EP3798153A1 - Wärmeisolationsbehälter - Google Patents

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EP3798153A1
EP3798153A1 EP20197884.8A EP20197884A EP3798153A1 EP 3798153 A1 EP3798153 A1 EP 3798153A1 EP 20197884 A EP20197884 A EP 20197884A EP 3798153 A1 EP3798153 A1 EP 3798153A1
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EP
European Patent Office
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sub
side walls
container
heat
heat transfer
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Pending
Application number
EP20197884.8A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Sebastian Satzinger
Thomas Taraschewski
Joachim Kuhn
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Va Q Tec AG
Original Assignee
Va Q Tec AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D81/00—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
    • B65D81/38—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents with thermal insulation
    • B65D81/3813—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents with thermal insulation rigid container being in the form of a box, tray or like container
    • B65D81/3823—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents with thermal insulation rigid container being in the form of a box, tray or like container formed of different materials, e.g. laminated or foam filling between walls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
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    • B65D81/3816—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents with thermal insulation rigid container being in the form of a box, tray or like container formed of foam material

Definitions

  • the invention relates to a heat insulation container according to the independent claim.
  • Thermally insulating containers are containers for holding temperature-sensitive goods with an interior space which is separated from an exterior space in a thermally insulating manner by the use of thermally insulating walls.
  • thermal insulation containers often have the shape of a transport box in order to transport temperature-sensitive transport goods, such as food or medicines, in a temperature-controlled manner.
  • heat insulation containers which are formed, for example, from a molded foam part.
  • the molded foam part is brought into a desired shape by foaming a foam material in a molding tool.
  • the foam material has heat-insulating properties.
  • Thermal insulation containers are off WO 2014/118 821 A1 and KR 10 2009 0 078 268 A known.
  • thermal insulation containers have the disadvantage that all walls have the same or a similarly high heat transfer coefficient. These thermal insulation containers therefore do not offer optimal thermal insulation Properties, especially in those cases in which the heat flux density of the exterior has an anisotropic effect on the thermal insulation container. In many applications, the heat flux density in the area of the cover and the base is particularly high. In areas of the heat-insulating walls of the heat-insulation container on which an increased heat flow density acts, there is a particularly high heat input into the heat-insulation container. Known thermal insulation containers do not solve the problem of specifically protecting these areas of the thermal insulation container from increased heat input.
  • the invention comprises a heat insulation container which comprises a base, at least one, preferably four, side walls each arranged on the base and a cover or a ceiling part arranged on the side walls.
  • the bottom, the four side walls and the lid completely enclose an interior.
  • the cover has a heat transfer coefficient k D , the bottom a heat transfer coefficient k B , and each of the side walls has one of the heat transfer coefficients k S1 , k S2 , k S3 or k S4 .
  • k D ⁇ minimum [k S1 , k S2 , k S3 , k S4 , k B ].
  • the particularly low heat transfer coefficient k D of the cover is selected in order to protect against a particularly high heat flux density, which acts on the cover, for example, through solar radiation. For example, surfaces with lower emission coefficients, thicker designs or lower thermal conductivity can be used.
  • k D ⁇ k B ⁇ minimum [k S1 , k S2 , k S3 , k S4 ].
  • the low heat transfer coefficient k B of the floor is selected in order to protect against an increased heat flux density, which is caused, for example, by contact of the floor with the substrate on which the thermal insulation container is standing.
  • a heat insulation container is particularly advantageous, where k D ⁇ 0.8, in particular 0.6 * minimum [k S1 , k S2 , k S3 , k S4 , k B ].
  • the base, the four side walls and the cover each comprise at least one vacuum insulation panel.
  • a vacuum insulation panel has a thermal conductivity of less than 9 mW / mK, in particular less than 5 mW / mK, particularly preferably less than 3.5 mW / mK.
  • the cover comprises at least two vacuum insulation panels, the vacuum insulation panels being arranged stacked on top of one another. In this way, a lower heat transfer coefficient k D of the cover can be implemented in a simple manner.
