EP3128268B1 - Transportbehälter zum transport von temperaturempfindlichem transportgut - Google Patents

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EP3128268B1
EP3128268B1 EP16450012.6A EP16450012A EP3128268B1 EP 3128268 B1 EP3128268 B1 EP 3128268B1 EP 16450012 A EP16450012 A EP 16450012A EP 3128268 B1 EP3128268 B1 EP 3128268B1
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Definitions

  • the invention relates to a transport container for transporting temperature-sensitive goods, comprising an interior space for receiving the goods to be transported and a shell enclosing the interior space and comprising thermal insulation, wherein at least one latent heat accumulator and at least one active temperature control element are provided to temperature-control the interior space.
  • temperature ranges When transporting temperature-sensitive goods, such as pharmaceuticals, over periods of several hours or days, specified temperature ranges must be maintained during storage and transport to ensure the usability and safety of the medicinal product.
  • temperature ranges For various medicinal products, temperature ranges of 2 to 25°C, particularly 2 to 8°C, are specified as storage and transport conditions.
  • the desired temperature range can be above or below the ambient temperature, requiring either cooling or heating of the interior of the transport container. If the ambient conditions change during a transport operation, the required temperature control may include both cooling and heating.
  • transport containers with special insulation properties are used. These containers are equipped with passive or active temperature control elements. Passive temperature control elements do not require an external energy supply during use, but rather utilize their heat storage capacity, whereby, depending on the temperature level, heat is released or absorbed into or from the interior of the transport container to be temperature-controlled. Such passive temperature control elements However, they are exhausted as soon as the temperature equalization with the transport container interior is completed.
  • a special form of passive temperature control elements are latent heat storage devices, which can store thermal energy in phase-change materials whose latent heat of fusion, solution, or absorption is significantly greater than the heat they can store based on their normal specific heat capacity.
  • the disadvantage of latent heat storage devices is that they lose their effectiveness once the entire material has completely undergone the phase change. However, by performing the opposite phase change, the latent heat storage device can be recharged.
  • Active temperature control elements require an external energy supply to operate. They are based on the conversion of a non-thermal form of energy into a thermal form of energy. The release or absorption of heat occurs, for example, within the framework of a thermodynamic cycle, such as a compression refrigeration machine. Another type of active temperature control element operates based on the thermoelectric principle, using so-called Peltier elements.
  • Transport containers have already been developed in which active and passive temperature control elements are combined in such a way that the active temperature control elements are used to recharge the latent heat storage when needed.
  • US 2015/166262 A1 A transport container is described which is used as cooling elements in a container area separate from the space for the transported goods effective latent heat storage elements that act as cooling elements and heating elements.
  • a fan generates air circulation, with air being directed either over the surface of the latent heat storage elements that act as cooling elements or over the surface of the latent heat storage elements that act as heating elements. The thus tempered air is transported into the receiving space for the transported goods.
  • Pipes run through the latent heat storage elements, through which actively cooled or heated medium can flow in order to recharge the latent heat storage elements.
  • the pipes are part of a compression refrigeration machine, the components of which can be arranged in a separate area of the transport container.
  • the WO 2004/080845 A1 also describes a transport container with active and passive temperature control elements.
  • the primary cooling is achieved by a compression refrigeration unit.
  • a latent heat storage unit is provided as a backup system, which can be charged by heat exchange with the compression refrigeration unit. In passive backup operation, air is blown over the surfaces of the latent heat storage unit to temper the transported goods with the tempered air.
  • US 9 038 412 B2 discloses a refrigerated container designed to hold ice for cooling food.
  • the refrigerated container has a cooling element into which evaporator lines of a refrigeration unit for cooling the cooling element are embedded.
  • the cooling element is further surrounded by insulation, on the outside of which a condenser coil of the refrigeration unit is arranged.
  • a disadvantage of the described systems is that the active and/or passive temperature control elements are located in a separate, usually isolated, area of the container, requiring air circulation to transfer heat between the receiving space for the transported goods and the temperature control elements. Fans are required to generate the necessary air circulation, which consumes electrical energy, so appropriate storage capacity must be provided and transported along with the container.
