EP0061697A1 - Kältespeicherelement, Halterungen und Luftregellamellen dafür - Google Patents
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- F25D3/00—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies
- F25D3/005—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies combined with heat exchangers
Definitions
- the invention relates to a cold storage element which contains a eutectic brine set for cold storage to a certain freezing point, in which one or more pipelines carrying a refrigerant for freezing the brine run and which is arranged in the structure of a refrigerated vehicle, and a holder for such cold storage elements and air control slats.
- cold storage elements filled with a brine suitable for cold storage in plate form or in the form of round metal pipes.
- a disadvantage of these known shapes and designs of cold storage elements is that the cold-emitting or heat-absorbing surface of the elements is only limited and, in the case of single-row attachment, corresponds to a maximum of 1.6 times the base area of the vehicle body.
- a further disadvantage is that elements in plate form may only be short to absorb the static pressure when braking or starting the vehicle and that when metal pipes running lengthwise through the body are filled with a gelling cold storage agent, the poorer thermal engineering Has properties.
- the cold storage elements according to the invention should continue to be able to be filled with normal eutectic brine, they should be able to extend over the entire length of the vehicle body and there should also be the possibility of being able to defrost the surface even when loaded.
- This object is achieved in the above-mentioned cold storage element in that it consists of a plastic jacket, which has a rectangular shape and in the middle has a longitudinal web connecting the two side walls and the pipeline of the refrigerant in the form of a hairpin both by the upper and lower formed by the longitudinal web Chamber runs.
- Static pressure exerted when the vehicle brakes and accelerates is advantageously provided with crossbars for further subdivision within the two chambers, which have at least one opening of small size for filling the elements with brine, without short-term mass transport through the bore.
- Simple non-return flaps can advantageously be arranged in the openings, which prevent the brine from shifting during braking.
- a gutter for collecting the defrost water is preferably arranged below each rectangular shell, the opening of which points upwards and the width of which exceeds the width of the shell, with one inside each gutter for faster defrosting of the elements Pipe for passing heating fluid or an electric heating element can be arranged.
- the plastic jacket of the elements is advantageously transparent and thus allows the state of freezing of the brine to be checked and, furthermore, a release agent, such as silicone oil or the like, which delays ice formation and facilitates ice solution, can advantageously be applied to the surface of the jacket.
- a release agent such as silicone oil or the like, which delays ice formation and facilitates ice solution
- the plastic surface can advantageously also have a separating or wax-like surface (PTFE, PE).
- the vehicle body for attaching the cold storage elements advantageously has cross members for holding the elements, which can be arranged at regular intervals from one another and in or below the gap between adjacent elements can be an adjustable or thermostat extending over the element length Controlled slat can be arranged, the width of which corresponds approximately to the gap width and which can be mounted centrally to compensate for the forces acting on it.
- conventional cold storage elements consist of plates or tubes filled with gelled brine.
- a lower chamber 6 for the eutectic brine is formed.
- a tube 4 for the refrigerant runs like a hairpin, which brings the brine to the desired low temperature and freezes it.
- the elements are made of plastic, namely polyethylene and their surface is coated with a release agent, e.g. B. Silicone oil, provided. Because of this release agent, the depositing of ice is either prevented or the ice cannot form a firm connection with the plastic surface, so that it falls off automatically due to the movement of the vehicle while driving.
- a release agent e.g. B. Silicone oil
- V - shaped channels 9 can be arranged below the elements, in which heating rods 10 run and whose opening width of the opening pointing upwards is greater than the width of the cold storage elements.
- the draining water is collected in the channels and drained so that diving is possible even when the vehicle body is loaded or the cold storage elements can also be used in the plus range, since condensed water is also drained off via the channels 9 and that too cooling goods can not affect.
- the cold storage elements are mounted on cross members 11 which are fixedly arranged in the vehicle body and which can be at a considerable distance from one another, since the elements bear better due to the favorable cross-sectional design. In the case of shorter and smaller vehicles, it is sufficient if the crossbeams are on the front and rear walls of the body and this enables optimal use of the cooled space.