  • a heat insulation container is also preferred, the base, the four side walls and the lid being made of the same material.
  • the cover is made thicker than the base and than each of the four side walls. In this way, a lower heat transfer coefficient k D of the cover can be realized in another simple way.
  • a heat insulation container comprising at least one stand which is arranged on the floor.
  • the at least one stand is designed and arranged on the floor in such a way that the floor of the thermal insulation container does not come into direct contact with the subsurface when the thermal insulation container is placed on a base. This reduces the flow of heat across the floor.
  • FIGS. 1 and 2 show a heat insulation container 1, which has a bottom 26, four side walls 21, 23 [22, 24; the front and rear walls cannot be seen in this illustration] and comprises a cover 25 arranged on the side walls.
  • the base 26, the four side walls 21, 23 and the cover 25 completely enclose an interior space 3.
  • the particularly low heat transfer coefficient k D of the cover 25 is selected in order to protect against a particularly high heat flux density, which acts on the cover 25, for example, through solar radiation.
  • the low heat transfer coefficient k B of the floor 26 is selected in order to protect against an increased heat flux density, which is caused, for example, by contact of the floor 26 with the substrate on which the thermal insulation container 1 stands.
  • the heat insulation containers 1 shown comprise two feet 5 which are arranged on the floor 26.
  • the feet 5 reduce the heat flow over the floor 26 when the thermal insulation container 1 is placed on a surface, in that the floor 26 does not come into direct contact with the surface.
  • the base 26, the four side walls 21, 23 and the cover 25 each comprise at least one vacuum insulation panel 4 Fig. 1
  • the cover 25 comprises two stacked vacuum insulation panels 4,
  • the cover 25 comprises in FIG Fig. 2 a vacuum insulation panel 4a, which is made thicker than the vacuum insulation panels 4 of the bottom 26 and each of the four side walls 21, 23.
  • an optimized heat transfer coefficient k D of the cover 25 can be achieved in a simple manner.
  • Each of the vacuum insulation panels 4 shown has a thermal conductivity of less than 9 mW / mK, in particular less than 5 mW / mK, particularly preferably less than 3.5 mW / mK.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Packages (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)

Abstract

Wärmeisolationsbehälter 1 umfassend einen Boden 26, an dem Boden 26 angeordnete Seitenwände 21, 22, 23, 24 und einen an den Seitenwänden 21, 22, 23, 24 angeordneten Deckel 25, wobei der Boden 26, die Seitenwände 21, 22, 23, 24 und der Deckel 25 einen Innenraum 3 vollständig umschließen, und wobei der Deckel 25 einen Wärmedurchgangskoeffizient k<sub>D</sub> hat, der Boden 26 einen Wärmedurchgangskoeffizient k<sub>B</sub> hat, und jede der Seitenwände 21, 22, 23, 24 einen der Wärmedurchgangskoeffizienten k<sub>S1</sub>, k<sub>S2</sub>, k<sub>S3</sub> oder k<sub>S4</sub> hat, und dabei ferner k<sub>D</sub> < Minimum[k<sub>S1</sub>, k<sub>S2</sub>, k<sub>S3</sub>, k<sub>S4</sub>, k<sub>B</sub>] ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Wärmeisolationsbehälter gemäß dem unabhängigen Anspruch.
  • Wärmeisolationsbehälter sind Behältnisse zur Aufnahme von temperaturempfindlichen Gütern mit einem Innenraum, der durch den Einsatz von wärmeisolierenden Wänden von einem Außenraum wärmeisolierend getrennt ist.
  • Derartige Wärmeisolationsbehälter haben oft die Form einer Transportbox, um temperatursensible Transportgüter, wie beispielsweise Lebensmittel oder Medikamente, temperaturgeführt zu transportieren.