  • the energy input into the transport container during transport is heterogeneous. If the container is exposed to thermal radiation, the energy input in the area exposed to radiation is significantly greater than in the areas where no radiation affects the container. Nevertheless, the temperature inside the container must be kept constant and homogeneous within a permissible range. With inhomogeneous energy input, the problem arises that the latent heat storage is not used up homogeneously. This leads to local temperature changes inside the transport container after a certain period of time. If the local temperature changes exceed or fall below a certain threshold, the transported goods are no longer protected.
  • the invention therefore aims to overcome the aforementioned disadvantages and to improve a transport container by reducing power consumption, creating a compact and simple design, and reducing the susceptibility to errors. Furthermore, local temperature differences within the interior of the transport container are to be avoided as far as possible.
  • the invention essentially provides for a transport container of the type mentioned above to have a multi-layered shell, with the thermal insulation, the latent heat storage element, and the active temperature control element being formed as separate, superimposed layers of the shell.
  • the layered structure according to the invention allows the latent heat storage element and the active temperature control element to be integrated directly into the wall elements delimiting the interior, with the individual layers being in contact with the interior by thermal conduction in order to temperature-control this interior and the transported goods contained therein. Heat transfer by convection, i.e., by actively circulating air, is therefore not necessary, so that the fans and the like required for this purpose can be dispensed with. This makes it possible to reduce power consumption and susceptibility to errors.
  • the insulation layer is arranged between the outermost active temperature control layer and the innermost latent heat storage layer.
  • This design with an outermost active temperature control layer is particularly advantageous when the active temperature control layer comprises Peltier elements, since these require a strong external energy output.
  • the integration of the latent heat storage and the active temperature control element into the layers of the walls that define the interior further facilitates the construction of the container.
  • the multi-layer walls can be provided as prefabricated modules, enabling modular assembly of transport containers.
  • a further advantage of the inventive design lies in the uniform heat input into the interior and the large surface area available for heat transfer.
  • a preferred embodiment provides for the latent heat storage layer, the insulation layer, and the active temperature control layer to each completely enclose the interior.
  • the layer equipped with the active temperature control element i.e., the temperature control layer
  • the latent heat storage layer can also be used to directly control the temperature of the container's interior.
  • the three layers i.e., the insulation layer, the latent heat storage layer, and the active temperature control layer—be arranged directly on top of one another.
  • Two layers can also be connected to each other with an additional layer interposed.
  • the additional layer can be an adhesive layer used to bond the two layers together, or a functional layer.
  • the invention is not limited to the layer structure of the shell only comprising a single latent heat storage layer, insulation layer and active tempering layer Rather, designs are also conceivable in which two or more latent heat storage layers, two or more insulation layers and/or two or more active tempering layers are provided.
  • a preferred embodiment provides that at least two of the three layers (latent heat storage layer, insulation layer, tempering layer), in particular all three layers lying one above the other, are in thermally conductive connection with one another, in particular in full-surface contact with one another.
  • the transport container is cuboid-shaped, and the shell consists of six walls, each of which has at least three layers and comprises a latent heat storage layer, an insulation layer, and an active temperature control layer.
  • the six walls can be designed as a door.
  • the transport container according to the invention can be designed as a standardized ISO container (20 or 40 feet) or as an air freight container, in particular as a standardized "Unit Load Device", wherein the container walls, i.e. the outer walls of the container, have the layer structure according to the invention.
  • the active temperature control layer is preferably one for converting electrical energy into heat to be released or absorbed.
  • the transport container is preferably equipped on its exterior with connecting means, in particular a socket, for electrically connecting an external power source. If an external power source is available, the active tempering layer can be put into operation.
  • the transport container can be provided with an electrical energy storage device, such as a rechargeable battery, which can be powered by an external power source.
  • the electrical energy storage device can be arranged to supply the control and, if applicable, temperature monitoring electronics of the transport container with electrical energy.
  • the electrical energy storage device can be connected to the active temperature control layer in order to supply it with electrical energy as needed. This enables at least short-term operation of the active temperature control layer even during transport when no external power source is available.
  • a preferred embodiment provides for the active temperature control layer to have Peltier elements, a heat exchanger interacting with a thermodynamic cycle, in particular a compression refrigeration machine, or a magnetic cooling system.
  • Peltier elements are particularly preferred because they can be made small and easily integrated into the temperature control layer.
  • the temperature control layer preferably comprises a plurality of Peltier elements, the cold and warm sides of which are each connected to a common plate-shaped heat-conducting element. The plate-shaped heat-conducting elements thus form the top and bottom sides of the temperature control layer and support Peltier elements arranged between them.