- the cold storage elements are at a distance from one another which corresponds approximately to their width and in the gap or below the gap between two adjacent elements there is a lamella 12 which is mounted in the center and which, because of its setting, passes through those between the elements Airflow regulates.
- the fins 12 can be set automatically, mechanically via a temperature bellows without additional auxiliary energy, but they can also be set by an electric motor be adjustable by thermostat.
- the cold storage elements according to the invention it is possible for the first time in the cold storage elements according to the invention to use long rectangular sheaths or tubes made of plastic without the filled eutectic brine having to be gelled, as a result of which the cold storage capacity would be reduced.
- the static pressure in particular when the vehicle is braked sharply, is absorbed by the longitudinal web 2 and the transverse webs 7, the filling of the elements being made possible by the bores 8, but on the other hand a movement of the refrigerant is suppressed to such an extent that the use of rectangular Plastic jackets is possible.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Kältespeicherelement, das eine zur Kältespeicherung auf einen bestimmten Gefrierpunkt eingestellte eutektische Sole enthält, in dem eine oder mehrere ein Kältemittel führende Rohrleitungen zum Einfrieren der Sole verlaufen und das im Aufbau eines Kühlfahrzeuges angeordnet ist sowie eine Halterung für solche Kältespeicherelemente und Luftregellamellen.
- Es ist bereits bekannt, Kältespeicherelemente mit einer zur Kältespeicherung geeigneten Sole gefüllt in Plattenform oder in Form von runden Rohren aus Metall zu verwenden. Nachteilig ist bei diesen bekannten Formen und Ausführungen von Kältespeicherelementen aber, daß die kälteabgebende bzw. wärmeaufnehmende Oberfläche der Elemente nur begrenzt ist und bei einreihiger Anbringung maximal dem 1,6 fachen der Grundfläche des Fahrzeugaufbaus entspricht. Nachteilig ist weiterhin, daß bei Elementen in Plattenform diese zur Aufnahme des statischen Drucks beim Bremsen oder Anfahren des Fahrzeugs nur kurz sein dürfen und daß bei der Verwendung von längs durch den Aufbau laufenden Rohren aus Metall diese mit einem gelierenden Kältespeichermittel gefüllt sind, das schlechtere wärmetechnische Eigenschaften aufweist.
- Die Wirkung, gemessen an der Kältespeicherkapazität bzw. der Kälteabgabemöglichkeit, ist also bei den bekannten Elementen stark begrenzt.
- Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, Kältespeicherelemente und weiterhin auch Möglichkeiten zur Anbringung dieser Elemente zu schaffen, bei welchem die vorgenannten Nachteile nicht mehr vorliegen, die wirtschaftlich fertigbar sind und die insbesondere gegenüber den bekannten Elementen eine wesentliche, um ein vielfaches größere Wärmeübertragungsfläche aufweisen.
- Die erfindungsgemäßen Kältespeicherelemente sollen weiterhin mit normaler eutektischer Sole gefüllt werden können, sie sollen sich über die gesamte Länge des Fahrzeugaufbaus erstrecken können und weiterhin soll die Möglichkeit gegeben sein, ein Abtauen der Oberfläche auch im beladenen Zustand durchführen zu können.
- Es soll weiterhin die Möglichkeit gegeben sein, Kältespeicherelemente erstmals ohne die Verwendung einer Zwischenwand oder -decke, die eine zusätzliche Luftzwangszirkulationseinrichtung erfordert, auch dann zur Kühlung einsetzen zu können, wenn im Fahrzeugaufbau Temperaturen vorliegen, die höher als der Gefrierpunkt liegen und die Kältespeicherelemente sollen im Verhältnis zu ihrer Speicherkapazität nur eine geringe Höhe aufweisen, so daß das Beladen und Entladen des Fahrzeugaufbaus nicht behindert wird. Das Abkühlen der Sole soll dabei in herkömmlicher Art möglich sein.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem eingangs genannten Kältespeicherelement dadurch gelöst, daß es aus einem Kunststoffmantel besteht, der rechteckige Form besitzt und mittig einen die beiden Seitenwände verbindenden Längssteg aufweist und die Rohrleitung des Kältemittels in Haarnadelform sowohl durch die durch den Längssteg gebildete obere als auch untere Kammer verläuft.