  • Es sind Wärmeisolationsbehälter bekannt, welche beispielsweise aus einem Schaumformteil gebildet werden. Dabei wird das Schaumformteil durch Ausschäumen eines Schäummaterials in einem Formwerkzeug in eine gewünschte Form gebracht. Das Schäummaterial weist dabei wärmeisolierende Eigenschaften auf. Wärmeisolationsbehälter sind aus WO 2014/118 821 A1 und KR 10 2009 0 078 268 A bekannt.
  • Solche Wärmeisolationsbehälter haben den Nachteil, dass alle Wände den gleichen oder einen ähnlich hohen Wärmedurchgangskoeffizienten aufweisen. Diese Wärmeisolationsbehälter bieten somit nicht optimale wärmeisolierende Eigenschaften, insbesondere in solchen Fällen, in denen die Wärmestromdichte des Außenraums anisotrop auf den Wärmeisolationsbehälter einwirkt. In vielen Anwendungsfällen ist die Wärmestromdichte im Bereich des Deckels und des Bodens besonders hoch. An Bereichen der wärmeisolierenden Wände des Wärmeisolationsbehälters, an denen eine erhöhte Wärmestromdichte einwirkt, ergibt sich ein besonders hoher Wärmeeintrag in den Wärmeisolationsbehälter. Bekannte Wärmeisolationsbehälter lösen nicht das Problem speziell diese Bereiche des Wärmeisolationsbehälters vor einem erhöhten Wärmeeintrag zu schützen.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung einen Wärmeisolationsbehälter bereitzustellen, der die Nachteile aus dem Stand der Technik überwindet, wobei insbesondere ein Wärmeisolationsbehälter mit optimierten Wärmedurchgangskoeffizienten der jeweiligen wärmeisolierenden Wände bereitgestellt wird.
  • Die Aufgabe wird durch den Wärmeisolationsbehälter gemäß dem unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden den Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
  • Die Erfindung umfasst einen Wärmeisolationsbehälter, welcher einen Boden, mindestens eine, bevorzugt vier jeweils an dem Boden angeordnete Seitenwände und einen an den Seitenwänden angeordneten Deckel bzw. ein Deckenteil umfasst. Dabei umschließen der Boden, die vier Seitenwände und der Deckel einen Innenraum vollständig. Dabei hat der Deckel einen Wärmedurchgangskoeffizienten kD, der Boden einen Wärmedurchgangskoeffizienten kB, und jede der Seitenwände einen der Wärmedurchgangskoeffizienten kS1, kS2, kS3 oder kS4. Ferner ist dabei kD < Minimum[kS1, kS2, kS3, kS4, kB]. Der besonders niedrige Wärmedurchgangskoeffizient kD des Deckels ist derart gewählt, um vor einer besonders hohen Wärmestromdichte, welche beispielsweise durch Sonneneinstrahlung auf den Deckel einwirkt, zu schützen. Zum Beispiel können Oberflächen mit niedrigeren Emissionskoeffizienten, dickerer Ausführung oder geringerer Wärmeleitfähigkeit verwendet werden.
  • Es ist vorteilhaft, wenn kD < kB < Minimum[kS1, kS2, kS3, kS4]. Der niedrige Wärmedurchgangskoeffizient kB des Bodens ist derart gewählt, um vor einer erhöhten Wärmestromdichte, welche beispielsweise durch Kontakt des Bodens mit dem Untergrund, auf welchem der Wärmeisolationsbehälter steht, zu schützen. Besonders vorteilhaft ist ein Wärmeisolationsbehälter, wobei kD < 0,8 insbesondere 0,6 * Minimum[kS1, kS2, kS3, kS4, kB] ist.
  • Nach einem weiteren vorteilhaften Aspekt umfassen der Boden, die vier Seitenwände und der Deckel jeweils mindestens ein Vakuumisolationspaneel. Ein Vakuumisolationspaneel hat dabei eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als 9 mW/mK, insbesondere weniger als 5 mW/mK, besonders bevorzugt weniger als 3,5 mW/mK.
