NL1003915C2 - Koelinrichting. - Google Patents

Description

Koelinrichting

De uitvinding heeft betrekking op een autonoom werkzame koelinrichting voor het gedurende een bepaalde tijd koelen van een opslagruimte, welke koelinrichting een houder voor een koelmedium en een aantal leidingen 5 omvat.

Dergelijke koelinrichtingen zijn bekend en worden in het bijzonder aangewend voor het koelen van ingevroren levensmiddelen bij het transport en de distributie ervan. Deze bekende koelinrichting omvat een houder 10 voor een koelmedium bijvoorbeeld vloeibare stikstof of koolzuur in de vaste toestand. Door verdamping van het koelmedium wordt er warmte uitgewisseld en wordt de opslagruimte gekoeld.

Deze bekende inrichtingen kennen talrijke 15 nadelen. De belangrijkste hiervan hebben betrekking op het onregelmatige koelpatroon dat een dergelijke bekende inrichting veroorzaakt. Doordat de verdamping afneemt in de tijd en door het ontbreken van een aangepaste circulatie van de in de opslagruimte aanwezige omgevingslucht 20 worden er aanzienlijke temperatuursverschillen in deze opslagruimte waargenomen. De temperatuur in de opslagruimte neemt in-tijd en van de bodem naar het plafond toe.

Nieuwe EEG-richtlijnen met betrekking tot de 25 opslag en het transport van ingevroren levensmiddelen, schrijven een temperatuur van -18°C voor gedurende het hele proces van transport en opslag. Deze bekende koel-inrichtingen kunnen een dergelijke stabiele koeltempera-tuur niet verzekeren.

30 De uitvinding beoogt de bovengenoemde bezwaren op te heffen en verschaft daartoe een autonoom werkzame koelinrichting gekenmerkt doordat een dergelijke koelinrichting voorzien is van middelen voor het door de verdamping van de koelmedium veroorzaakte drukverhoging doen 35 circuleren van de in de opslagruimte aanwezige lucht. Doordat er een circulatie ontstaat, verkrijgt men een 2 goede vermenging van omgevingslucht en verdampt koelmedium en aldus een homogene temperatuur in de opslagruimte.

Bij voorkeur omvatten de middelen voor het doen circuleren van de omgevingslucht een leiding gekoppeld 5 met een venturi voor het veroorzaken van een aanzuiging van de omgevingslucht. Door de versnelling van het verdampte koelmedium door een vernauwing - de venturi -wordt via een leiding, bijvoorbeeld via een T-verbinding omgevingslucht aangezogen.

10 Ter bescherming van de venturi tegen bevriezing wordt tussen de leiding voor de omgevingslucht en de venturi een element voorzien. Dit element heeft een aangepaste inhoudsmaat. Het in de omgevingslucht aanwezige vocht wordt door koeling van het verdampte koelmedium 15 vast gevroren.

Het koelmedium vervult aldus drie functies: - koeling van de opslagruimte door warmteoverdracht door het verdampte en/of vloeibare koelmedium; - het vocht uit de aangezogen lucht vastvriezen 20 in een element met een aangepast volume, de vochtvangern genoemd; en - het circuleren van de omgevingslucht door de aanzuiging veroorzaakt door versnelling van het verdampte koelmedium via de venturi.

25 Bij bekende' koelinrichtingen vervult het verdampte koelmedium uitsluitend de eerste functie.

Door temperatuurmeting is het bovendien mogelijk via drukregulerende elementen en leidingen een extra rechtstreekse instroom van verdampt koelmedium te veroor-30 zaken. Aldus verkrijgt men een thermisch gestuurde koeling. Hierdoor verkrijgt de koelinrichting een thermostatisch koelvermogen en zal onafhankelijk van de heersende buitentemperatuur de temperatuur in de opslagruimte konstant blijven. Bovendien ontstaat er bij de inbreng 35 van deze extra stroom verdampt koelmedium een betere vermenging met de aangezogen, gekoelde omgevingslucht die terug in de opslagruimte komt.

1003915 3

Voorkeursinrichtingen volgens de uitvinding worden verder beschreven in de volgconclusies.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een opslagruimte voorzien op een vaste of mobiele wijze van 5 een koelinrichting volgens de uitvinding, welke opslagruimte is ingericht voor transport van levensmiddelen in een ingevroren toestand.

