ES2239693T3 - Aparato de conservacion particularmente para productos perecederos a una temperatura preestablecida. - Google Patents
Aparato de conservacion particularmente para productos perecederos a una temperatura preestablecida.Info
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Abstract
Un aparato particularmente para conservar productos perecederos a una temperatura preestablecida, comprendiendo un cuerpo de contención (1), una cámara (3) que está delimitada por paredes aislantes térmicas (4) y acomoda medios de intercambiador de calor (5), dichos medios de intercambiador de calor comprendiendo un acumulador de calor que tiene al menos un cuerpo tubular interior (10) para el pasaje de un fluido refrigerante y al menos un elemento tubular exterior (20) que rodea dicho al menos un cuerpo tubular interior (10) y forma con él un interespacio (21) para contener una masa de capacidad térmica, sustancialmente toda la superficie exterior de dicho elemento tubular exterior (20) formando la superficie para el intercambio de calor con el aire dentro de dicha cámara (3), caracterizado por el hecho de que dicha cámara (3) estando formada dentro de dicho cuerpo de contención (1) constituido por un contenedor, dichos medios de intercambiador de calor (5) están colocados sólo en el techode la cámara (3) y por el hecho de que dicho elemento tubular exterior comprende aletas inferiores que están dirigidas hacia el interior de dicha cámara y aletas superiores que están dirigidas hacia el techo de dicha cámara.
Description
Aparato de conservación particularmente para
productos perecederos a una temperatura preestablecida.
La presente invención hace referencia a un
aparato particularmente para conservar productos perecederos a una
temperatura preestablecida.
Es conocido que para transportar y conservar
productos perecederos, tales como por ejemplo productos
alimenticios, la temperatura dentro del espacio de conservación debe
mantenerse a valores constantes que correspondan lo máximo posible
con valores de temperatura que estén preestablecidos en cada
instancia dependiendo del tipo de dichos productos.
En la actualidad, la conservación está basada en
el uso de cámaras que en la práctica forman un entorno
refrigerado.
Con el fin de solucionar este problema,
EP-0 664 426 muestra una cámara, por ejemplo del
tipo contenedor, que tiene la particularidad de tener, en la mayor
parte de la superficie de sus paredes, interespacios en los que hay
fluidos que tienen una gran capacidad térmica que permanecen a una
temperatura relativamente baja, para poder realizar un intercambio
de calor que permite mantener constante las condiciones de
temperatura dentro del contenedor.
Este tipo de solución tiene varios
inconvenientes, tal como por ejemplo una gran complejidad
constructiva y una pobre flexibilidad operativa, puesto que no es
fácilmente posible sustituir el líquido de acumulación térmico.
Otro inconveniente que puede achacarse a la
solución descrita anteriormente está constituido por el hecho de que
proveer los elementos de intercambio de calor dentro del grosor de
las paredes cambia las dimensiones del interior del contenedor,
provocando que la paletización sea extremadamente ineficiente,
puesto que la reducción de la anchura útil hace imposible insertar
palets estándar los unos junto a los otros.
Además, otro problema está constituido por el
hecho de que el líquido refrigerante debe ser tratado térmicamente
en unidades de recarga fijadas, con las consiguientes complicaciones
considerables logísticas y de organización.
Otro inconveniente está además constituido por el
hecho de que el contenedor provisto de este modo tiene una tara
particularmente alta.
Debido a esta situación, la solución descrita
anteriormente es capaz sólo de cumplir con un pequeño porcentaje de
los requisitos del mercado, también teniendo en cuenta el hecho de
que la presencia de los intercambiadores de calor en las superficies
laterales de la cámara interna lleva a un alto riesgo de
perforación, con la consiguiente diseminación de líquidos y el daño
a las características de la unidad.
GB 724 303 muestra un aparato tal y como se
reivindica en el preámbulo de la reivindicación 1.
