NL1018130C2

NL1018130C2 - Koelinrichting voor melk.

Info

Publication number: NL1018130C2
Application number: NL1018130A
Authority: NL
Inventors: Sietse Ing Spriensma
Original assignee: Meko Holland B V
Priority date: 2001-05-22
Filing date: 2001-05-22
Publication date: 2002-11-25
Also published as: DK1260777T3; ATE329215T1; DE60212000D1; EP1260777B1; EP1260777A1; DE60212000T2

Description

Koelinrichting voor meik

De uitvinding heeft betrekking op een koelinrichting voor melk, omvattende een melktank voorzien van een met de 5 melktank onverbrekelijk verbonden verdamper, een temperatuurmeter en een roerwerk; een koelmachine voorzien van een compressor, een met de compressor verbonden condensor, een met de condensor verbonden voorraadvat voor gecondenseerd koelmiddel en een klep, via welke 10 gecondenseerd koelmiddel naar de verdamper kan stromen; en een regelcircuit voor het bedienen van de compressor, de klep en het roerwerk.

Koelinrichtingen van dit type worden veelvuldig toegepast 15 voor het koelen van melk die twee keer per dag binnen een kort tijdsbestek wordt aangevoerd als alle koeien nagenoeg gelijktijdig worden gemolken. De zo opgeslagen en gekoelde melk wordt dan bijvoorbeeld eens per drie dagen opgehaald voor verwerking in een zuivelbedrijf. De koelcapaciteit van 20 de bekende koelinrichtingen is zodanig bepaald dat de bij een melkmaal aangevoerde melk binnen een voorgeschreven tijd, bijvoorbeeld binnen drie uur, kan worden gekoeld tot een voorgeschreven temperatuur, bijvoorbeeld vier graden Celsius. Een bepaalde koelcapaciteit vereist een compressor 25 van een bepaalde capaciteit en een verdamper met een daarmee samenhangend oppervlak. De verdamper is doorgaans een zogenaamde directe verdamper die volledig is geïntegreerd met de melktank en die een groot deel van de onderzijde van de melktank bedekt.

30

Een nieuwe situatie ontstaat als de melkveehouder overschakelt op een melkrobot, die koeien automatisch op door de koeien te bepalen momenten melkt. De melk die oorspronkelijk twee keer per dag in grote melkmalen van 35 circa 15% van de tankinhoud de tank binnen stroomde komt nu j : o ^ ^ 2 in kleine porties verdeeld binnen. Dit betekent dat de koelcapaciteit kan en moet afnemen, dus dat met een kleinere compressor en een kleinere verdamper kan worden volstaan. Omdat de verdamper feitelijk één geheel vormt met 5 de melktank, is de capaciteit van de verdamper niet aan te passen. Er moet dus worden volstaan met een kleinere compressor. Dit is feitelijk een gunstige situatie omdat van de nu plotseling overmaatse verdamper bekend is dat hij een hoog rendement kan realiseren, omdat hij bij een 10 relatief hoge temperatuur kan worden bedreven en dan toch voldoende koeling levert. Het energieverbruik van de koelinrichting kan daardoor beduidend afnemen.

Een probleem bij de nieuwe situatie kan ontstaan als de 15 melktank is geledigd en er vervolgens een zó kleine hoeveelheid melk wordt aangevoerd dat maar een klein deel van de bodem van de melktank is bedekt en het roerwerk de melk nog niet kan bereiken. Zelfs met de kleinere compressor kan dan de temperatuur van de melk dalen tot 20 onder het vriespunt, waardoor de melk op de bodem aanvriest. Deze situatie geldt als ongewenst; verondersteld wordt dat daarbij de kwaliteit van de melk afneemt.

De uitvinding komt aan dit bezwaar tegemoet en heeft als 25 kenmerk, dat het regelcircuit is ingericht voor het stoppen van de compressor als de temperatuur van de verdamper lager is dan een vooraf bepaalde waarde. Als de compressor stopt, zal er vrijwel geen vloeibaar koelmiddel meer verdampen in de verdamper en zal dus niet verder worden gekoeld. Op deze 30 wijze wordt voorkomen dat de temperatuur van de verdamper nog lager wordt.

Een gunstige uitvoeringsvorm volgens een verder aspect van de uitvinding heeft als kenmerk, dat het regelcircuit is 35 ingericht voor het bij het stoppen van de compressor openen j y c b ^ v- ' 3 of open houden van de klep. Dit heeft tot gevolg dat een lichte nakoeling optreedt bij een relatief hoge verdampingstemperatuur. Ook als de compressor vervolgens weer start blijft deze relatief hoge verdampingstemperatuur 5 gedurende enige tijd gehandhaafd.

Het aanbrengen van een nauwkeurige temperatuurmeter op de bodem van de melktank is niet eenvoudig. Bovendien kent een zo aangebrachte temperatuurmeting een relatief grote dode 10 tijd, waardoor het aanvriezen van melk toch incidenteel zou kunnen voorkomen. Een gunstige uitvoeringsvorm van de inventieve koelinstallatie heeft als kenmerk, dat de temperatuurmeter een drukschakelaar omvat, aangesloten op een uitgang van de verdamper. Daarbij wordt gebruik gemaakt 15 van het feit dat een verzadigde druk van het koelmiddel aan de uitgang van de verdamper nagenoeg evenredig is met de koelgastemperatuur.