De uitvinding heeft tenslotte eveneens betrekking op een autonoom koelprocedé. De voorkeursuitvoe-10 ringsvorm van dit koelprocedé kent vier functies toe aan het verdampte koelmedium. Deze vier functies zijn: - het koelen van de opslagruimte; - hét veroorzaken van een circulatie van de in de opslagruimte aanwezige omgevingslucht; 15 - het veroorzaken van een vastvriezing van het vocht aanwezig in de gecirculeerde omgevingslucht; en - het door temperatuur- en druksensoren veroorzaken van een thermisch gestuurde koeling.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de 20 hand van de hiernavolgende figuurbeschrijving van een aantal voorkeursuitvoeringsvoorbeelden van de koelinrichting volgens de uitvinding. Hierin toont: figuur 1 een vooraanzicht in doorsnede van een voorkeursuitvoeringsvorm van een koelinrichting volgens 25 de onderhavige üitvinding; figuur 2 dezelfde voorkeursuitvoeringsvorm als figuur 1 in een zijdelings aanzicht; figuur 3 een schematisch stroomdiagram van de omgevingslucht en het verdampte koelmedium in een koelin-30 richting volgens de uitvinding.

figuur 4 een schematisch stroomdiagram gelijkaardig aan figuur 3 waarbij een extra stroom verdampt koelmedium een thermostatische werking veroorzaakt.

figuur 5 een schematisch doorsnede-aanzicht 35 waarbij de werking van de vochtvanger en de venturi in een T-verbindingsstuk is weergegeven.

Figuur 1 toont de koelinrichting 1 welke een houder 2 voor een koelmedium 3 omvat verbonden met een 1003915 4 aantal leidingen. De houder 2 wordt met een koelmedium gevuld via een vulbuis 4. Daar de wand 5 van de houder 2 voor het grootste deel geïsoleerd is door een vacuüm mantel 6 werkt de onderkant 7 van de houder 2 als een 5 warmtewisselaar. Deze onderkant 7 van de houder 2 is niet geïsoleerd waardoor via dit temperatuursverschil een verdamping van het koelmedium wordt veroorzaakt waardoor er een druk wordt opgebouwd. Deze overdruk ontstaat door verdamping van de vloeibare stikstof 8. Daar de houder 2 10 voor de vloeibare stikstof 8 niet is afgesloten stroomt er stikstof in de gasfase door de overdruk uit de houder 2 in een element met een aangepaste inhoudsmaat, verder een vochtvangér 10 genoemd, waarna dit gas door een warmtewisselaar en door een venturiverbinding stroomt.

15 Dit resulteert in een stroomversnelling waardoor er een onderdruk in het T-verbindingsstuk ontstaat wat een aanzuiging veroorzaakt door de leiding 12 van omgevingslucht die wordt aangezogen aan de onderkant 7 van de houder 2.

20 Door de vochtvangér 10 wordt de venturi 13 beschermd tegen bevriezing. In deze vochtvangér verzamelt zich de aangezogen omgevingslucht en wordt het vocht dat in de omgevingslucht aanwezig is door het verdampte koelmedium vastgevroren. De vochtvangér kan worden be-25 schouwd als een warmtewisselaar waardoor vocht in de omgevingslucht hierin tijdelijk wordt vastgevroren waardoor de werking van de venturi niet wordt belemmerd.

De belangrijkste functie van het verdampte koelmedium 3 (hier stikstofgas 8) is het koelen van de 30 opslagruimte 9 doordat de aangezogen luchtstroom samen met het via de venturi 13 versnelde stikstofgas in de opslagruimte 9 wordt gestuwd.

Het stikstofgas 8 wordt na warmte-uitwisseling in de vochtvangér 10 via een zich in de opslagruimte uit-35 strekkende warmtewisselaar 14 gedwongen als een warmte-uitwisseling: enerzijds koeling van de opslagruimte en anderzijds verwarming van het stikstofgas.

' 0 ff 3 3 15 5

Een andere warmte-uitwisselaar 15 is aan de onderkant verbonden met de houder en zorgt voor een bijkomende koeling, indien dit bijvoorbeeld in warmere periodes noodzakelijk wordt.

5 De inrichting volgens de uitvinding heeft onafhankelijk van het niveau van het koelmedium in de houder 2 eenzelfde koelvermogen door een aanpassing van drukregulerende elementen.

