steuerung 25,125 zu senden. Die Steuerung benutzt einen Mittelwert der abgetasteten Temperaturwerte bei der Steuerung des EEPR-Ventils 24,124 wie unten vollständiger beschrieben wird. Es ist selbstverständlich, dass eine größere oder kleinere Zahl an Temperatursensoren benutzt werden könnte, dass Sensoren zum Detektieren von anderen Parametern als Temperaturen benutzt werden könnten und dass die Signale von den Sensoren für Gebrauch bei Steuerung des EEPR unterschiedlich verarbeitet werden könnten, ohne den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Um die notwendige Genauigkeit in der Position des EEPR-Ventilelements 42 zu erzielen, ist die Steuerung gestaltet, die inhärente Ungenauigkeit oder fehlende Bewegung in der Getriebeanordnung (nicht gezeigt), welche den Schrittmotor 37 zu dem Ventilelement 42 verbindet, auszugleichen. Die Entsprechung zwischen der Position des Schrittmotors und der Position des Ventilelements könnte normalerweise bei Durchführung von Feinabstimmungen verloren sein. Solch ein Verlust könnte auftreten, wenn sich die Bewegungsrichtung des Motors 37 ändert, wie z.B. wenn der Motor das Ventilelement 42 zunächst in eine mehr offene Position in Kammer 39 bewegt und dann das Ventilelement um einen kleinen Betrag entgegengesetzt zu einer mehr geschlossenen Position bewegt. Wenn sich die Bewegungsrichtung ändert, kann die Ungenauigkeit im Getriebe zu keiner Bewegung des Ventilelements führen, auch wenn sich der Schrittmotor in eine Position bewegt, welche einer neuen Ventilposition entsprechen sollte. Um diese inhärente Ungenauigkeit zu überwinden, arbeitet die Steuerung 25,125 derart, dass die Bewegung des Ventilelements 42 zu der von der Steuerung geforderten Endposition immer von derselben Richtung wie die vorherige Bewegung abläuft. Insbesondere wird das Ventilelement immer auf seine Endposition in einer Ventilöffnenden Richtung bewegt, was die Benutzung von Kühlmitteldruck erlaubt, um das Getriebe stramm zu halten. Zum Beispiel kann das Ventilelement an einer Position sein, die 1000 Schritten des Schrittmotor 37 entspricht, wenn der Steuerungsalgorithmus von dem Ventil fordert, an einer Position von 950 Schritten (entsprechend einer mehr geschlossenen Position des Ventils) zu sein. Die Steuerung betätigt die Ventilschaltung, um den Motor auf eine Position von 940 Schritten zu fahren – das ist hinter die durch den Steueralgorithmus geforderte Position – und dann auf die gesetzte Endposition von 950 Schritten zu fahren. Die Position wird hoch genau sein, weil der Kühlmitteldruck in der Saugleitung dazu tendiert, das Ventilelement aufzudrücken, so dass jegliches Spiel im Getriebe durch die Wirkung des Drucks beseitigt ist.
Mit Bezug auf das Flussdiagramm der 8 wird nun die Arbeitsweise des EEPR-Ventils 24,124 schematisch gezeigt, welche eine Startsequenz 80 beinhaltet, welche spezielle Operationen (im Detail nicht illustriert) sowohl auf das Einschalten des Kühlungssystems hin und in Anfangsarbeitsweise der Steuerung 25,125 für das EEPR-Ventil aufnimmt. Die Arbeitsweise des EEPR-Ventils wird im Hinblick auf das in 4 bis 6 illustrierte Verkaufsmöbels MN beschrieben werden, welches eine Länge von acht (8') Fuß (2,44 m) hat mit zwei Verdampfern 122 und je einem Temperatursensor 143, der jedem Verdampfer zugeordnet ist. Aktivierung der Steuerung 125 versorgt die Schaltung mit Energie, um den Schrittmotor 137 auf eine Position deutlich hinter die geschlossene Position des Ventilelementes 142 zu fahren. Die Position des Schrittmotors wird dann von der Steuerung als eine Referenzposition "geschlossen" für zukünftige Operationen gespeichert. Wenn das Kühlungssystem 126 erstmalig aktiviert wird (oder reaktiviert nach Ausschaltung), ist die Steuerung 125 zusätzlich programmiert, die Temperatur des Verkaufsmöbels MM durch Bewegen des EEPR-Ventilelements 142 auf eine vollständig geöffnete Position schnell herunter zu ziehen (pull-down), bis zu dem Moment, wenn der Temperatursensor 143 eine Durchschnittstemperatur T detektiert, die kleiner oder gleich des gesetzten Temperaturpunktes T_set für das Verkaufsmöbel ist.