El objetivo de la presente invención es solventar
los inconvenientes mostrados anteriormente, proveyendo un aparato
particularmente para conservar productos perecederos a una
temperatura preestablecida que pueda tener una superficie de
intercambio de calor particularmente grande, permitiendo así
optimizar todos los pasos de tratamiento térmico, tanto cuando el
aparato es utilizado para distribuir productos y por lo tanto la
cámara está abierta muchas veces, como cuando el aparato es
utilizado para conservación o transporte de larga distancia y por lo
tanto la cámara es abierta un número limitado de veces.
Dentro de este objetivo, un objeto particular de
la invención es proveer un aparato que permita mantener dentro de él
temperaturas que son adecuadas tanto para productos frescos como
congelados.
Otro objeto de la presente invención es proveer
un aparato que sea completamente independiente del sistema de
unidades de recarga fijadas con base en tierra y que por lo tanto
sea capaz de hacerse cargo incluso de transportes de duración
indefinida.
Otro objeto de la invención es proveer un aparato
que permita la paletización utilizando palets estándar, puesto que
puede estar provisto en un contenedor sin tener que recurrir a un
aumento inaceptable del grosor de las paredes.
Otro objeto de la presente invención es proveer
un aparato en el que, además de reducir la tara, sea posible
minimizar los efectos negativos causados por la acumulación de hielo
en los intercambiadores de calor debido a la abertura de las
puertas, haciendo de este modo la unidad particularmente adecuada
para la congelación rápida de los productos y distribución de
productos alimenticios.
Este objetivo y estos y otros objetos que
resultarán aparentes de mejor modo a continuación se consigue
mediante un aparato tal y como se define en la reivindicación 1.
Otras características y ventajas de la invención
resultarán aparentes de mejor modo a partir de la siguiente
descripción de un ejemplo de realización preferido pero no exclusivo
de un aparato particularmente para conservar productos perecederos a
una temperatura preestablecida, ilustrado sólo mediante ejemplo no
limitador en los dibujos que acompañan, en los que:
La Figura 1 es una vista esquemática del aparato
según la invención, aplicado a un medio de transporte;
La Figura 2 es una vista de sección de la cámara
con el aparato con los intercambiadores de calor;
La Figura 3 es una vista en perspectiva de
sección de un intercambiador de calor.
Con referencia a las figuras, el aparato para
conservar productos perecederos a una temperatura preestablecida,
según la invención, comprende un cuerpo de contención, generalmente
designado por el número de referencia 1, que está constituido por
ejemplo por un contenedor convencional o cuerpo de tipo panel, que
está colocado dentro de un vehículo, que está generalmente designado
por el número de referencia 2.
El cuerpo de contención 1 forma internamente una
cámara 3, que tiene paredes, generalmente designadas por el número
de referencia 4, que están térmicamente aisladas según los criterios
convencionales para formar un espacio interno que permita la
paletización de los productos utilizando palets estándar.
Dentro de la cámara 3 existen intercambiadores de
calor, generalmente designados por el número de referencia 5, cuyo
objetivo es optimizar los pasos de intercambio de calor con el fin
de permitir mantener un nivel de temperatura preestablecido; los
intercambiadores de calor están colocados sólo en el techo de la
cámara.
En un ejemplo de realización específicamente
ilustrado, los intercambiadores de calor 5 comprenden un acumulador
de calor, que está constituido por un cuerpo interior, generalmente
designado por el número de referencia 10, que está ventajosamente
provisto de un elemento tubular interior 11 que forma un núcleo 12
opcionalmente provisto de aletas centrales 13 que sobresalen
radialmente.
Para cada cuerpo interior existe preferiblemente
un elemento tubular interior saliente y un elemento tubular de
retorno, y los dos elementos tubulares dispuestos el uno junto al
otro están ventajosamente unidos mediante un ala 14, que está
preferiblemente dispuesta de modo vertical.
Un fluido refrigerante, constituido por Freón o
solución no congelable, es circulado dentro del elemento tubular
interior 11.