  • an energy distribution layer made of a highly thermally conductive material for the uniform distribution of thermal energy acting on the container from the outside, wherein the energy distribution layer is preferably arranged further outward than the latent heat storage layer.
  • the energy distribution layer preferably has a thermal conductivity of ⁇ > 100 W/(mK), preferably ⁇ > 200 W/(mK).
  • an energy distribution layer can alternatively or additionally be arranged on the side of the latent heat storage layer facing the interior.
  • the energy distribution layer preferably has a thermal conductivity of ⁇ > 100 W/(mK), preferably ⁇ > 200 W/(mK).
  • the innermost layer of the container wall is preferably designed with a high emissivity and/or high thermal conductivity.
  • the innermost layer can be designed as an energy distribution layer as mentioned above (thermal conductivity of ⁇ > 100 W/(mK), preferably ⁇ > 200 W/(mK)).
  • the innermost layer is the layer in direct contact with the interior or bordering it. In order to ensure sufficient energy extraction from the interior or energy input into the interior, so that, for example, excessively warm cargo can be cooled down without convection or the entire interior can be used for the cargo, the quality of the innermost layer is crucial.
  • the emissivity can be increased by treating the surface, e.g., in the case of metals, by grinding or painting, or in the case of aluminum, by chromating.
  • the heat transfer between the innermost layer and the transported goods or the interior air can be increased by enlarging the surface with structures, such as corrugations with a radius of at least 5 mm; ideally, the surface should be increased by at least 30%.
  • the latent heat storage layer is preferably designed as a flat chemical latent heat storage device, with conventional designs being usable with regard to the medium forming the latent heat storage device.
  • Preferred media for the latent heat storage devices are paraffins and salt mixtures.
  • the phase transition of the medium is preferably in the temperature range of 0-10°C or between 2-25°C.
  • the insulation layer is preferably designed as vacuum insulation.
  • the insulation layer preferably comprises at least one hollow space that is evacuated.
  • the at least one hollow space can be filled with a gas that is a poor thermal conductor.
  • the insulation layer can have a honeycomb-like structure. An advantageous embodiment results when the insulation layer has a plurality of, in particular, honeycomb-shaped hollow chambers, wherein a honeycomb structure element according to the WO 2011/032299 A1 is particularly advantageous.
  • FIG. 1 A cuboid transport container 1 is shown, the walls of which are labeled 2, 3, 4, 5, and 6.
  • the sixth side of the transport container 1 is shown open so that the layered structure of the walls is visible.
  • the open side can be closed, for example, by means of a door that has the same layered structure as walls 2, 3, 4, 5, and 6.
  • the six walls of the transport container 1 all have the same layered structure.
  • the layered structure comprises an outer layer 7, a middle layer 8, and an inner layer 9.
  • layer 7 is an active temperature control element, such as a layer provided with Peltier elements
  • layer 8 is an insulation layer
  • layer 9 is a latent heat storage layer.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Transportbehälter zum Transport von temperaturempfindlichem Transportgut umfassend einen Innenraum zur Aufnahme des Transportguts und eine den Innenraum umschließende Hülle, die eine Wärmedämmung umfasst, wobei wenigstens ein Latentwärmespeicher und wenigstens ein aktives Temperierelement vorgesehen sind, um den Innenraum zu temperieren.
  • Beim Transport von temperaturempfindlichem Transportgut, wie z.B. Arzneimitteln, über Zeiträume von mehreren Stunden oder Tagen müssen vorgegebene Temperaturbereiche bei der Lagerung und dem Transport eingehalten werden, um die Verwendbarkeit und die Sicherheit des Arzneimittels zu gewährleisten. Für verschiedene Arzneimittel sind Temperaturbereiche von 2 bis 25°C, insbesondere 2 bis 8°C als Lager- und Transportbedingungen festgeschrieben.
