FI102098B - Rakennus tavaran kylmävarastointia varten - Google Patents

Description

102098

RAKENNUS TAVARAN KYLMÄVARASTOINTIA VARTEN

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen l johdanto-osassa määritelty rakennus.

Elintarvikkeiden jakeluketjut tarvitsevat suu-5 ria varastotiloja elintarvikkeiden säilyttämiseen. Varastot pidetään kylminä kalliilla ja runsaasti sähköenergiaa kuluttavilla kylmälaitteilla.

Aiemmissa selvityksissä on osoitettu, että jään kausivarastointiin perustuvilla menetelmillä on mahdol-10 lista säästää huomattavasti kylmävarastoinnissa tarvittavaa sähköenergiaa, ts jäätä voitaisiin käyttää jäähdy-tysenergian kausivarastointiin. Teknisessä mielessä on mahdollista rakentaa kylmävarastointijärjestelmä, joka ei tarvitse juuri lainkaan sähköenergiaa.

15 Entuudestaan tunnetuissa ratkaisuissa on jääh dytystä tarvitseva rakennus ja jäähdytykseen käytettävän jään kausivarastointitila suunniteltu erillisinä osina. Jäähdytykseen käytettävän jään kausivarastointiin tarvittava tila on kuitenkin likimain yhtäsuuri kuin jääh-20 dytettävä varastotila, mikä johtaa suureen rakennustila-vuuteen.

Eräissä muissa jo 1950-luvulla esitetyissä i ratkaisuissa on koko kylmävaraston kantavana rakenteena « « « • jää, mutta tällaisten varastojen rakentaminen ei ole : 25 yleistynyt rakentamisessa vaadittavien erikoistekniikoi- ·*· den vaikeuden ja ylläpidon suurten vaatimusten takia.

Ongelmana entuudestaan tunnetuissa rakennuksis- • · · · .···. sa on, että suuresta rakennustilavuudesta johtuvien • · · investointien ja jäästä rakentamisen teknisten vaikeuk-. . 30 sien takia jään kausivarastointiin perustuva rakennuksen I » * *·]·* jäähdytys ei ole ollut taloudellisesti kilpailukykyinen V ' perinteisten ratkaisujen kanssa.

··· Jäärakentamisen tekniikkaa on esitetty julkai- ’.··*. suissa US 3,289,425, DE 2 337 274, FI 26482 ja FI 86337, 35 jotka kuitenkaan eivät edusta tekniikan tasoa tämän : *’ hakemuksen suhteen.

• · • · · 2 102098 US 3,289,425 koskee menetelmää jään vahvistamiseksi, jotta sitä voidaan käyttää mm. rakennusmateriaalina. Tähän liittyviä julkaisuja on muitakin ja aihetta on laajalti käsitelty esim. teoksessa Ice and Construc-5 tion, L. Makkonen (ed.), Chapman & Hall, 1994, 132 pp.

Käsilläolevan hakemuksen rakennus on tehty muusta materiaalista valmistetuista kylmävaraavaa ainetta sisältäviä säiliöitä sisältävistä rakenne-elementeistä, eikä siis jäätä kantavana materiaalina käyttäen.

10 Julkaisu DE 2337274 koskee myös jään käyttöä rakennusmateriaalina. DE 2337274 kuvaa rakennuksia, jotka pidetään jäätyneinä keinotekoisesti jäähdyttämällä ja mm. ilmaa kierrättämällä rakennuksen uiko- ja sisäpinnalla .