Auf das Verlassen der Startsequenz 80 hin tritt die Steuerung in einen Kühlungsmodus ein, beinhaltend eine Steuerungsroutine 82 zum Aufrechterhalten der Ausgangslufttemperatur T von den Verdampfern 122 auf T_set durch Modulation des EEPR-Ventils 124. Der Kühlmodus 82 beinhaltet Modulation der Ventilöffnung (durch Verändern der Position des Ventilelements) in Reaktion auf die von den Sensoren detektierte Temperatur T, wie auch periodische Überprüfungen 83, um den Beginn eines Abtauungsmodus zu bestimmen, und Datenspeicherung von Ventilreferenzpositionen 85, wie z.B. durch die Ventilposition repräsentiert, die eine Durchschnittsausgangsluft Temperatur T im Allgemeinen gleich T_set während des normalen Kühlmodus aufrecht erhielt. Die Ventilreferenzposition wird als eine anfängliche Einstellung für das EEPR-Ventil beim Beginnen des nächsten normalen Kühlungsmodus, der einem Abtauungsmodus folgt, benutzt.
Die Steuerung ist mit einer Voreinstellungs-Ventilreferenzposition zur Benutzung beim Einstellen des EEPR-Ventils während des ersten Kühlungsmodus, welcher dem Einschalten des Systems folgt, vorprogrammiert. Eine neue Ventilreferenzposition wird durch die Steuerung zu einer anberaumten späteren Zeit, die genügend weit entfernt von der anfänglichen Operation im Kühlungsmodus ist, gespeichert, so dass das EEPR-Ventil Zeit hat, sich in einen angemessen stabilen – für Aufrechterhalten von Ausgangslufttemperatur bei T_set – Operationsmodus (das ist eine Position) einzupendeln. Somit setzt die Steuerung (bei 81) auf die Einleitung des Kühlungsmodus hin eine Ventilreferenzposition-Speicherzeit t₁ gleich einer Speicherzeitperiode t_store. In einer bevorzugten Ausführungsform ist t_store gleich 60 Minuten. Ein Zeitmesser in der Steuerung beginnt die Zeit t₁ von t_store herunter zu zählen, bis t₁ Null erreicht (siehe 84). Die Steuerung speichert dann die Ventilreferenz oder Durchschnittsposition (siehe 85) des EEPR-Ventilelements als eine Referenz für den nächsten Kühlungsmodus.
Während des ganzen Kühlungsmodus erhält die Steuerung Temperatursignale von den Temperatursensoren 143, die den Verdampfern 122 zugeordnet sind. Die Steuerung mittelt die detektierten Temperaturen und benutzt einen Steueralgorithmus (z.B. einen PID Steueralgorithmus), um die Durchschnittstemperatur zu verarbeiten und ein Steuersignal für den Schrittmotor zu generieren, um die Ventilöffnung zu modulieren. In dieser Weise wird das EEPR-Ventil betrieben, um den durch den Verdampfer gesehenen Saugdruck zu verändern, um so die Temperatur des Verdampfers zu ändern. Obwohl nicht illustriert, beinhaltet die Steuerung verschiedene Warneinrichtungen, um Fehler in dem Luftkühlungssystem zu erkennen.
Die Einleitung eines Abtauungszyklus' könnte von einem Zeitmesser innerhalb der Steuerung, von einem Hauptabtauungszeitmesser, welcher außerhalb des Verkaufsmöbels aufgestellt ist und die Kühlungs- und Abtauungszyklen für eine Zahl von Verkaufsmöbeln in dem System 126 steuert, oder durch Detektion von einem anderen Parameter als der Zeit, gesteuert sein. Die Abtauungsmethode kann außerhalb der Betriebszeit sein (wobei die Hochseite (high side) Flüssigkeitszufuhr abgeschlossen wird) oder durch elektrische Abtauung und die Luftzirkulationsmittel 21 arbeiten weiter, um die Wärmeverteilung durch die Verdampfer zu beschleunigen. Es sollte auch verstanden werden, dass eine typische Abtauung typischerweise in einem Zeitschema mit zwei Komponenten ausgeführt wird; und zwar einer Enteisungsperiode, um die Eisablagerung von den Lamellen 34 und dem Rohr 33 der Verdampferschlange (welche eine Tropftemperatur erreichen) vollständig zu schmelzen, und einer Tropfperiode, um das Wasser von dem Verdampfer weg laufen zu lassen, um eine Wiedereinfrierbedingung zu verhindern. Es wird erwogen, dass eine Heiß- oder Latent-Gas-Abtauungsmethode auch als eine Alternative benutzt werden kann, in welchem Falle die Ventilatoren 12a während der Enteisungsperiode der Abtauung ausgeschaltet wären. In jedem Fall tritt die Steuerung, wenn sie darüber informiert ist, das es Zeit für die Abtauung (83a) ist, in den Abtauungsmodus ein.