  • Der gewünschte Temperaturbereich kann oberhalb oder unterhalb der Umgebungstemperatur liegen, sodass entweder eine Kühlung oder eine Beheizung des Innenraums des Transportbehälters erforderlich ist. Wenn sich die Umgebungsbedingungen während eines Transportvorgangs ändern, kann die erforderliche Temperierung sowohl ein Kühlen als auch ein Beheizen umfassen. Damit der gewünschte Temperaturbereich beim Transport permanent und nachweislich eingehalten wird, werden Transportcontainer mit besonderem Isolationsvermögen eingesetzt. Diese Container werden mit passiven oder aktiven Temperierelementen ausgestattet. Passive Temperierelemente erfordern während der Anwendung keine externe Energiezufuhr, sondern nützen ihre Wärmespeicherkapazität, wobei es je nach Temperaturniveau zu einer Abgabe oder einer Aufnahme von Wärme an den bzw. aus dem zu temperierenden Transportbehälterinnenraum kommt. Solche passiven Temperierelemente sind jedoch erschöpft, sobald der Temperaturausgleich mit dem Transportbehälterinnenraum abgeschlossen ist.
  • Eine besondere Form von passiven Temperierelementen sind Latentwärmespeicher, die thermische Energie in Phasenwechselmaterialien speichern können, deren latente Schmelzwärme, Lösungswärme oder Absorptionswärme wesentlich größer ist als die Wärme, die sie aufgrund ihrer normalen spezifischen Wärmekapazität speichern können. Nachteilig bei Latentwärmespeichern ist der Umstand, dass sie ihre Wirkung verlieren, sobald das gesamte Material den Phasenwechsel vollständig durchlaufen hat. Durch Ausführen des gegenläufigen Phasenwechsels kann der Latentwärmespeicher jedoch wieder aufgeladen werden.
  • Aktive Temperierelemente benötigen für Ihren Betrieb eine externe Energiezufuhr. Sie beruhen auf der Umwandlung einer nicht-thermischen Energieform in eine thermische Energieform. Die Abgabe oder Aufnahme von Wärme erfolgt dabei zum Beispiel im Rahmen eines thermodynamischen Kreisprozesses, wie z.B. mittels einer Kompressionskältemaschine. Eine andere Ausbildung von aktiven Temperierelementen arbeitet auf Grundlage des thermoelektrischen Prinzips, wobei sog. Peltier-Elemente eingesetzt werden.
  • Es sind bereits Transportcontainer bekannt geworden, bei denen aktive und passive Temperierelemente so miteinander kombiniert werden, dass die aktiven Temperierelemente dazu eingesetzt werden, um die Latentwärmespeicher bei Bedarf wieder aufzuladen. In der US 2015/166262 A1 wird ein Transportbehälter beschrieben, der in einem vom Aufnahmeraum für das Transportgut gesonderten Containerbereich als Kühlelemente wirksame und als Heizelemente wirksame Latentwärmespeicher angeordnet hat. Mittels eines Gebläses wird eine Luftzirkulation erzeugt, bei der Luft wahlweise über die Oberfläche der als Kühlelemente oder über die Oberfläche der als Heizelemente wirksamen Latentwärmespeicher geleitet wird und die solcherart temperierte Luft in den Aufnahmeraum für das Transportgut transportiert wird. In den Latentwärmespeicherelementen verlaufen Leitungen, die von aktiv gekühltem oder erwärmtem Medium durchflossen werden können, um den Latentwärmespeicher wieder aufzuladen. Die Leitungen sind Teil einer Kompressionskältemaschine, deren Komponenten in einem eigenen Bereich des Transportcontainers angeordnet sein können.
  • Beim Gegenstand der US 2004/226309 A1 wird Luft, die im Wärmeaustausch mit einer Kompressionskältemaschine gekühlt wurde, in den Aufnahmeraum für das Transportgut geleitet, um das Transportgut dort zu kühlen. Die gekühlte Luft kann dabei auch über Oberflächen eines Latentwärmespeichers geblasen werden, um diesen aufzuladen, sodass eine Temperierung des Transportgutes auch nach dem Abschalten des aktiven Temperierungssystems gewährleistet ist.
  • Die WO 2004/080845 A1 beschreibt ebenfalls einen Transportcontainer mit aktiven und passiven Temperierelementen. Die Hauptkühlung erfolgt mittels einer Kompressionskältemaschine. Als Backup-System ist ein Latentwärmespeicher vorgesehen, der durch Wärmeaustausch mit der Kompressionskältemaschine aufgeladen werden kann. Im passiven Backup-Betrieb wird Luft über Oberflächen des Latentwärmespeichers geblasen, um mit der so temperierten Luft das Transportgut zu temperieren.