15 Julkaisu FI-86337 koskee rakennusta, joka teh dään vettä ruiskuttamalla kevytrakenteisen tuen avulla. Menetelmän tuloksena on massiivinen itsekantava jäärä-kennus. Julkaisun FI-86337 mukainen rakennus on massiivinen itsekantava jäärakennelma, joka vaatii vuosittai- 20 siä korjaustoimenpiteitä pysyäkseen koossa. Julkaisussa FI-26482 on vastaavanlainen ratkaisu kuin Fl-86337:ssä. Tässäkin kantavana rakenteena on jää. Lämmöneristys ja jäähdytysjärjestely on samankaltainen kuin DE 2337274: ssä.

t 1 25 Julkaisu W0 93/24797 koskee jääsäiliötä eli ns kylmävaraajamodulia, joka on tarkoitettu jäädytettäväksi ·**· pakasteessa. Useiden modulien samanaikaisen jäädyttämi- • · · sen tehostamiseksi useita moduleita voidaan koota yhteen * · * *.· · rakennelmaksi, joka sallii ilmankierron modulien välis- 30 sä. Julkaisu WO 93/24797 ei liity mitenkään kylmävaras-torakennuksiin eikä kuulu tekniikan tasoon käsilläolevan • · :*·*: hakemuksen mukaisella tekniikan alalla.

*. Keksinnön tarkoituksena on poistaa tekniikan • · · *”*· tasoon liittyvät epäkohdat.

*···* 35 Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uudenlainen rakennus, jonka ansiosta jään kausiva- « • * • · • I · 3 102098 rastointiin perustuva kylmävarastointi tulee taloudellisesti kannattavaksi.

Keksinnön mukaiselle rakennukselle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksessa 1.

5 Keksinnön mukaisesti runkorakenne on muodostet tu joukosta yhteenliitettyjä itsekantavia rakenne-elementtejä, joihin kuhunkin kuuluu säiliö kylmävaraa-vaa ainetta varten säiliöiden muodostaessa yhdessä kyl-mävarausainevaraston, ja elementteihin kuuluu liitoseli-10 met rakenne-elementtien liittämiseksi toisiinsa. Näin kylmävarausainevarasto on yhtenä kokonaisuutena rakennuksen kantavan runkorakenteen kanssa.

Keksinnön etuna on, että yhdistettäessä kylmävarausainevarasto rakennuksen runkorakenteeseen voidaan 15 olennaisesti pienentää kylmävarastointiin tarvittavan rakennuksen runkorakenteiden määrää, kokonaistilavuutta ja kustannuksia.

Rakennuksen eräässä sovellutuksessa runkorakenteeseen kuuluu ilmakanavia virtausyhteyden muodostami-20 seksi ulkoilmasta runkorakenteessa olevaan kylmävaraus- ainevarastoon, ja puhaltimia ulkoilman kierrättämiseksi ilmakanavissa.

Rakennuksen eräässä sovellutuksessa rakenne- • · elementit on liitetty toisiinsa päällekkäin ja vierek-25 käin siten, että elementtien väliin jäävät tilat muodos- I t · "l tavat jatkuvan ilmakanavan.

« « · •••j Rakennuksen eräässä sovellutuksessa kylmäva- • · * ···’· rausainevarastossa olevan kylmävarausaineen yhteenlas- #·· : kettu tilavuus on likimain yhtäsuuri kuin varastointiti- 30 lan tilavuus.

: Rakennuksen eräässä sovellutuksessa rakenneele- • « .*·*: menttiin kuuluu itsekantava jäykkä runko ja joustavaa *. ainetta oleva säiliö, joka on järjestetty rungon sisäl- ··· ···· le.

• « I

*···’ 35 Rakennuksen eräässä sovellutuksessa kylmäva- rausaineeseen kuuluu vettä. Veteen voi olla lisätty » · • « 4 102098 jotain sopivaa lisäainetta, jolla veden jäätymispistettä on muutettu.

Rakennuksen eräässä sovellutuksessa rakennukseen kuuluu päällekkäin ja vierekkäin toisiinsa liite-5 tyistä rakenne-elementeistä muodostetut seinäosat sekä päällekkäin ja vierekkäin toisiinsa liitetyistä rakenne-elementeistä muodostettu holvimainen katto-osa, joka on tuettu seinien varaan.

Rakennuksen eräässä sovellutuksessa rakennuk-10 seen kuuluu lämpöeristetty ulkoverhoilu, kuten ulkoseinät ja vesikatto. Edelleen rakennukseen voi kuulua myös lämpöeristetty sisäverhoilu, jolloin varastointitilan jäähdytys tapahtuu runkorakenteen sisäisistä ilmakanavista varastointitilaan johtavien ilmakanavien avulla.