Een verdere gunstige uitvoeringsvorm van de inventieve 20 koelinstallatie heeft als kenmerk, dat de drukschakelaar zodanig is ingesteld dat de compressor wordt uitgeschakeld als de temperatuur van de verdamper lager is dan een voor een kombinatie van een gegeven melktank met een gegeven verdamper bepaalde temperatuur, bijvoorbeeld als de 25 temperatuur van de verdamper lager is dan minus vier graden celsius. Voor deze temperatuur is voor een gegeven melktank proefondervindelijk bepaald dat zelfs zeer kleine hoeveelheden melk in de tank dan niet zal bevriezen, terwijl de koelcapaciteit ook voor een relatief groot 30 melkaanbod ruim voldoende is.

Een gunstige uitvoeringsvorm volgens een verder aspect van de uitvinding die het onnodig in- en weer uitschakelen van de compressor voorkomt heeft als kenmerk, dat het 35 regelcircuit is voorzien van een tijdschakelaar, voor het . . '· .v- t ___ l ^ L ' 4 na een vooraf bepaalde tijd weer inschakelen van de compressor, mits de temperatuur van de verdamper hoger is dan een vooraf bepaalde waarde.

5 Bij een koelinrichting van het hier beschreven type wordt de compressor gesmeerd door olie die bij het koelmiddel gemengd is. Doordat er bij de inventieve koelinrichting betrekkelijk weinig koelmiddel aanwezig is kan het voorkomen dat de compressor vrijwel zonder koelmiddel 10 draait, waardoor de compressor onvoldoende smering zou kunnen krijgen, wat tot overmatige slijtage zou kunnen leiden» Een gunstige uitvoeringsvorm van de inventieve koelinrichting heeft daarom als kenmerk, dat tussen de compressor en de condensor separatiemiddelen zijn geplaatst 15 voor het separeren van olie en koelmiddel en dat de separatiemiddelen zijn voorzien van een olie terugvoer-leiding, voor het naar de compressor terugvoeren van olie.

De uitvinding zal nu nader uiteen worden gezet aan de hand 20 van de volgende figuren, waarbij:

Fig. 1 een mogelijke uitvoeringsvorm van een melktank voorzien van een directe verdamper weergeeft;

Fig. 2 in de vorm van een blokschema een koelinrichting 25 volgens de uitvinding weergeeft.

Fig. 1 geeft een mogelijke uitvoeringsvorm van een melktank voorzien van een directe verdamper weer. Melktank 1 is dubbelwandig uitgevoerd in de vorm van een binnentank en 30 een buitentank, waar tussen zich een gearceerd aangegeven isolatielaag 2 bevindt. Tussen de binnentank en de isolatielaag is een verdamper 3 opgenomen die onder langs de binnentank verloopt en daar volledig mee geïntegreerd is. Melktank 1 is feitelijk ontwikkeld om te worden 35 toegepast in een klassieke situatie, waarbij het vee twee 5 maal daags wordt gemolken, en waarbij dan ongeveer 15% van de inhoud van de tank aan melk wordt toegevoegd. Die melk moet snel op een temperatuur van vier graden celsius worden gebracht. Daartoe is voorzien in een koelmachine 4, waarin 5 een compressor 5, een condensor 6 een voorraadvat 7 voor gecondenseerd koelmiddel en een klep 8 is opgenomen. Verder is voorzien in een regelcircuit 9, waarop een temperatuurmeter is 10 aangesloten die de temperatuur van melk in melktank 1 meet. Is de door temperatuurmeter 10 gemeten 10 temperatuur hoger dan vier graden celsius, dan schakelt regelcircuit 9 compressor 5 in en opent klep 8. Bovendien schakelt regelcircuit 9 een motor 11 in, waaraan een roerder 12 is gekoppeld die de melk in melktank 1 roert, om zo een stroming langs verdamper 3 te bewerkstelligen, een 15 en ander zoals bekend in het vakgebied. Regelcircuit 9 opent klep 8, via welke gecondenseerd koelmiddel naar verdamper 3 kan stromen. Is na enige tijd de melk afgekoeld tot beneden vier graden celsius, dan wordt klep 8 gesloten en compressor 5 uitgeschakeld. Voor het regelen van de 20 temperatuur van de verdamper is verder nog voorzien in een hier niet weergegeven, in het vakgebied bekende expansieklep, gecombineerd met een op de verdamper bevestigde sensor, waarmee de temperatuur van de verdamper op een voor de gecombineerde verdamper/melktank geschikte 25 waarde wordt gehouden. Deze temperatuur wordt betrekkelijk laag gekozen, omdat een melkmaal binnen een voorgeschreven tijd op een temperatuur van vier graden celsius moet worden gebracht.