- Zur Aufnahme des auf die Wandungen ausgeübten, besonders beim Bremsen und Beschleunigen des Fahrzeugs ausgeübten statischen Drucks sind vorteilhaft zur weiteren Unterteilung innerhalb der beiden Kammern Querstege vorhanden, die zum Füllen der Elemente mit Sole mindestens eine öffnung geringer Größe aufweisen, ohne daß kurzfristig ein größerer Massentransport durch die Bohrung erfolgt.
- Vorteilhaft können in den öffnungen einfache Rückschlagklappen angeordnet sein, die beim Bremsen eine Verlagerung der Sole verhindern.
- Zum Abtauen der Elemente und zu ihrer Verwendung auch im plusgradigen Bereich ist vorzugsweise unterhalb jeden rechteckigen Mantels eine Rinne zum Auffangen des Abtauwassers angeordnet, deren öffnung nach oben zeigt und deren Breite die Breite des Mantels übersteigt, wobei innerhalb jeder Rinne zum schnelleren Enteisen der Elemente eine Rohrleitung zum Hindurchleiten von Heizflüssigkeit oder ein elektrischer Heizstab angeordnet sein kann.
- Der Kunststoffmantel der Elemente ist vorteilhaft transparent und erlaubt so eine Kontrolle des Einfrierzustandes der Sole und weiterhin vorteilhaft kann auf der Oberfläche des Mantels ein die Eisbildung verzögerndes und die Eislösung erleichterndes Trennmittel wie Silikonöl oder ähnliches aufgetragen sein. Alternativ kann vorteilhaft aber auch die Kunststoffoberfläche in sich eine trennende oder wachsartige Oberfläche (PTFE, PE) aufweisen.
- Der Fahrzeugaufbau zur Anbringung der Kältespeicherelemente weist vorteilhaft Querträger zur Halterung der Elemente auf, die im Abstand voneinander regelmäßig angeordnet sein können und im oder unterhalb des Spaltes zwischen benachbarten Elementen kann eine sich über die Elementlänge erstreckende einstellbare oder thermostatgesteuerte Lamelle angeordnet sein, deren Breite etwa der Spaltbreite entspricht und die zum Ausgleich der auf sie wirkenden Kräfte mittig gelagert sein kann.
- Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
- die Figuren 1 a und 1 b Kältespeicher element in herkömmlicher Ausführung und Anordnung,
- Figur 2 einen Schnitt durch nebeneinander angeordnete, erfindungsgemäße Kältespeicherelemente und
- Figur 3 einen Querschnitt durch die fest montierten Kältespeicherelemente mit einem Querträger,
- Figur 4 einen Längsschnitt durch die Kältespeicherelemente gemäß der Erfindung.
- Gemäß den Figuren 1 a und 1 b bestehen herkömmliche Kältespeicherelemente aus Platten oder mit gelierter Sole gefüllten Rohren.'Gemäß Figur 3 besteht dagegen das erfindungsgemäße Speicherelement aus einem rechteckigen Mantel 1, welcher mittig einen die beiden Seitenwände 3 verbindenden Längssteg 2 aufweist, so daß eine obere Kammer 5 und eine untere Kammer 6 für die eutektische Sole gebildet wird. Innerhalb der Kammern 5 und 6 verläuft haarnadelartig ein Rohr 4 für das Kältemittel, welches die Sole auf die gewünschte niedrige Temperatur bringt und dabei einfriert.