El cuerpo interior 10 está dispuesto dentro de un
elemento tubular exterior, designado por el número de referencia 20,
que es preferiblemente rectangular con elementos que están cerrados
en sus extremos con el fin de formar en la práctica un interespacio
21 para contener una masa de capacidad térmica dentro de la cual el
cuerpo interior 10 es colocado; dicho cuerpo interior intercambia
calor con la masa de capacidad térmica, que está formada por una
mezcla eutéctica que en la práctica rodea el cuerpo interior, que
actúa como un evaporador; la mezcla eutéctica o solución puede
definirse según el régimen de almacenaje (fresco o congelado) de
productos a ser almacenados en la cámara 3.
Los elementos tubulares exteriores que forman,
junto con el cuerpo interior 10, un acumulador de calor tienen como
objetivo intercambiar calor con el aire y condensar el exceso de
humedad como agua y hielo.
El elemento tubular exterior 20 tiene aletas
inferiores 22 y aletas superiores 23, que forman una superficie de
intercambio de calor considerable, con una ratio preferiblemente
> 9:1 entre la superficie generada y la superficie ocupada.
La ratio entre la superficie de intercambio de
calor total del acumulador y la superficie interior de la cámara 3
es >1:1.
La \DeltaT entre la superficie de intercambio
de calor y el aire es preferiblemente < 2ºC y la ratio entre la
superficie del elemento tubular exterior y el volumen del contenedor
es típicamente > 2m^{2}/ m^{3}, y la cantidad de agua
condensada en la superficie con 99% de humedad externa y una
temperatura externa T = 30ºC para cada apertura de puerta y con un
coeficiente de llenado de aproximadamente 50% debe producir una
película de no más de 0,1 mm.
La superficie interior del elemento tubular
exterior debe intercambiar calor con la solución eutéctica y la
superficie exterior, y tiene una ratio > 4 veces la superficie
ocupada con el fin de permitir preferiblemente una \DeltaT <
1ºC entre la solución eutéctica y la superficie interior del
elemento tubular exterior.
El intercambiador de calor es instalado en el
techo dentro de la cámara 3, de modo que apenas será probable que se
dañe durante los pasos de carga y descarga de productos.
Con el fin de poder manejar las típicas
expansiones de las soluciones eutécticas que están entre el 2 y el
8%, cada interespacio formado por los elementos tubulares exteriores
está provisto de un punto para aspirar aire del exterior, y las
cámaras están llenas de una solución eutéctica a un volumen igual al
volumen total, dejando una bolsa de aire ligeramente mayor que la
expansión producida por el congelamiento; después del llenado, se
produce el vacío en la bolsa de aire y la solución eutéctica puede
de este modo congelarse y expandirse en la práctica a presión
cero.
Con este refinamiento es posible controlar la
presión de la bolsa de aire, obteniendo un dato que permite
comprobar el estado de carga del acumulador de calor, ya que la
variación de presión es una función del porcentaje de la fusión de
la mezcla eutéctica.
El evaporador, provisto mediante el cuerpo
interior 10, está cruzado por un fluido refrigerante con una
temperatura de evaporación típica de -10ºC para productos frescos y
-30ºC para productos congelados, para conseguir la rápida
congelación de la solución eutéctica.
El cuerpo interior 10 está dispuesto de modo que
los elementos tubulares interiores salientes y entrantes estén
localizados en la parte inferior, para facilitar el congelamiento de
la solución eutéctica o mezcla desde abajo hacia arriba; además, el
cuerpo interior 10 no está en contacto con la superficie interna del
elemento tubular exterior, evitando así el contacto directo entre el
evaporador y el elemento tubular exterior.