30 Een nieuwe situatie doet zich voor als dieren individueel worden gemolken, bij voorbeeld door een melkrobot. Omdat melktank 1 periodiek wordt geleegd, kan dan een situatie ontstaan waarbij melk maar een zeer klein deel van de bodem van melktank 1 en verdamper 3 bedekt. Compressor 5 en motor 35 11 worden ingeschakeld en verdamper 3 koelt snel af tot de ü ^ 6 door de sensor en de expansieklep bepaalde, relatief lage temperatuur. Doordat roerder 12 de kleine hoeveelheid melk niet bereikt wordt de melk niet geroerd en kan niet worden voorkomen dat de melk aanvriest op de bodem van melktank 1.

5 Om dit probleem op te lossen is het voor de hand liggend een kleinere koelmachine 4 aan te sluiten, maar dit verandert in wezen de situatie niet. Daarom wordt volgens de uitvinding een drukmeter 13 op de uitgang van verdamper 3 aangesloten om de temperatuur van verdamper 3 te bepalen 10 en wordt regelcircuit 9 aangepast.

Fig. 2 geeft in de vorm van een blokschema een koelin-richting volgens de uitvinding weer. De koelinrichting omvat weer een verdamper 3, een compressor 5, een condensor 15 6, een voorraadvat 7, een klep 8, en een regelcircuit 9. Om in de hiervoor geschetste situatie te voorkomen dat melk aanvriest, is drukmeter 13 toegevoegd, die de druk meet van het dampvormige koelmiddel dat verdamper 3 verlaat. Zoals op zich bekend is in het vakgebied, is deze druk een 20 directe maat voor de temperatuur van verdamper 3. Drukmeter 13 is aangesloten op regelcircuit 9, dat zó is aangepast dat bij een verdampertemperatuur van bijvoorbeeld min vier graden celsius compressor 5 wordt gestopt, waardoor het koelmiddel in verdamper 3 niet verder verdampt en er dus 25 ook geen verdere koeling meer plaats vindt. Klep 8 kan open blijven, waardoor vrijwel al het gecondenseerde koelmiddel naar verdamper 3 stroomt. Regelcircuit 9 bevat verder een tijdschakelaar 14, die na enkele minuten compressor 5 weer inschakelt, mits de verdampertemperatuur hoger is dan 30 bijvoorbeeld min twee graden celsius. Bij een op deze wijze gestuurde koelinrichting heeft de verdamper een temperatuur die vrijwel steeds hoger is dan min vier graden celsius, wat voldoende is om de min of meer continu binnenkomende melk te koelen, terwijl het rendement van de koelmachine 35 maximaal is. Bij deze wijze van regelen regelt de bestaande

'J

7 sensor de expansieklep voortdurend open, die daardoor geen rol meer speelt.

De inventieve wijze van sturen brengt met zich mee dat de 5 oliehuishouding niet steeds gegarandeerd is. Omdat de smering van compressor 5 plaats vindt via aan het koel-middel toegevoegde olie, zou compressor 5 door oliegebrek overmatig kunnen slijten. Om die reden is een in het vakgebied op zich bekende olieseparator 15 achter 10 compressor 5 geplaatst, die afgescheiden olie via een retourleiding 16 naar compressor 5 terugvoert.

_ i b} ;.· 5 :

Claims

1. Koelinrichting voor melk, omvattende een melktank voorzien van een met de melktank onverbrekelijk verbonden 5 verdamper, een temperatuurmeter en een roerwerk; een koelmachine voorzien van een compressor, een met de compressor verbonden condensor, een met de condensor verbonden voorraadvat voor gecondenseerd koelmiddel en een klep, via welke gecondenseerd koelmiddel naar de verdamper 10 kan stromen; en een regelcircuit voor het bedienen van de compressor, de klep en het roerwerk, met het kenmerk, dat het regelcircuit is ingericht voor het stoppen van de compressor als de temperatuur van de verdamper lager is dan een vooraf bepaalde waarde. 15

2. Koelinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het regelcircuit is ingericht voor het bij het stoppen van de compressor openen of open houden van de klep.

3. Koelinrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de temperatuurmeter een drukschakelaar omvat, aangesloten op een uitgang van de verdamper.

4. Koelinrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, 25 dat de drukschakelaar zodanig is ingesteld dat de compressor wordt uitgeschakeld als de temperatuur van de verdamper lager is dan een voor kombinatie van een gegeven melktank met een gegeven verdamper bepaalde temperatuur.

5. Koelinrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de drukschakelaar zodanig is ingesteld dat de compressor wordt uitgeschakeld als de temperatuur van de verdamper lager is dan minus vier graden celsius. Λ ύ 'i- <.· ; '

6. Koelinrichting volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk, dat het regelcircuit is voorzien van een tijdschakelaar, voor het na een vooraf bepaalde tijd weer inschakelen van de compressor, mits de temperatuur van de 5 verdamper hoger is dan een vooraf bepaalde waarde.

7. Koelinrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat tussen de compressor en de condensor separatiemiddelen zijn geplaatst voor het separeren van 10 olie en koelmiddel en dat de separatiemiddelen zijn voorzien van een olie terugvoerleiding, voor het naar de compressor terugvoeren van olie. 10181 3 -)