  • Es ist bevorzugt, wenn der Deckel mindestens zwei Vakuumisolationspaneele umfasst, wobei die Vakuumisolationspaneele übereinander gestapelt angeordnet sind. Hierdurch kann auf einfache Weise ein niedrigerer Wärmedurchgangskoeffizient kD des Deckels realisiert werden.
  • Weiterhin bevorzugt ist ein Wärmeisolationsbehälter, wobei der Boden, die vier Seitenwände und der Deckel aus dem gleichen Material ausgebildet sind. Dabei ist der Deckel dicker ausgebildet als der Boden und als jede der vier Seitenwände. Hierdurch kann auf eine andere einfache Weise ein niedrigerer Wärmedurchgangskoeffizient kD des Deckels realisiert werden.
  • Besonders bevorzugt ist ein Wärmeisolationsbehälter umfassend mindestens einen Standfuß, welcher am Boden angeordnet ist. Der mindestens eine Standfuß ist dabei derart ausgebildet und an dem Boden angeordnet, sodass der Boden des Wärmeisolationsbehälters beim Abstellen des Wärmeisolationsbehälters auf einen Untergrund in keinen direkten Kontakt mit dem Untergrund gelangt. Dies reduziert den Wärmestrom über den Boden.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Beispiele näher erläutert. Identische Bezugszeichen betreffen die gleichen Merkmale in allen Figuren.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Schnittansicht eines ersten Wärmeisolationsbehälters; und
    Fig. 2
    eine schematische Schnittansicht eines zweiten Wärmeisolationsbehälters.
  • Fig. 1 und Fig. 2 zeigen einen Wärmeisolationsbehälter 1, der einen Boden 26, vier an dem Boden 26 angeordnete Seitenwände 21, 23 [22, 24; die Vorder- und Rückwand ist in dieser Darstellung nicht zu sehen] und einen an den Seitenwänden angeordneten Deckel 25 umfasst. Dabei umschließen der Boden 26, die vier Seitenwände 21, 23 und der Deckel 25 einen Innenraum 3 vollständig.
  • Der Deckel 25 hat dabei einen Wärmedurchgangskoeffizient kD = 0.083 W/(m2*K), der Boden 26 einen Wärmedurchgangskoeffizient kB = 0.143 W/(m2*K), und jede der Seitenwände 21, 23 einen der Wärmedurchgangskoeffizienten ksi = kS2 = kS3 = kS4 = 0.166W/(m2*K).
  • Deshalb gilt dabei kD < kB < Minimum[kS1, kS2, kS3, kS4]. Der besonders niedrige Wärmedurchgangskoeffizient kD des Deckels 25 ist derart gewählt, um vor einer besonders hohen Wärmestromdichte, welche beispielsweise durch Sonneneinstrahlung auf den Deckel 25 einwirkt, zu schützen. Der niedrige Wärmedurchgangskoeffizient kB des Bodens 26 ist derart gewählt, um vor einer erhöhten Wärmestromdichte, welche beispielsweise durch Kontakt des Bodens 26 mit dem Untergrund, auf welchem der Wärmeisolationsbehälter 1 steht, zu schützen.
  • Die gezeigten Wärmeisolationsbehälter 1 umfassen zwei Standfüße 5, welche am Boden 26 angeordnet sind. Die Standfüße 5 reduzieren den Wärmestrom über den Boden 26, wenn der Wärmeisolationsbehälters 1 auf einen Untergrund abgestellt wird, dadurch, dass der Boden 26 dabei in keinen direkten Kontakt mit dem Untergrund gelangt.