15 Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskoh taisesti viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa kuva 1 esittää kaaviomaisesti keksinnön mukaisen rakennuksen erästä sovellutusta,· ja kuva 2 esittää kaaviomaisesti kuvan 1 sovellu-20 tukseen kuuluvaa rakenne-elementtiä.

Kuvassa 1 on rakennus tavaran kylmävarastointia varten, johon rakennukseen kuuluu kantava runkorakenne l, joka rajoittaa sisäänsä varastointitilan 2, ja kylmä- • · varausainevarasto 3, jossa on kylmävaraavaa ainetta.

\ 25 Kylmävarausainevarasto 3 on integroitu yhdeksi kokonai- suudeksi rakennuksen kantavan runkorakenteen l kanssa.

• i » ···· Runkorakenne 1 on muodostettu joukosta yhteenliitettyjä • · * itsekantavia rakenne-elementtejä 6, joihin kuhunkin » ·· · kuuluu säiliö 7 kylmävaraavaa ainetta varten. Rakenne- 30 elementteihin kuuluu liitoselimet 8 rakenne-elementtien liittämiseksi toisiinsa. Rakenne-elementit 6 on liitetty • · toisiinsa päällekkäin ja vierekkäin siten, että niistä \ muodostuu jäykkä kantava runkorakenne ja rakenne- ··» ··♦· elementtien väliin jäävät tilat muodostavat jatkuvia « · · 3 5 ilmakanavia 4. Ilmakanavat 4 muodostavat virtausyhteyden ulkoilmasta runkorakenteessa 1 olevaan kylmävarausaine- .···. varastoon 3. Ulkoilma saatetaan virtaamaan ilmakanavissa # « Λ » » 5 102098 4 puhaltimilla 5. Kylmävarausainevarastossa 3 eli rakenne-elementtien 6 säiliöissä 7 olevan kylmävarausaineen yhteenlaskettu tilavuus on likimain yhtäsuuri kuin varastointitilan 2 tilavuus.

5 Kuvan 1 rakennuksessa on päällekkäin ja vierek käin toisiinsa liitetyistä rakenne-elementeistä muodostetut seinäosat 10 sekä päällekkäin ja vierekkäin toisiinsa liitetyistä rakenne-elementeistä muodostettu holvimainen katto-osa 11 joka on tuettu seinien varaan.

10 Rakennus on lisäksi verhoiltu lämpöeristein varustetuilla ulkoseinillä 12 ja vesikatolla 13.

Kuten kuvasta 2 ilmenee, rakenne-elementtiin 6 kuuluu kantava runko 9 ja joustavaa ainetta oleva säiliö 7, joka on järjestetty rungon sisälle. Kylmävarausai-15 neen, kuten veden, jäätyessään laajentuessa säiliön 7 joustava seinämä mukautuu tähän tilavuusmuutokseen. Kylmävarausaine on edullisesti vettä, johon on lisäksi voitu sekoittaa lisäainetta, jolla veden jäätymispistettä on muutettu. Näitä käytetään talvella varaston lataa-20 miseen ja varastointikautena varaston lämpötilan säätelyyn.

Rakennuksen toiminta perustuu jään ja veden välisiin faasimuutoksiin. Talvikautena kylmäenergia « · varastoidaan jäädyttämällä säiliöissä 7 oleva neste.

.·. 25 Tämä latausvaihe tehdään puhaltamalla kylmää ulkoilmaa kylmävaraston rungon sisään, jolloin säiliöissä 7 oleva neste jäätyy. Näin muodostuu jään kausivarasto, joka * · · •••j pitää kylmävaraston viileänä seuraavan lämpimän vuosi- ·*♦ · *·* * jakson aikana.

30 Lämpimän jakson aikana säiliöiden jää sulaa • · lii hitaasti. Sulamisen aikana varaston lämpötila pysyy - vakiona, joka on hieman suurempi kuin jään sulamislämpö- tila. Käyttämällä sopivia lisäaineita jäädytettävässä ·;;; nesteessä ja säätelemällä ilmanvaihtoa rakennuksen run- 35 gossa voidaan varastotilan lämpötilaksi valita haluttu arvo väliltä -2°C - +10°C.