En la práctica, la mezcla eutéctica provee un
filtro térmico, que durante la recarga evita los puntos fríos y por
lo tanto un enfriamiento insuficiente del aire, con el consiguiente
daño a los productos frescos incluso con una temperatura de
evaporación de -28ºC. En la práctica, es posible utilizar mezclas
con un punto de fusión diferente con el fin de asegurar que las
temperaturas internas se mantienen aproximadamente entre 0,5 y 3,5ºC
para productos frescos y < -19ºC para productos congelados.
El circuito está sometido a expansiones
considerables causadas por la diferencia de temperatura entre el
Freón y la solución eutéctica, que particularmente al comienzo del
paso de carga puede ser 50ºC, y por lo tanto el evaporador provisto
por el cuerpo interior 10 está conectado sólo a un extremo del
acumulador de calor y está montado en guías provistas por bloques de
material aislante, que en la práctica permiten el deslizamiento
interno con teóricamente cero tensiones.
Los elementos tubulares exteriores, tal y como se
muestran esquemáticamente en la figura 2, están dispuestos en el
extremo superior de la cámara 3 y están afectados por un flujo
continuo de aire mediante ventilación a baja velocidad (< 0,1
m/s) dentro del volumen tomado por la carga, que permite evitar el
daño a los productos frescos que no tienen empaquetado secundario y
evitar un excesivo consumo de energía.
El sistema de ventilación comprende un
ventilador, generalmente designado por el número de referencia 30,
que está ventajosamente colocado en un extremo del intercambiador de
calor y crea una circulación de aire a lo largo de una dirección que
es sustancialmente paralela al lado largo de la cámara 3, y el aire
es circulado entre el techo y el lado superior del contenedor 1.
Esta circulación de aire, cuando las puertas
están cerradas, es pensada para producir una temperatura uniforme
dentro del contenedor tanto después de abrir las puertas como
durante el transporte, mientras que las puertas están abiertas una
cortina de aire descendente es formada en la práctica cerca de la
puerta, limitando en gran medida el intercambio de aire entre el
interior y el exterior, particularmente para productos
congelados.
A bordo podría también haber una unidad de
recarga o refrigeración, generalmente designada por el número de
referencia 40, que puede estar constituida por ejemplo por un
compresor movido por un motor de 24 voltios de corriente continua o
por un motor en serie de 380 V de corriente alterna, provisto de una
unidad de condensación refrigerada por ventiladores de 24 voltios de
corriente continua o de 380 voltios de corriente alterna, con
velocidades de flujo de aire que son una función directa de la
potencia a ser disipada.
El montaje motor-compresor está
conectado al evaporador y a la unidad de condensación mediante
acoplamientos rápidos, para ser capaz de sustituir cualquier
componente defectuoso en un tiempo muy corto y sin personal
especializado.
El suministro de tensión de bajo voltaje de
corriente continua permite integrar la capacidad de absorción de los
acumuladores de calor, extendiendo así la duración de refrigeración
del medio entre una recarga y la siguiente, mientras que el
suministro de tensión de red permite realizar la recarga en
cualquier lugar, independientemente de la disponibilidad de la
unidad de recarga en tierra, además consiguiendo la rápida
refrigeración de productos frescos que no han sido precongelados y
que vienen por ejemplo directamente de los campos.
En la ejecución práctica, por lo tanto, un único
compresor es instalado que puede ser conectado a dos motores
separados, uno de bajo voltaje de corriente continua y uno de
tensión de red, teniendo en cuenta que con el suministro de tensión
de bajo voltaje, con la energía provista directamente por el
tractor, dicha energía está típicamente limitada a 80 amperios y 24
voltios de corriente continua, y por lo tanto es necesario reducir
la absorción del compresor actuando en la velocidad de revoluciones
por minuto y en la temperatura de evaporación.
En un ejemplo de realización práctico, es posible
utilizar un motor de corriente continua con una velocidad de
rotación de 2.900 rpm, una unidad de reducción a 830 rpm, y una
temperatura de evaporación de -28ºC. Esto no conlleva daño alguno a
los productos en virtud de la función de filtro térmico de la
solución eutéctica, que permite producir 1.400 W/h, igual al flujo
de calor incluso de productos congelados y mantener la absorción de
energía dentro de los términos descritos anteriormente.