Die Abtauung der Verdampfer beginnt damit, dass die Steuerung die Ventilschaltung aktiviert, um das EEPR-Ventil vollständig zu schließen 15 (86), wobei der normale Kühlungsmodus in dem Verkaufsmöbel beendet wird. Die Temperatur der Ausgangsluft von den Verdampfern beginnt zu steigen und die Steuerung mittelt periodisch die Temperaturen von den Sensoren 143 und, bei 87, bestimmt, ob die gemittelte Temperatur einer Tropfzeittemperatur, die in der Steuerung gespeichert ist, gleich ist oder sie übersteigt. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Tropfzeittemperatur T_drip empirisch als eine Ausgangslufttemperatur über 32°F (0°C) ausgewählt, so wie am Ende der Enteisungsperiode, wenn alles Eis auf den Verdampfern verschwunden, detektiert wird. Der Beginn der Tropfzeit kann durch Detektion der Abwesenheit von Eis auf den Verdampfern eingeleitet sein. Ein Weg, dies zu erreichen ist, zunächst ein Plateau im Ausgangslufttemperaturanstieg während des Abtauungsmodus zu detektieren, welches anzeigt, dass die thermische Energie in der über die Verdampfer hinweg streichenden Luft zum Schmelzen des Eises verwendet wird. Die Steuerung schaut dann nach einem dem Plateau folgenden Ausgangslufttemperaturanstieg, welcher anzeigt, dass das Eis verschwunden ist und die thermische Energie in dem Verkaufsmöbel wieder zum Heizen der Luft verwendet wird. Dieser Anstieg in Ausgangslufttemperatur signalisiert, dass Enteisung abgeschlossen ist und dass die Tropfzeit begonnen hat (siehe 9). In der bevorzugten Ausführungsform wird eine Tropfzeit t2 (88), nachfolgend auf die Detektion von T_drip, auf eine Zeitperiode t_drip zurückgesetzt, und die Steuerung öffnet teilweise das EEPR-Ventil, um den Kühlmittelfluss durch die Verdampfer zu dosieren, siehe 89. Die Steuerung moduliert dann das EEPR-Ventil in Reaktion auf die gemittelte abgetastete Temperatur, um das Verkaufsmöbel bei T_drip zu kühlen. Zur selben Zeit, wo die Kühlung bei T_drip begonnen hat, wird in der Steuerung ein Zeitmesser 90 gestartet, um die Tropfzeit t2 von t_drip bis 0 herunter zu zählen. Wie in 9 gezeigt, erlaubt somit Kühlung bei T_drip das an den Verdampfern Enteisung folgend verbleibende Kondensat von den Verdampfern abzutropfen, während der Anstieg in der Lufttemperatur in dem Verkaufsmöbel während dieser finalen Abtauungsperiode begrenzt ist, wodurch ein Lufttemperaturanstieg in der Produktzone 118 und das Aussetzen von Produkt zu Lufttemperaturen im Wesentlichen größer als T_drip minimiert wird, während auch die folgende pull-down Zeit verkürzt wird.
Die Steuerung beendet die Kühlung bei T_drip, wenn sie findet, dass die Tropfzeit t₂ Null ist, was bedeutet, dass die Periode für die Tropfzeit t_drip vorüber ist. Die Steuerung tritt dann in einen pull-down Modus durch vollständiges Öffnen des EEPR-Ventils 91 ein und hält es offen unbesehen der von den Temperatursensoren 143 detektierten Ausgangslufttemperaturen bis zu solcher Zeit, wenn die mittlere detektierte Temperatur erstmalig gleich oder unter T_set (92) geht. Aufheben der normalen Modulation des EEPR-Ventils während der der Enteisung folgenden pull-down Periode und Halten des Ventils in seiner vollständig geöffneten Position beschleunigt das pull-down zum gesetzten Kühlungspunkt. Nachdem die abgetastete Temperatur erstmalig T_set kreuzt, wird das Ventil sofort zu der Ventilreferenzposition 93 gesetzt, die aus der letzten Operation der Steuerung im Kühlmodus gespeichert ist. Die Ventilreferenzposition-Speicherzeit t₁ wird auf t_store (81) zurückgesetzt und der oben beschriebene Kühlungsmodus beginnt wieder.