  • US 9 038 412 B2 offenbart einen Kühlbehälter, der dafür ausgelegt ist, Eis zum Kühlen von Lebensmitteln aufzunehmen. Um das Kühlelement für einen Verkaufszyklus aufzuladen, weist der Kühlbehälter ein Kühlelement auf, in das Verdampferleitungen eines Kühlaggregats zur Kühlung des Kühlelements eingelassen sind. Das Kühlelement ist weiters von einer Isolierung umgeben, an deren Außenseite eine Kondensatorspule des Kühlaggregats angeordnet ist.
  • Ein Nachteil der beschriebenen Systeme liegt darin, dass die aktiven und/oder passiven Temperierelemente in einem gesonderten, meist abgetrennten Bereich des Containers angeordnet sind, sodass eine Luftzirkulation erzeugt werden muss, mit welcher der Wärmetransport zwischen dem Aufnahmeraum für das Transportgut und den Temperierelementen erfolgt. Zur Erzeugung der erforderlichen Luftzirkulation sind Gebläse notwendig, die elektrische Energie verbrauchen, sodass entsprechende Speicherkapazitäten zur Verfügung gestellt und mittransportiert werden müssen.
  • Weiters ist zu berücksichtigen, dass der Energieeintrag in den Transportbehälter während des Transportes heterogen ist. Wird der Behälter Wärmestrahlung ausgesetzt, ist der Energieeintrag im Bereich der Strahlungseinwirkung deutlich größer als in den Bereichen, in welchen keine Strahlung auf den Behälter einwirkt. Dennoch muss die Temperatur im Inneren des Behälters konstant und homogen innerhalb einer zulässigen Bandbreite gehalten werden. Bei inhomogenem Energieeintrag besteht das Problem, dass der Latentwärmespeicher nicht homogen aufgebraucht wird. Somit kommt es im Innenraum des Transportbehälters nach einer gewissen Zeit zu lokalen Temperaturveränderungen. Wenn die lokalen Temperaturveränderungen einen gewissen Schwellenwert über- oder unterschreiten, ist das Transportgut nicht mehr geschützt.
  • Die Erfindung zielt daher darauf ab, die oben genannten Nachteile zu überwinden und einen Transportbehälter dahingehend zu verbessern, dass der Stromverbrauch verringert, ein kompakter und einfacher Aufbau geschaffen und die Fehleranfälligkeit reduziert wird. Weiters sollen lokale Temperaturunterschiede im Innenraum des Transportbehälters möglichst vermieden werden.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Transportbehälter der eingangs genannten Art im Wesentlichen vor, dass die Hülle mehrschichtig ausgebildet ist, wobei die Wärmedämmung, der Latentwärmespeicher und das aktive Temperierelement als voneinander gesonderte, übereinander liegende Schichten der Hülle ausgebildet sind. Der erfindungsgemäße Schichtaufbau erlaubt es, den Latentwärmespeicher und die aktive Temperierung direkt in die den Innenraum begrenzenden Wandelemente zu integrieren, wobei die einzelnen Schichten durch Wärmeleitung mit dem Innenraum in Kontakt stehen, um diesen samt dem darin befindlichen Transportgut zu temperieren. Eine Wärmeübertragung durch Konvektion, d.h. durch aktives Umwälzen von Luft, ist daher nicht erforderlich, sodass auf die hierfür notwendigen Gebläse und dgl. verzichtet werden kann. Dadurch können der Stromverbrauch und die Fehleranfälligkeit reduziert werden. Weiters kann auf das Vorsehen eines gesonderten Bereichs des Containers für die Anordnung von Kälteaggregaten und dgl. verzichtet werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Dämmschicht zwischen der weiter außen liegenden aktiven Temperierschicht und der weiter innen liegenden Latentwärmespeicherschicht angeordnet ist. Diese Bauart mit einer außen angeordneten aktiven Temperierschicht hat besondere Vorteile, wenn die aktive Temperierschicht Peltierelemente umfasst, da diese eine starke externe Energieabgabe benötigen.
  • Die Integration des Latentwärmespeichers und des aktiven Temperierelements in Schichten der den Innenraum begrenzenden Wände erleichtert weiters den Aufbau des Containers. Die mehrschichtigen Wände können als vorgefertigte Module bereitgestellt werden, sodass ein modulartiges Zusammensetzen von Transportbehältern ermöglicht wird.