6 102098

Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitettyjä sovellutusesimerkkejä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

• · • · · • · · • · « · · I I · t I 1 • · · · • · · • · · · • · · • · · • · • · · « · · • · • · · ♦ · · ♦ · · • 1 · • « · « • · · • · • · • · · · » ·

Claims (10)

102098

1. Rakennus tavaran kylmävarastointia varten, johon rakennukseen kuuluu kantava runkorakenne (1) , joka rajoittaa sisäänsä varastointitilan (2), ja kylmä- 5 varausainevarasto (3) , jossa on kylmävaraavaa ainetta, tunnettu siitä, että runkorakenne (1) on muodostettu joukosta yhteenliitettyjä itsekantavia rakenne-elementtejä (6), joihin kuhunkin kuuluu säiliö (7) kylmävaraavaa ainetta varten säiliöiden muodostaessa 10 yhdessä kylmävarausainevaraston (3), ja että elementteihin kuuluu liitoselimet (8) rakenne-elementtien liittämiseksi toisiinsa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rakennus, tunnettu siitä, että runkorakenteeseen (1) kuu- 15 luu ilmakanavia (4) virtausyhteyden muodostamiseksi ulkoilmasta runkorakenteessa olevaan kylmävarausaineva-rastoon (3) , ja puhaltimia (5) ulkoilman kierrättämiseksi ilmakanavissa.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen rakennus, 20 tunnettu siitä, että rakenne-element it (6) on I · liitetty toisiinsa päällekkäin ja vierekkäin siten, « · ] ! että elementtien väliin jäävät tilat muodostavat jatku- van ilmakanavan (5) . « t

· ··; 4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen « « < 25 rakennus, tunnettu siitä, että kylmävarausaine- V · varastossa (3) olevan kylmävarausaineen yhteenlaskettu tilavuus on likimain yhtäsuuri kuin varastointitilan :V: (2) tilavuus. • · •*j*:

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen 30 rakennus, tunnettu siitä, että rakenne- • · elementtiin (6) kuuluu itsekantava jäykkä runko (9) ja *...* joustavaa ainetta oleva säiliö (7) , joka on järjestetty rungon sisälle.

.·*·. 6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen • · 35 rakennus, tunnettu siitä, että kylmävarausainee- seen kuuluu vettä. 102098

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen rakennus, tunnettu siitä, että kylmävarausainee-seen kuuluu vettä ja sopivaa lisäainetta, jolla veden jäätymispistettä on muutettu.

8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen rakennus, tunnettu siitä, että rakennukseen kuuluu päällekkäin ja vierekkäin toisiinsa liitetyistä rakenne-elementeistä muodostetut seinäosat (10) sekä päällekkäin ja vierekkäin toisiinsa liitetyistä raken-10 ne-elementeistä muodostettu holvimainen katto-osa (11) joka on tuettu seinien varaan.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukainen rakennus, tunnettu siitä, että rakennukseen kuuluu lämpöeristetty ulkoverhoilu, kuten ulkoseinät (12) 15 ja vesikatto (13)

10. Jonkin patenttivaatimuksista 1-9 mukainen rakennus, tunnettu siitä, että rakennukseen kuuluu lämpöeristetty sisäverhoilu, johon on järjestetty aukkoja ilman johtamiseksi varastointitilaan (2) . . 20 runkorakenteen (1) sisäisistä ilmakanavista (4). « « « • I I « I I 4 « « < « 4 4 « 4 t « 4 · 4 4 4 I 4 4 4 I « · 4 I 4 I I 4 • 4 4 4 4 4 4 «44 4 4 4 • • 4 4 4 4 • · · • 4 • · · • · · • · · • 4 4 4 • 4 • · · • • 44 4 4 4 4 4 4 · • 4 4 4 4 4 4 4 4 «44 • 4 • 4 • 4 4 102098