Der, wie beschrieben, durch Operation der Steuerung und des EEPR-Ventils hervorgerufene Effekt auf Ausgangslufttemperatur ist in 9 grafisch im Vergleich zu einem herkömmlichen Abtauungszyklus illustriert. Die Enteisungsperiode der Abtauung in dem Verkaufsmöbel erzeugt einen ähnlichen Ausgangslufttemperaturanstieg wie ein während eines herkömmlichen Abtauungszyklus entstehender. Die Ausgangslufttemperatur erreicht ein Plateau um den Gefrierpunkt (und im allgemeinen etwas darüber). Während dieser Zeit schmilzt das Eis von den Verdampfern. Die Ausgangslufttemperatur beginnt wieder anzusteigen, wenn das Eis verschwunden ist, die Abtauung endet aber nicht, weil Kondensat an den Verdampfern zurückbleibt. Im Stand der Technik ist es der Ausgangslufttemperatur (illustriert durch eine gestrichelte Linie) gestattet, für die gesamte Tropfzeit anzusteigen, während es dem Kondensat gestattet ist, von den Verdampfern abzutropfen, um eine saubere Verdampferschlange zu ergeben. In der Praxis ist es nicht unüblich, dass die Ausgangslufttemperatur 41°F (5°C) überschreitet, was zu einer unerwünschten Erwärmung der Produktzone in dem herkömmlichen Verkaufsmöbel führt. Im Gegensatz dazu begrenzt das Verkaufsmöbel der vorliegenden Erfindung die Ausgangslufttemperatur auf etwa 35°F (1,7°C) während der Tropfzeit, so dass die Produktzone und das Luftdurchführungssystem während des letzten Abschnitts der Abtauung kühler bleiben.
Das schnelle Herunterziehen (pull-down), was durch Halten des EEPR-Ventils in einer vollständig offenen Position erreicht wird, führt zu einer Ausgangslufttemperaturabnahme in einer steilen Neigung zum gesetzten Punkt T_set. Im Gegensatz dazu erreicht die Ausgangslufttemperatur den gesetzten Punkt T_set asymptotisch, wenn normale herkömmliche Modulation eines EPR-Typ-Ventils auf das Ende der Abtauungsperiode folgend zugelassen ist. Der Grund dafür ist, dass der Steuerungsalgorithmus bewirkt, die Kühlung zu verlangsamen, wenn der gesetzte Punkt erreicht ist. Daher wird der gesetzte Punkt T_set im Stand der Technik nicht so schnell erreicht wie mit der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug nun auf die 10 und 11 der Zeichnungen wird eine weitere modifizierte Ausführungsform der Luftkühlungssystem-Erfindung mit Verweis auf ein vorderseitig offenes Verkaufsmöbel PM von zwölf (12') Fuß (3,66 m) Länge gezeigt, welches eine Kammer 210 mit 3 Produktkühlungszonen 218a, 218b und 218c hat. Die Produktzonen 218a und 218b sind typisch für das mit Bezug auf 4 bis 6 gezeigte und beschriebene Verkaufsmöbel MM, in welchen diese Zonen 218a und 218b mehrerer Regale 219 zum Aufnehmen von frischen Nahrungsmitteln haben, die Kühlung mittlerer Temperatur erfordern. Die Produktzone 218c repräsentiert jedoch eine Stecktafel-Typ-Rücktafel (20t) für die gekühlte Präsentation von vorgepackten Produkten, wie z.B. Käse und Aufschnitt. Es ist bekannt, dass die Luftverteilungsmerkmale zwischen angrenzenden Zonen von Lagerung und Stecktafel oder dergleichen unterschiedlich sein können und es kann dazu führen, dass die Lufttemperaturen in einer Zone höher als gewünscht sind. Im Stand der Technik war die Lösung, den gesamten Kasten auf einer niedrigeren Verdampfertemperatur zu betreiben. Mit der Modulare-Verdampferschlangen-Erfindung kann Abstimmung zwischen angrenzenden Zonen erreicht werden, wie z.B. durch Betreiben der Verdampferschlange (222c) auf einer niedrigeren Temperatur, um kältere Ausgangslufttemperaturen zu bieten. Es ist erwogen, dass zusätzlich zu den Temperatursensoren 243a, 243b und 243c für die entsprechenden Verdampferschlangen (222) Produktzonentemperatursensoren 209a, 209b und 209c zur Verfügung gestellt werden können und dass die Daten von der Steuerung 225 benutzt werden können, um den gewünschten operationalen Ausgleich zu erreichen. Insbesondere mit Bezug auf 11 kann ein EEPR-Ventil 224b benutzt werden, um zwei Verdampferschlangen-Abschnitte 222a und 222b zu steuern, und ein weiteres EEPR-Ventil 224C kann für die kälter arbeitende Verdampferschlange 222c benutzt werden.

