ES3038400T3 - Heat pipe cooled pallet shipper - Google Patents

Heat pipe cooled pallet shipper

Info

Publication number
ES3038400T3
ES3038400T3 ES20819587T ES20819587T ES3038400T3 ES 3038400 T3 ES3038400 T3 ES 3038400T3 ES 20819587 T ES20819587 T ES 20819587T ES 20819587 T ES20819587 T ES 20819587T ES 3038400 T3 ES3038400 T3 ES 3038400T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
pcm
hot
change material
cold
heat pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES20819587T
Other languages
English (en)
Inventor
Iftekhar Ahmed
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sonoco Development Inc
Original Assignee
Sonoco Development Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sonoco Development Inc filed Critical Sonoco Development Inc
Application granted granted Critical
Publication of ES3038400T3 publication Critical patent/ES3038400T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • F28D20/021—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat the latent heat storage material and the heat-exchanging means being enclosed in one container
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0233—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes the conduits having a particular shape, e.g. non-circular cross-section, annular
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D11/00—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators
    • F25D11/003—Transport containers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • F28D20/026—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat with different heat storage materials not coming into direct contact
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D2020/0004—Particular heat storage apparatus
    • F28D2020/0026—Particular heat storage apparatus the heat storage material being enclosed in mobile containers for transporting thermal energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Packages (AREA)