- Im Abstand voneinander sind innerhalb des Mantels 1 mit diesem Querstege 7 angeordnet, in denen jeweils mindestens eine kleine Öffnung 8 vorliegt.
- Die Elemente bestehen aus Kunststoff, nämlich Polyäthylen und ihre Oberfläche ist mit einem Trennmittel, z. B. Silikonöl, versehen. Aufgrund dieses Trennmittels wird das Absetzen von Eis entweder verhindert oder das Eis kann keine feste Verbindung mit der Kunststoffoberfläche eingehen, so daß es durch die Bewegung des Fahrzeuges während des Fahrens von selbst abfällt.
- Alternativ können gemäß den Figuren unterhalb der Elemente V-förmige Rinnen 9 angeordnet sein, in denen Heizstäbe 10 verlaufen und deren öffnungsbreite der nach oben zeigenden öffnung größer ist, als die Breite der Kältespeicherelemente. Beim Abtauen wird das abfließende Wasser in den Rinnen aufgefangen und abgeleitet, so daß ein Abtauchen auch während des beladenen Zustandes des Fahrzeugaufbaus möglich ist bzw. die Kältespeicherelemente können auch im plusgradigen Bereich angewendet werden, da Kondenswasser über die Rinnen 9 ebenfalls abgeleitet wird und das zu kühlende Gut nicht beeinträchtigen kann.
- Die Kältespeicherelemente sind an fest im Fahrzeugaufbau angeordneten Querträgern 11 gelagert, die einen erheblichen Abstand voneinander aufweisen können, da die Elemente durch die günstige Querschnittsgestaltung besser tragen. Bei kürzeren und kleineren Fahrzeugen genügt es, wenn die Querträger an der Vorder- und Rückwand des Aufbaus vorliegen und dadurch wird eine optimale Nutzung des gekühlten Raumes möglich.
- Gemäß den Figuren weisen die Kältespeicherelemente einen Abstand voneinander auf, der ca. ihrer Breite entspricht und im Spalt bzw. unterhalb des Spaltes zwischen zwei benachbarten Elementen ist eine Lamelle 12 angeordnet, die mittig gelagert ist und die aufgrund ihrer Einstellung den zwischen den Elementen' durchstreichenden Luftstrom regelt. Die Lamellen 12 können selbsttätig, mechanisch über einen Temperaturbalg ohne weitere Hilfsenergie eingestellt werden, sie können aber auch elektromotorisch thermostatgesteuert einstellbar sein.
- Für den Fachmann überraschend ist es bei den erfindungsgemäßen Kältespeicherelementen erstmals möglich, lange Rechteckmäntel oder -rohre aus Kunststoff zu verwenden, ohne daß die eingefüllte eutektische Sole geliert werden muß, wodurch die Kältespeicherfähigkeit herabgesetzt werden würde. Der statische Druck insbesondere beim scharfen Abbremsen des verwendeten Fahrzeugs wird durch den Längssteg 2 und die Querstege 7 aufgenommen, wobei durch die Bohrungen 8 einmal die Füllung der Elemente ermöglicht wird, zum anderen aber eine Bewegung des Kältemittels soweit unterdrückt wird, daß die Verwendung von rechteckigen Kunststoffmänteln möglich ist.
- In den Öffnungen 8 der Querstege 7 können einfache Rückschlagklappen, z. B. aus Kunststoff angeordnet sein, die die Verlagerung der Sole beim Bremsen verhindern, beim Füllen aber die öffnungen 8 genügend freigeben. Die Rückschlagklappen sind dabei an den Querstegen, in Fahrtrichtung gesehen hinter diesen, angeordnet und schließen sich bei einer Bremsverzögerung des Fahrzeuges unter dem Druck der Sole. Beim Einfüllen der Sole in entgegengesetzter Richtung vermögen sie sich aber aufgrund der Elastizität des verwendeten Kunststoffes zu öffnen.
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