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung liegt in der gleichmäßigen Wärmeeinbringung in den Innenraum und in der großen Oberfläche, die für die Wärmeübertragung zur Verfügung steht. Eine bevorzugte Ausführung sieht in diesem Zusammenhang vor, dass die Latentwärmespeicherschicht, die Dämmschicht und die aktive Temperierschicht den Innenraum jeweils vollständig umschließen.
  • Die mit dem aktiven Temperierelement versehene Schicht, d.h. die Temperierschicht, kann eingesetzt werden, um die Latentwärmespeicherschicht bei Bedarf aufzuladen. Alternativ oder zusätzlich kann die Latentwärmespeicherschicht aber auch dazu eingesetzt werden, um den Innenraum des Behälters direkt zu temperieren.
  • Im Rahmen der Erfindung ist es nicht zwingend, dass die drei Schichten, d.h. die Dämmschicht, die Latentwärmespeicherschicht und die aktive Temperierschicht unmittelbar aufeinander angeordnet sind, d.h. direkt aufeinanderliegen. Jeweils zwei Schichten können auch unter Zwischenschaltung einer weiteren Schicht miteinander verbunden sein. Bei der weiteren Schicht kann es sich um eine Klebstoffschicht handeln, die dazu dient die zwei Schichten miteinander zu verbinden, oder um eine funktionale Schicht.
  • Weiters ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, dass der Schichtaufbau der Hülle lediglich eine einzige Latentwärmespeicherschicht, Dämmschicht und aktive Temperierschicht umfasst. Vielmehr sind auch Ausführungen denkbar, bei der zwei oder mehrere Latentwärmespeicherschichten, zwei oder mehrere Dämmschichten und/oder zwei oder mehrere aktive Temperierschichten vorgesehen sind.
  • Eine bevorzugte Ausbildung sieht vor, dass wenigstens zwei der drei Schichten (Latentwärmespeicherschicht, Dämmschicht, Temperierschicht), insbesondere alle drei übereinander liegende Schichten, in wärmeleitender Verbindung zueinander, insbesondere in vollflächigem Kontakt miteinander stehen.
  • In besonders einfacher Weise ist der Transportbehälter quaderförmig ausgebildet und die Hülle besteht aus sechs Wänden, von denen jede Wand wenigstens dreischichtig ausgebildet ist und eine Latentwärmespeicherschicht, eine Dämmschicht und eine aktive Temperierschicht umfasst. Eine der sechs Wände kann hierbei als Tür ausgebildet sein.
  • Der erfindungsgemäße Transportbehälter kann als genormter ISO-Container (20 oder 40 Fuß) oder als Luftfrachtcontainer, insbesondere als genormtes "Unit Load Device" ausgebildet sein, wobei die Containerwände, d.h. die Außenwände des Behälters den erfindungsgemäßen Schichtaufbau aufweisen.
  • Bei der aktiven Temperierschicht handelt es sich bevorzugt um eine solche zur Umwandlung von elektrischer Energie in abzugebende oder aufzunehmende Wärme. Zum Zwecke der Zufuhr der erforderlichen elektrischen Energie ist der Transportbehälter an seiner Außenseite bevorzugt mit Verbindungsmitteln, insbesondere einer Steckdose, zum elektrischen Verbinden einer externen Stromquelle ausgestattet. Sobald eine externe Stromquelle zur Verfügung steht, kann die aktive Temperierschicht somit in Betrieb genommen werden.
  • Weiters kann vorgesehen sein, dass der Transportbehälter einen elektrischen Energiespeicher, wie z.B. einen Akkumulator, aufweist, der von einer externen Stromquelle speisbar ist. Der elektrische Energiespeicher kann dabei angeordnet sein, um die Steuerungs- und ggf. Temperaturüberwachungselektronik des Transportbehälters mit elektrischer Energie zu versorgen. Weiters kann der elektrische Energiespeicher mit der aktiven Temperierschicht verbunden sein, um diese bei Bedarf mit elektrischer Energie zu versorgen. Dadurch wird ein zumindest kurzzeitiger Betrieb der aktiven Temperierschicht auch während des Transports möglich, wenn keine externe Stromquelle vorhanden ist.