Claims

Kommerzielles Verkaufsmöbel (M), das eine isolierte Kammer (10) mit einer Produktzone (18) für die Präsentation und das Vermarkten von Nahrungsmitteln aufweist, mit einem Kühlsystem (26), das modulare Luftkühlungs- und -umwälzungsmittel (21) aufweist mit Verdampferschlangenmittel (22) mit vorbestimmter Wärmeaustauschkapazität, und Flüssigkühlmittel-Dosiermittel (23) zum Steuern des Einlassstroms vom Flüssigkühlmittel in die Einlassseite des Verdampferschlangenmittels; wobei die Produktzone zumindest zwei horizontal angrenzende Produktzonen (218a, 218b) mit einer vorbestimmten Länge aufweist, und das Verdampferschlangenmittel zumindest zwei getrennte Kühlschlangenabschnitte umfasst, die ein längliches Kühlschlangenrohr mit einer vorgewählten Länge aufweisen, die im wesentlichen der Länge einer zugeordneten Produktzone entspricht, das Luftumwälzungsmittel getrennte Luftbewegungsmittel (212a, 212b) aufweist für die Umwälzung von Kühlluftstrom durch einen zugeordneten Kühlschlangenabschnitt, und wobei die modularen Luftkühlungs- und -umwälzungsmittel in der isolierten Kammer gestaltet und angeordnet sind, wobei jeder Kühlschlangenabschnitt und dessen Luftbewegungsmittel in operativer Verbindung stehen mit einer entsprechenden Produktzone für die Umwälzung von getrennten Luftströmen durch die Kühlschlangenabschnitte und den Austritt derartiger Luftströme getrennt zu den angrenzenden Zonen zum Kühlen, und wobei, ferner die Produktzonen nicht physisch getrennt sind.
Verkaufsmöbel gemäß Anspruch 1, der ferner andere Kühlmittel-Dosiermittel (24) bereit stellt, die gestaltet und an der Ausgangsseite des modularen Verdampfermittels zum Steuern des Saugdrucks in zumindest einem Kühlschlangenabschnitt davon angeordnet sind.
Verkaufsmöbel gemäß Anspruch 2, in dem das andere Dosiermittel Verdampferdruckreglerventilmittel (EEPR) (24) zum Modulieren der Kühlmitteldampf-Durchflussrate von den Kühlschlangenabschnitten des Verdampfermittels umfasst, und Mittel zum Abtasten (43) der Austrittslufttemperatur stromabwärts von dem zumindest einen Kühlschlangenabschnitt, und Steuermittel (25) zum Betreiben der EEPR-Ventilmittel in einem Kühlmodus und in einem Abtaumodus.
Verkaufsmöbel gemäß Anspruch 3, in dem das Steuermittel zum Schließen des EEPR-Ventilmittels während einer anfänglichen Enteisungsperiode des Abtaumodus gestaltet und angeordnet ist, und ebenfalls zum Modulieren des EEPR-Ventilmittels in einer offenen Position während einer Tropfzeitperiode des Abtaumodus in Antwort auf abgetastete Austrittslufttemperaturen, die einen voreingestellten Wert übersteigen, angeordnet ist, um somit eine Kühlbedingung zum vor eingestellten Wert für die verbleibende Tropfzeit vom Abtaumodus bereit zu stellen.
Verkaufsmöbel gemäß Anspruch 1, in dem die getrennten Kühlschlangenabschnitte des modularen Verdampfermittels in parallel gekühltem Luftstromverhältnis zueinander und in Seriendurchflussverhältnis mit dem Flüssigkühlmittel-Dosiermittel gestaltet und angeordnet sind, und alle Kühlschlangenabschnitte gleichzeitig einen operativen Kühlmodus und gleichzeitig einen nicht-operativen Abtaumodus aufweisen.