Doordat de venturi 13 een aanzuiging van de 10 omgevingslucht veroorzaakt, wordt zolang er verdamping plaatsvindt een circulatie veroorzaakt waardoor in de opslagruimte een homogene temperatuur heerst.

Figuur 2 toont een zijdelings doorsnede-aanzicht van de in figuur 1 weergegeven voorkeursuitvoe-15 ringsvorm van de koelinrichting. Hierin zijn de bovenste 14 en de onderste warmtewisselaars 15 welke laatste een bijkomende warmtewisselaar is duidelijk weergegeven. De bovenste strekt zich uit aan het plafond van de opslagruimte 9. Een koeling wordt in de warmtewisselaars ver* 20 kregen door de overdracht van warmte via de verdampte stikstof. Door een sonde 26 kan het niveau in de houder 2 worden bepaald.

Figuur 3 toont een schematisch stroomdiagram van de voorkeursuitvoeringsvorm in figuur 1 en 2. Er zijn 25 twee soorten stromen namelijk deze van het verdampte koelmedium 16 (volledig zwarte driehoek) en van de omgevingslucht 17 (driehoek voorzien van O). Het in de houder 2 aanwezige vloeibare stikstof 3 verdampt en zorgt via de eerste warmtewisselaar 18 voor een koeling van de opslag-30 ruimte en tevens voor een aanzuiging van omgevingslucht. Door een venturi 13 wordt er omgevingslucht aangezogen waardoor er een circulatie in de opslagruimte ontstaat, welke omgevingslucht zich vermengt met het door de eerste warmtewisselaar doorlopen verdampte koelmedium, welk 35 mengsel terug aan de omgeving wordt afgegeven, wat een tweede warmtewisselaar 19 vormt. Aan de onderkant van de houder 2 is een derde warmtewisselaar 20 voorzien.

Figuur 4 toont een gelijkaardig stroomdiagram als figuur 1003915 6 3. In deze uitvoeringsvorm is een ander drukregulerend systeem aangebracht waarbij drukregulerende elementen 21 en een afsluiter 22 in serie of parallel worden geschakeld. Via andere drukregulerende elementen 24 en tempera-5 tuurmeting 23 wordt via leiding 25 een extra stroom vloeibare stikstof aan de opslagruimte gebracht. Aldus veroorzaakt men een thermisch gecontroleerde koeling van de opslagruimte. De extra stroom kan een extra vermenging met de uitgangsstroom - omgevingslucht - verdampt koelme-10 dium veroorzaken.

Figuur 5 toont een schematisch aanzicht van het principe vochtvanger en venturi volgens de uitvinding. De vochtvanger 27 bestaat uit een leiding 30 voor de omgevingslucht waarbij in de vochtvanger 27 door de aanwezig-15 heid - in gelijk - en/of tegenstroom van verdampt koelmedium een lage temperatuur Tv heerst, waardoor het vocht aanwezig in de omgevingslucht wordt vastgevroren aan de wand van de leiding 30. Aldus ontstaat er een ijsvorming 29 op deze wand 30. De stroom verdampt koelmedium wordt 20 daarna via warmtewisselaars geleid naar de ingang van de venturi 28. De temperatuur Tw is de temperatuur van het koelmedium na warmte-uitwisseling met de opslagruimte en is bij voorkeur lager dan de temperatuur Tt van de omgevingslucht uit de vochtvanger om alle vriesverschijnselen 25 uit te sluiten in de venturi. Door de vernauwing wordt omgevingslucht aangezogen en treedt er een vermenging op van het verdampte koelmedium en aangezogen omgevingslucht welke in punt 31 aan de opslagruimte worden vrijgegeven.

Een dergelijke koelinrichting volgens uitvin-30 ding wordt bij voorkeur gebruikt in een opslagruimte, bijvoorbeeld in een container of in de laadbak van een vrachtwagen voor het transport en de distributie van levensmiddelen. Door een berekening met de logistieke gegevens zoals transporttijd en omgevingstemperatuur en 35 het volume van de opslagruimte kan men het niveau van het koelmedium in de houder aanpassen. Dit niveau wordt bijvoorbeeld door middel van een niveaubepalend sonde afgelezen. Hierdoor verkrijgt men een regelmatige koeling 1003915 7 in de tijd en in de opslagruimte welke voldoet aan alle Europese normen inzake het transport van gekoelde en ingevroren levensmiddelen.