  • Eine bevorzugte Ausbildung sieht vor, dass die aktive Temperierschicht Peltierelemente, einen mit einem thermodynamischen Kreisprozess, insbesondere einer Kompressionskältemaschine zusammenwirkenden Wärmetauscher oder eine Magnetkühlung aufweist. Besonders bevorzugt kommen Peltierelemente zum Einsatz, weil diese kleinbauend ausgeführt werden können und in einfacher Weise in die Temperierschicht integriert werden können. Die Temperierschicht umfasst bevorzugt eine Mehrzahl von Peltierelementen, deren kalte und warme Seite jeweils mit einem gemeinsamen plattenförmigen Wärmeleitelement verbunden ist. Die plattenförmigen Wärmeleitelemente bilden somit die Ober- und die Unterseite der Temperierschicht und tragen dazwischen angeordnete Peltierelemente.
  • Als zusätzliche Maßnahme, um die negativen Effekte von heterogen von außen einwirkender Energie zu vermeiden, kann bevorzugt vorgesehen sein, dass weiters eine Energieverteilschicht aus einem stark wärmeleitenden Material zur gleichmäßigen Verteilung von von außen auf den Behälter einwirkender thermischer Energie innerhalb der Energieverteilschicht angeordnet ist, wobei die Energieverteilschicht bevorzugt weiter außen als die Latentwärmespeicherschicht angeordnet ist. Die Energieverteilschicht hat bevorzugt eine Wärmeleitfähigkeit von λ > 100 W/(m.K), bevorzugt λ > 200 W/(m.K).
  • Um eine Homogenisierung der im Innenraum des Transportbehälters herrschenden Temperatur zu erreichen, kann alternativ oder zusätzlich eine Energieverteilschicht an der dem Innenraum zugewandten Seite der Latentwärmespeicherschicht angeordnet sein. Die Energieverteilschicht hat bevorzugt eine Wärmeleitfähigkeit von λ > 100 W/(m.K), bevorzugt λ > 200 W/(m.K).
  • Um eine möglichst gleichmäßige Energieverteilung im Innenraum zu begünstigen, ist die innerste Schicht der Behälterwandung bevorzugt mit einem hohen Emissionsgrad und/oder einer hohen Wärmeleitfähigkeit ausgebildet. Hinsichtlich der Wärmeleitfähigkeit kann die innerste Schicht als Energieverteilschicht wie oben erwähnt ausgebildet sein (Wärmeleitfähigkeit von λ > 100 W/(m.K), bevorzugt λ > 200 W/(m.K)). Bei der innersten Schicht handelt es sich um die direkt mit dem Innenraum in Kontakt befindliche bzw. diesen begrenzende Schicht. Um die Energieentnahme aus dem Innenraum bzw. die Energiezufuhr in den Innenraum hierbei in genügendem Umfang gegen zu gewährleisten so, dass z.B. zu warm eingeladenes Transportgut ohne Konvektion heruntergekühlt werden kann oder der ganze Innenraum für das Transportgut genutzt werden kann, ist die Beschaffenheit der innersten Sicht maßgebend. Diese kann so behandelt sein, dass die Wärmestrahlung erhöht wird, wobei das Erzielen eines Emissionsgrads von >0.1, bevorzugt zwischen 0,5 und 1 bevorzugt ist. Die Erhöhung des Emissionsgrads kann durch eine Behandlung der Oberfläche erfolgen, z.B. bei Metallen durch Anschleifen oder Lackierung, bei Aluminium durch Chromatierung. Alternativ oder zusätzlich kann die Wärmeübertragung zwischen der innersten Sicht und dem Transportgut bzw. der Innraumluft erhöht werden, indem die Oberfläche durch Strukturen vergrößert wird, wie z.B. Wellen mit einem Radius von min. 5mm, idealerweise sollte die Oberfläche um mindestens 30% vergrößert werden.
  • Die Latentwärmespeicherschicht ist bevorzugt als flächiger chemischer Latentwärmespeicher ausgebildet, wobei bezüglich des den Latentwärmespeicher bildenden Mediums herkömmliche Ausbildungen verwendbar sind. Bevorzugte Medien für die Latentwärmespeicher sind Paraffine und Salzmischungen. Der Phasenübergang des Mediums liegt vorzugsweise im Temperaturbereich von 0-10°C oder zwischen 2-25°C.