  • Nach einem weiteren vorteilhaften Aspekt umfassen der Boden 26, die vier Seitenwände 21, 23 und der Deckel 25 jeweils mindestens ein Vakuumisolationspaneel 4. Während in Fig. 1 der Deckel 25 zwei übereinander gestapelt angeordnete Vakuumisolationspaneele 4 umfasst, umfasst der Deckel 25 in Fig. 2 ein Vakuumisolationspaneel 4a, welches dicker ausgebildet ist, als die Vakuumisolationspaneele 4 des Bodens 26 und jeder der vier Seitenwände 21, 23. In beiden erfindungsgemäßen Ausbildungsarten kann hierdurch auf einfache Weise ein optimierter Wärmedurchgangskoeffizient kD des Deckels 25 realisiert werden. Jedes der gezeigten Vakuumisolationspaneele 4 hat dabei eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als 9 mW/mK, insbesondere weniger als 5 mW/mK, besonders bevorzugt weniger als 3,5 mW/mK.

Claims (14)

  1. Wärmeisolationsbehälter (1) umfassend einen Boden (26), an dem Boden (26) angeordnete Seitenwände (21, 22, 23, 24) und einen an den Seitenwänden (21, 22, 23, 24) angeordneten Deckel (25), wobei der Boden (26), die Seitenwände (21, 22, 23, 24) und der Deckel (25) einen Innenraum (3) vollständig umschließen, und wobei der Deckel (25) einen Wärmedurchgangskoeffizient kD hat, der Boden (26) einen Wärmedurchgangskoeffizient kB hat, und jede der Seitenwände (21, 22, 23, 24) einen der Wärmedurchgangskoeffizienten kS1, kS2, kS3 oder kS4 hat, und dabei ferner kD < Minimum[kS1, kS2, kS3, kS4, kB] ist.
  2. Wärmeisolationsbehälter (1) nach Anspruch 1, wobei kD < kB < Minimum[kS1, kS2, kS3, kS4] ist.
  3. Wärmeisolationsbehälter (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei kD < 0,8 insbesondere 0,6* Minimum[kS1, kS2, kS3, kS4, kB] ist.
  4. Wärmeisolationsbehälter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Boden (26), die Seitenwände (21, 22, 23, 24) und der Deckel (25) jeweils mindestens ein Vakuumisolationspaneel (4, 4a) umfassen.
  5. Wärmeisolationsbehälter (1) nach einem Anspruch 4, wobei der Deckel (25) mindestens zwei Vakuumisolationspaneele (4) umfasst, welche Vakuumisolationspaneele (4) übereinander gestapelt angeordnet sind.
  6. Wärmeisolationsbehälter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Boden (26), die Seitenwände (21, 22, 23, 24) und der Deckel (25) aus dem gleichen Material oder aus unterschiedlichem Material ausgebildet sind, und wobei der Deckel (25) dicker ausgebildet ist, als der Boden (26) und als jede der vier Seitenwände (21, 22, 23, 24).
  7. Wärmeisolationsbehälter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend mindestens einen Standfuß (5), welcher am Boden (26) angeordnet ist.
  8. Wärmeisolationsbehälter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend mindestens zwei Vakuumisolationspaneele mit unterschiedlichem Wärmedurchgangskoeffizient.
  9. Wärmeisolationsbehälter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend mindestens ein Vakuumisolationspaneel mit mindestens zwei Kammern, wobei jede Kammer das gleiche oder ein unterschiedliches Kernmaterial umfasst.
  10. Wärmeisolationsbehälter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Abschnitt (251) mit einer reflektierenden Oberfläche.
  11. Wärmeisolationsbehälter (1) nach Anspruch 10, wobei der Abschnitt mit einer reflektierenden Oberfläche (251) die Oberfläche des Deckels (25) oder der Seitenwände (21, 22, 23, 24) umfasst.
  12. Wärmeisolationsbehälter (1) nach Anspruch 10 oder 11, wobei die reflektierende Oberfläche derart ausgebildet ist, um Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,7 µm bis 1000 µm, insbesondere im Bereich von 1,4 µm bis 50 µm, zu reflektieren.
  13. Wärmeisolationsbehälter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend ein zusätzliches Isolationselement (4).
  14. Wärmeisolationsbehälter (1) nach Anspruch 13, wobei das zusätzliche Isolationselement (4) im Boden angeordnet ist.
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