Verkaufsmöbel gemäß Anspruch 1 oder 5, in dem der Verkaufsmöbel mit Mitteln (17) zum normalen Schließen der Produktzone von der Umgebung während des Kühlmodus gestaltet und angeordnet ist, und das Flüssigkühlmittel-Dosiermittel ein einziges Thermostat-Expansionsventil (23) umfasst, und Rohrleitungsmittel (23a) mit einer im Wesentlichen gleichen Länge, das die Ausflussseite des Expansionsventils mit jedem der Kühlschlangenabschnitte verbindet.
Verkaufsmöbel gemäß Anspruch 1 oder 5, in dem der Verkaufsmöbel derart gestaltet und angeordnet ist, dass die Vorderseite der Produktzone stets offen gegenüber der Umgebung ist, und das Flüssigkühlmittel-Dosiermittel zumindest zwei Thermostat-Expansionsventile (123) umfasst, die operativ an der Ausflussseite zu zumindest zwei entsprechenden und getrennten Kühlschlangenabschnitten verbunden sind.
Verkaufsmöbel gemäß Anspruch 1, in dem sich die Länge einer ersten (318a) der horizontal angrenzen den Produktzonen winklig bezüglich der Länge einer zweiten (318c) der horizontal angrenzenden Produktzonen erstreckt, und in dem Kühlschlangenabschnitte (322a, 322c), die der ersten und der zweiten der horizontal angrenzenden Produktzonen zugeordnet sind, nicht kollinear in der Kammer angeordnet sind.
Verkaufsmöbel gemäß Anspruch 1, in dem die Produktzone eine dritte Produktzone (318a) umfasst, die horizontal an die erste der horizontal angrenzenden Produktzonen angrenzt und anstößt, und in dem die Kühlschlangenabschnitte, die der ersten und der dritten der horizontal angrenzenden Produktzonen zugeordnet sind, kollinear in einem Ende-zu-Ende-Verhältnis in der Kammer angeordnet sind.
Verkaufsmöbel gemäß Anspruch 3, wobei das EEPR-Ventilmittel ein EEPR-Ventil und einen Schrittmotor umfasst, um das EEPR-Ventil zu betätigen, um das Ausgangsseiten-Kühlmitteldampf-Durchflussmittel zum Abtasten der Austrittslufttemperaturen stromabwärts des Verdampfermittels zu modulieren, und Steuermittel, die auf das Abtastmittel zum Betreiben des Schrittmotors reagieren, um das EEPR-Ventil in dem Kühlmodus und in einem Abtaumodus des Luftkühlungssystems zu betätigen.
Verkaufsmöbel gemäß Anspruch 10, in dem das Steuermittel gestaltet und angeordnet ist, um die Position des EEPR-Ventils im Kühlmodus für eine vorgewählte Zeitspanne nach dem Einschalten des Kühlmodus zu kontrollieren und um eine Bezugsposition des Ventils am Ende der vorgewählten Periode zu speichern, wobei die vorgewählte Periode ausgewählt wird, um es dem Ventil zu erlauben, im Wesentlichen in einer Position zu stabilisieren, die die Austrittslufttemperatur bei einem Sollwert aufrecht erhält.
Verkaufsmöbel gemäß Anspruch 11, in dem das Steuermittel gestaltet und angeordnet ist, um den Schrittmotor zu betreiben, um das EEPR-Ventil nach dem Abtaumodus zur Bezugsposition zu bewegen.
Verkaufsmöbel gemäß Anspruch 10, in dem der Schrittmotor das EEPR-Ventil durch eine vorbestimmte Anzahl von Inkrementalschritten in eine neue Position bewegt, um die Austrittslufttemperatur in Antwort auf das Mittel zum Abtasten der Austrittslufttemperatur nach Empfang eines Signals vom Steuermittel zu beeinflussen, wobei das Steuermittel gestaltet und angeordnet ist, um den Schrittmotor zum Bewegen des EEPR-Ventils in dem Kühlmodus zu steuern, so dass das EEPR-Ventil sich an die neue Position immer derselben Richtung wie die vorhergehende Bewegung annähert.
Verkaufsmöbel gemäß Anspruch 13, wobei das Steuermittel den Schrittmotor steuert, um das EEPR-Ventil zu der neuen Position während des Kühlmodus nur in eine solche Richtung zu bewegen, die das Ventil dazu veranlasst, offener zu sein.