1003915

Claims (21)

1. Autonoom werkzame koelinrichting voor het gedurende een bepaalde tijd koelen van een opslagruimte, welke koelinrichting een houder voor een koelmedium en een aantal leidingen omvat, met het kenmerk, dat de 5 koelinrichting is voorzien van middelen voor het door de verdamping van het koelmedium veroorzaakte drukverhoging doen circuleren van de in de opslagruimte aanwezige lucht.

2. Koelinrichting volgens conclusie 1, met het 10 kenmerk, dat de middelen voor het doen circuleren van de omgevingslucht een leiding gekoppeld met een venturi omvatten voor het veroorzaken van een aanzuiging van de omgevingslucht.

3. Koelinrichting volgens conclusie 2, met het 15 kenmerk, dat de koelinrichting tussen de leiding en de venturi een element omvat met een aangepast volume ter bescherming van de venturi tegen bevriezing doordat het in de omgevingslucht aanwezige vocht in dit element wordt vastgevroren.

4. Koelinrichting volgens één van de conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de inrichting voorzien is voor een gedoseerd aanvoeren naar de opslagruimte van koelmedium, waarbij de inrichting is ingericht voor het uitvoeren van een dosering, afhankelijk van de in de opslag-25 ruimte heersende temperatuur.

5. Koelinrichting volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat de houder aan zijn onderste einde met een andere warmte-uitwisselaar is verbonden.

6. Koelinrichting volgens één van de voorgaande 30 conclusies, met het kenmerk, dat de houder voor een deel geïsoleerd is.

7. Koelinrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de houder is ingericht voor het bevatten van een koelmedium in zijn vloeibare toestand. 1003915

8. Koelinrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de houder is ingericht voor het bevatten van vloeibare stikstof of vloeibaar koolzuur.

9. Koelinrichting volgens één van de voorgaande 5 conclusies 1-8, met het kenmerk, dat de inrichting voorzien is van drukregulerende middelen.

10. Koelinrichting volgens één van de conclusies 1-9, met het kenmerk, dat de inrichting voorzien is van temperatuursensoren.

11. Koelinrichting volgens één van de voorgaan de conclusies, met het kenmerk, dat de inrichting een niveaubepalend element omvat voor het aanduiden van het niveau van het: koelmedium in de houder.

12. Koelinrichting volgens één van de conclu- 15 sies 1-11, met het kenmerk, dat de inrichting als een zelfstandige eenheid is ingericht.

13. Koelinrichting volgens één van de conclusies 1-12, met het kenmerk, dat de koelinrichting voorzien is van middelen, bijvoorbeeld wielen onderaan de 20 koelinrichting, voor het eenvoudig verplaatsen van de koelinrichting van de ene opslagruimte naar de andere.

14. Koelingrichting volgens één van de conclusies 1-13, voorzien van een externe aandrijfbron voor het aandrijven van onderdelen van de koelinrichting, bijvoor- 25 beeld voor ‘de aandrijving van een beveiligingselement.

15. Opslagruimte voorzien van een koelinrichting volgens de conclusies 1-14.

16. Opslagruimte volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat de opslagruimte is ingericht voor transport.

17. Opslagruimte volgens conclusie 15 of 16, met het kenmerk, dat de opslagruimte is ingericht voor het transport van levensmiddelen in een ingevroren toestand gedurende tenminste de duur van het transport.

18. Autonoom werkzaam koelprocedé voor het 35 koelen van een opslagruimte waarbij door verdamping van een koelmedium: - de opslagruimte wordt gekoeld; en waarbij 1003915 - een circulatie van de in de opslagruimte aanwezige omgevingslucht wordt veroorzaakt.

19. Koelprocedé volgens conclusie 18, waarbij het vastvriezen van het aanwezige vocht in de circuleren- 5 de omgevingslucht wordt veroorzaakt door het verdampte koelmedium.

20. Koelprocedé volgens conclusie 18 of 19, waarbij door verdamping van het koelmedium en via druk-en temperatuursensoren een thermisch gecontroleerde 10 koeling wordt veroorzaakt.

21. Koelprocedé volgens conclusie 18-20 uitgevoerd in een inrichting volgens van 1-14. f 1003915