El mismo compresor, conectado al motor asíncrono,
que puede ser suministrado por la tensión de red, produce más de 10
kW, que son suficientes para proveer la carga inicial y cambiar la
temperatura de fresco a ultracongelado y también para refrigerar
rápidamente productos.
La unidad de recarga a bordo está localizada de
modo que no reduzca el volumen de carga real y para el tráfico
intermodal no tiene protuberancias exteriores que podrían dañarse
fácilmente.
La unidad de refrigeración a bordo 40 y el
ventilador 30 están controlados por una unidad central o PLC.
A partir de la descripción anterior resulta así
evidente que la invención consigue el objetivo y los objetos
pretendidos, y en particular se incide en el hecho de que un
intercambiador de calor con una gran superficie de intercambio de
calor está provisto que además es mecánicamente robusto, puesto que
las aletas inferiores son particularmente robustas y no pueden
dañarse incluso en caso de impactos accidentales.
Otro aspecto importante de la invención es que el
espacio ocupado por el intercambiador de calor es reducido,
consiguientemente aumentando el potencial de carga de la unidad.
El intercambiador de calor tal y como se muestra
puede limpiarse fácilmente, eliminándose así el riesgo de
acumulación bacteriana.
Otro aspecto importante de la invención está
constituido por el hecho de que el aparato descrito anteriormente es
particularmente práctico y funcional en virtud de la adopción de un
acumulador de calor que utiliza la masa de capacidad térmica
provista por la solución eutéctica localizada en un interespacio que
está conectado internamente a un circuito para líquido refrigerante
y está externamente contenido en la cámara a ser sometida al control
de temperatura, formando en la práctica un filtro y un tope térmico
que hace que la temperatura a ser obtenida dentro de la cámara sea
independiente de la temperatura de evaporación del líquido
refrigerante.
Donde los elementos técnicos mencionados en
cualquier reivindicación estén seguidos por signos de referencia,
esos signos de referencia se han incluido con el único objetivo de
aumentar la inteligibilidad de las reivindicaciones y de modo
acorde, tales signos de referencia no tienen efecto limitador alguno
sobre el ámbito de cada elemento identificado mediante ejemplo por
tales signos de referencia.
Claims (17)
1. Un aparato particularmente para conservar
productos perecederos a una temperatura preestablecida,
comprendiendo un cuerpo de contención (1), una cámara (3) que está
delimitada por paredes aislantes térmicas (4) y acomoda medios de
intercambiador de calor (5), dichos medios de intercambiador de
calor comprendiendo un acumulador de calor que tiene al menos un
cuerpo tubular interior (10) para el pasaje de un fluido
refrigerante y al menos un elemento tubular exterior (20) que rodea
dicho al menos un cuerpo tubular interior (10) y forma con él un
interespacio (21) para contener una masa de capacidad térmica,
sustancialmente toda la superficie exterior de dicho elemento
tubular exterior (20) formando la superficie para el intercambio de
calor con el aire dentro de dicha cámara (3), caracterizado
por el hecho de que dicha cámara (3) estando formada dentro de dicho
cuerpo de contención (1) constituido por un contenedor, dichos
medios de intercambiador de calor (5) están colocados sólo en el
techo de la cámara (3) y por el hecho de que dicho elemento tubular
exterior comprende aletas inferiores que están dirigidas hacia el
interior de dicha cámara y aletas superiores que están dirigidas
hacia el techo de dicha cámara.
2. El aparato según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dicho cuerpo interior está
conectado sólo a un extremo del acumulador de calor y es deslizable
dentro de dicho acumulador de calor deslizándose sobre guías hechas
de material térmicamente aislado, para acomodar expansión
térmica.