  • Die Dämmschicht ist bevorzugt als Vakuumdämmung ausgebildet. Die Dämmschicht umfasst hierbei bevorzugt wenigstens einen Hohlraum, der evakuiert ist. Alternativ kann der wenigstens eine Hohlraum mit einem Gas gefüllt sein, dass schlecht wärmeleitend ist. Weiters kann die Dämmschicht eine wabenartige Struktur aufweisen. Eine vorteilhafte Ausbildung ergibt sich, wenn die Dämmschicht eine Vielzahl von insbesondere wabenförmigen Hohlkammern aufweist, wobei ein Wabenstrukturelement gemäß der WO 2011/032299 A1 besonders vorteilhaft ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • In Fig. 1 ist ein quaderförmiger Transportbehälter 1 dargestellt, dessen Wände mit 2, 3, 4, 5 und 6 bezeichnet sind. An der sechsten Seite ist der Transportbehälter 1 offen dargestellt, damit der Schichtaufbau der Wände ersichtlich wird. Die offene Seite kann beispielsweise mittels einer Tür geschlossen werden, die denselben Schichtaufbau aufweist wie die Wände 2, 3, 4, 5 und 6. Die sechs Wände des Transportbehälters 1 wiesen alle denselben Schichtaufbau auf. Der Schichtaufbau umfasst eine äußere Schicht 7, eine mittlere Schicht 8 und eine innere Schicht 9.
  • Gemäß der Erfindung ist die Schicht 7 ein aktives Temperierelement, wie z.B. eine mit Peltierelementen versehene Schicht, die Schicht 8 eine Dämmschicht und die Schicht 9 eine Latentwärmespeicherschicht.

Claims (9)

  1. Transportbehälter zum Transport von temperaturempfindlichem Transportgut umfassend einen Innenraum zur Aufnahme des Transportguts und eine den Innenraum umschließende Hülle, die eine Wärmedämmung umfasst, wobei wenigstens ein Latentwärmespeicher und wenigstens ein aktives Temperierelement vorgesehen sind, um den Innenraum zu temperieren, wobei die Hülle mehrschichtig ausgebildet ist, wobei die Wärmedämmung, der Latentwärmespeicher und das aktive Temperierelement als voneinander gesonderte, übereinander liegende Schichten (7, 8, 9) der Hülle ausgebildet sind und die Dämmschicht (8) zwischen der weiter außen liegenden aktiven Temperierschicht (7) und der weiter innen liegenden Latentwärmespeicherschicht (9) angeordnet ist.
  2. Transportbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei, insbesondere alle drei, übereinander liegende Schichten (7, 8, 9) in wärmeleitender Verbindung zueinander, insbesondere in vollflächigem Kontakt miteinander stehen.
  3. Transportbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Latentwärmespeicherschicht (9), die Dämmschicht (8) und die aktive Temperierschicht (7) den Innenraum jeweils vollständig umschließen.
  4. Transportbehälter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportbehälter (1) quaderförmig ausgebildet ist und die Hülle aus sechs Wänden (2, 3, 4, 5, 6) besteht, von denen jede Wand (2, 3, 4, 5, 6) wenigstens dreischichtig ausgebildet ist und eine Latentwärmespeicherschicht (9), eine Dämmschicht (8) und eine aktive Temperierschicht (7) umfasst.
  5. Transportbehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine der sechs Wände (2, 3, 4, 5, 6) als Tür ausgebildet ist.
  6. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Temperierschicht (7) zur Umwandlung von elektrischer Energie in abzugebende oder aufzunehmende Wärme ausgebildet ist.
  7. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Temperierschicht (7) Peltierelemente, einen mit einem thermodynamischen Kreisprozess, insbesondere einer Kompressionskältemaschine zusammenwirkenden Wärmetauscher oder eine Magnetkühlung aufweist.
  8. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass weiters eine Energieverteilschicht aus einem stark wärmeleitenden Material zur gleichmäßigen Verteilung von außen auf den Behälter einwirkender thermischer Energie innerhalb der Energieverteilschicht angeordnet ist, wobei die Energieverteilschicht bevorzugt weiter außen als die Latentwärmespeicherschicht (9) angeordnet ist.
  9. Transportbehälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Energieverteilschicht vorgesehen ist, wobei je eine Energieverteilschicht zu beiden Seiten der Latentwärmespeicherschicht (9) angeordnet ist.
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