3. El aparato según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que al menos un cuerpo tubular
interior (10) está formado por un elemento tubular interior (11),
que comprende un elemento tubular saliente y un elemento tubular de
retorno, dichos elementos tubulares saliente y de retorno estando
unidos mediante un ala plana (14).
4. El aparato según la reivindicación 2,
caracterizado por el hecho de que dicho elemento tubular
interior (11) comprende un núcleo (12) para la circulación de dicho
fluido refrigerante, dicho núcleo teniendo aletas (13) dirigidas
radialmente hacia el centro de dicho elemento tubular interior.
5. El aparato según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dicho elemento tubular
exterior (20) es sustancialmente rectangular, con elementos que
están cerrados en sus extremos para formar, en cooperación con dicho
cuerpo tubular interior (10), dicho interespacio (21) para contener
una masa de capacidad térmica.
6. El aparato según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dichas aletas inferiores
y/o superiores (22, 23) de dicho elemento tubular exterior (20)
están dispuestas longitudinalmente a lo largo de un lado largo de
dicha cámara (3) que está dispuesta dentro de dicho cuerpo de
contención (1) y son onduladas.
7. El aparato según una o más de las anteriores
reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que la
superficie de intercambio de calor formada por dicho elemento
tubular exterior (20) es > 9:1 respecto de la superficie ocupada
por dicho elemento tubular exterior (20).
8. El aparato según una o más de las anteriores
reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que la
superficie de intercambio de calor de dicho elemento tubular
exterior (20) es > 1:1 respecto de la superficie interior de
dicha cámara.
9. El aparato según una o más de las anteriores
reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que la
\DeltaT entre la superficie de intercambio de calor y el aire es
< 2ºC.
10. El aparato según una o más de las anteriores
reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que la ratio
entre la superficie de dicho elemento tubular exterior (20) y el
volumen de dicho contenedor (1) es > 2 m^{2}/m^{3}.
11. El aparato según una o más de las anteriores
reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que dicha
masa de capacidad térmica está constituida por una solución
eutéctica introducida en dicho interespacio (21) con un volumen
igual al volumen total, dejando una bolsa de aire ligeramente mayor
que la expansión producida por la congelación, un vacío siendo
producido al llenarse en dicha bolsa de aire.
12. El aparato según una o más de las anteriores
reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que comprende
medios para comprobar el estado de carga de dicho acumulador de
calor que controlan la variación de presión causada por el
porcentaje de derretimiento de dicha mezcla eutéctica.
13. El aparato según una o más de las anteriores
reivindicaciones, caracterizada por el hecho de que
comprende, dentro de dicha cámara (3), un ventilador (30) adecuado
para producir ventilación con una velocidad < 0,1 m/s para la
distribución uniforme del aire en dicha cámara.
14. El aparato según una o más de las anteriores
reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que dicho
ventilador es adecuado para generar una cortina de aire cerca de la
puerta de dicha cámara.
15. El aparato según una o más de las anteriores
reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que comprende
una unidad de refrigeración a bordo (40) que tiene un compresor que
puede ser movido por un motor de bajo voltaje de corriente continua
o por un motor que puede ser suministrado con tensión de red.
16. El aparato según una o más de las anteriores
reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que dicha
unidad de refrigeración a bordo (40) y dicho ventilador (30) están
controlados por una unidad central o PLC.
17. El aparato según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dicha masa de capacidad
térmica comprende mezclas eutécticas con diferentes puntos de
fusión.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITMI010407 | 2001-02-28 | ||
| IT2001MI000407A ITMI20010407A1 (it) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | Apparecchiatura particolarmente per la conservazione di prodotti deperibili ad una temperatura predeterminata |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2239693T3 true ES2239693T3 (es) | 2005-10-01 |
Family
ID=11447051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES02003289T Expired - Lifetime ES2239693T3 (es) | 2001-02-28 | 2002-02-22 | Aparato de conservacion particularmente para productos perecederos a una temperatura preestablecida. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1236960B1 (es) |
| AT (1) | ATE295517T1 (es) |
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