Abstract

Un sistema de empaquetado para transportar una carga útil, manteniéndola dentro de un rango de temperatura aceptable. La carga útil se enfría mediante dos conjuntos de tubos de calor en forma de U dentro del compartimento de carga. Un conjunto de tubos de calor fríos se enfría mediante una capa de material de cambio de fase ubicada por encima de la carga útil, mientras que un conjunto de tubos de calor calientes se enfría mediante una capa de material de cambio de fase ubicada por debajo de la carga útil. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Elemento de transporte para palé enfriado por tuberías de calor
Antecedentes de la invención
Campo de la Invención
Esta descripción se refiere a un sistema de envasado para transportar una carga útil mientras se mantiene la carga útil dentro de un intervalo de temperatura aceptable. Más particularmente, esta descripción se refiere a un sistema de envasado para transportar una carga útil en el que la carga útil se enfría mediante dos conjuntos de tuberías de calor que discurren a lo largo de las paredes interiores del compartimento de carga útil.
Descripción de la técnica relacionada
Actualmente, el transporte de productos a temperatura controlada se logra mediante el uso de envases con aislamiento que contienen una gran cantidad de materiales de cambio de fase acondicionados, típicamente en forma de una botella llena del material de cambio de fase ("botellas de PCM"). Normalmente, las botellas de PCM son materiales de un único uso y no es viable su reutilización. Además, el uso de botellas de PCM puede dar como resultado gradientes (cambios) de temperatura no deseados dentro del área de carga útil.
La presente descripción está diseñada para tratar de solucionar estos problemas.
El documento US 2016/362240 A1 describe un sistema de envasado de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, en particular una cámara pasiva 100 con control de temperatura que tiene manguitos de PCM interiores 302 y manguitos de PCM exteriores 204 separados por una capa de cámara de aire 108. Los manguitos de PCM interiores 302 tienen una temperatura de estabilización a la que la fase del material PCM cambia entre sólido y líquido, y los manguitos de PCM exteriores 302 proporcionan un efecto de enfriamiento para los manguitos de PCM interiores 302. Se transfiere calor entre los manguitos de PCM 302, 304 a través de la capa de cámara de aire 108 para mantener los manguitos de PCM interiores 302 alrededor de la temperatura de estabilización. El cambio de fase de líquido a sólido en los manguitos de PCM interiores 302 es el único cambio de fase descrito. El único flujo de fluido en la cámara 100 es provocado por convección en la capa de cámara de aire 108.
El documento US 2016/251140 A1 describe un sistema de cambio de fase que comprende un primer contenedor y un segundo contenedor que contiene material de fase con diferentes temperaturas de fusión.
Breve compendio de la invención
La presente invención se refiere de manera general a un sistema de envasado para transportar una carga útil mientras se mantiene la carga útil dentro de un intervalo de temperatura aceptable de acuerdo con la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se definen realizaciones adicionales.
La carga útil se enfría mediante dos conjuntos de tuberías de calor que discurren a lo largo de las paredes interiores del compartimento de carga útil. Un conjunto de tuberías de calor frías se enfría mediante una capa de material de cambio de fase ubicada por encima de la carga útil, mientras que un conjunto de tuberías de calor calientes se enfría mediante una capa de material de cambio de fase ubicada por debajo de la carga útil.
El sistema de envasado comprende una carcasa, un sistema de control de temperatura que comprende al menos dos matrices de tuberías de calor y capas de material de cambio de fase en contacto térmico con las tuberías de calor.
La carcasa comprende una pared inferior, una pared superior ubicada por encima y en alineación vertical espaciada con la pared inferior, y paredes laterales que se extienden verticalmente entre la pared inferior y la pared superior. La carcasa define un compartimento de carga útil para contener una carga útil.
El sistema de control de temperatura comprende una o más matrices de tuberías de calor frías, una o más matrices de tuberías de calor calientes, una capa superior de material de cambio de fase (PCM) frío y una capa inferior de material PCM caliente. La carga útil se enfría o calienta mediante las tuberías de calor que discurren a lo largo de las paredes interiores del compartimento de carga útil.
Cada matriz de tuberías de calor frías está ubicada dentro de la carcasa y comprende una o más tuberías de calor frías. Preferiblemente, cada tubería de calor fría está conformada como una "U" invertida y comprende una sección horizontal que conecta dos secciones verticales que se extienden hacia abajo. Un primer material de cambio de fase "frío" está ubicado dentro de cada tubería de calor fría y está acondicionado a una primera temperatura. La capa superior de material de cambio de fase frío está en contacto térmico con la sección horizontal de cada tubería de calor fría.
De manera similar, cada matriz de tuberías de calor calientes está situada dentro de la carcasa y comprende una o más tuberías de calor calientes. Preferiblemente, cada tubería de calor caliente está conformada como una "U" y comprende una sección horizontal que conecta dos secciones verticales que se extienden hacia arriba. Un segundo material de cambio de fase "caliente" está ubicado dentro de cada tubería de calor caliente y está acondicionado a una segunda temperatura que es mayor que la primera temperatura. La capa inferior de material de cambio de fase caliente está en contacto térmico con la sección horizontal de cada tubería de calor caliente.
El sistema de envasado comprende una carcasa, un sistema de enfriamiento y un refrigerante. La carcasa comprende una pared interna que separa un compartimento de carga útil de un compartimento de refrigerante. El sistema de enfriamiento comprende una matriz de tuberías de calor dispuestas en una matriz paralela, estando situada la matriz de tuberías de calor dentro de la carcasa. Cada tubería de calor comprende una sección horizontal inferior que tiene un extremo ubicado en el compartimento de refrigerante, una sección horizontal superior ubicada en el compartimento de carga útil y una sección vertical que conecta la sección horizontal inferior a la sección horizontal superior. La sección horizontal inferior funciona como la sección de evaporación y la sección horizontal superior funciona como la sección de condensación de las tuberías de calor. El refrigerante comprende una o más botellas de cambio de fase ubicadas en el compartimento de refrigerante adyacentes a y en contacto térmico con la sección de tuberías de calor horizontal inferior.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una vista en perspectiva en corte de un cuarto de un sistema de envasado de acuerdo con la descripción.
La Figura 2 es una vista frontal en corte de un sistema de envasado de acuerdo con la descripción.
La Figura 3 es una vista en perspectiva en corte de una tubería de calor de acuerdo con la descripción.
La Figura 4 es una vista frontal en corte de un sistema de envasado alternativo de acuerdo con la descripción.
Descripción detallada de la invención
Aunque la invención descrita en el presente documento puede implementarse de muchas formas, se muestran en los dibujos y se describirán en detalle en el presente documento una o más realizaciones con el entendimiento de que esta descripción debe considerarse una ejemplificación de los principios de la invención y no está concebida para limitar la descripción a las realizaciones ilustradas.
Como se apreciará, términos tales como "por encima" y "por debajo", "superior" e "inferior", "parte superior" y "parte inferior", "frontal" y "posterior", (etc.), utilizados como nombres, adjetivos o adverbios se refieren en esta descripción a la orientación de la estructura de la envuelta como se ilustra en las vistas en sección transversal. Tales términos no están concebidos para limitar la invención a una orientación particular.
Tal como se utiliza en el presente documento, el término "tuberías de calor calientes" significa que el PCM en las tuberías de calor está acondicionado a una temperatura que es mayor que la del PCM en las tuberías de calor frías. Por ejemplo, el PCM frío puede estar acondicionado a una temperatura de, por ejemplo, 5 °C y el PCM caliente puede estar acondicionado a una temperatura de 23 °C (es decir, temperatura ambiente).
La descripción se refiere a un sistema de envasado para transportar una carga útil mientras se mantiene la carga útil dentro de un intervalo de temperatura aceptable. La carga útil puede enfriarse o calentarse mediante dos conjuntos de tuberías de calor en forma de U que discurren a lo largo de las paredes interiores del compartimento de carga útil. Un conjunto de tuberías de calor frías se enfría mediante una capa de material de cambio de fase ubicada por encima de la carga útil, mientras que un conjunto de tuberías de calor calientes se enfría mediante una capa de material de cambio de fase ubicada por debajo de la carga útil. Todo el proceso de enfriamiento es "pasivo", lo que significa que no requiere una batería u otra alimentación eléctrica.
La Figura 1 es una vista en perspectiva de un cuarto de un sistema de envasado 10 de acuerdo con la invención. El sistema 10 comprende una carcasa 12 que define un compartimento de carga útil 20 para contener una carga útil 90 (mostrada en la Figura 2) y un sistema de enfriamiento para ayudar a mantener la carga útil 90 dentro de un intervalo de temperatura aceptable.
La carcasa puede comprender una pared inferior 14, una pared superior 16 ubicada por encima de y en alineación vertical espaciada con la pared inferior 14, y paredes laterales 18 que se extienden verticalmente entre la pared inferior 14 y la pared superior 16.
El sistema de enfriamiento comprende una o más matrices de tuberías de calor frías 24, una o más matrices de tuberías de calor calientes 34, una capa superior de material PCM frío 44 y una capa inferior de material PCM caliente 54.
Dos conjuntos de tuberías de calor
Las tuberías de calor frías 24 y las tuberías de calor calientes 34 hacen circular materiales de cambio de fase (PCM) a través de todo el compartimento de carga útil 20 y preferiblemente a lo largo de las paredes interiores de la carcasa 12.
Preferiblemente, cada tubería de calor fría 24 está conformada como una “U” invertida y comprende una sección horizontal 27 que conecta dos patas o secciones verticales 26, 28 que se extienden hacia abajo. Las tuberías de calor frías 24 pueden estar dispuestas en una primera matriz paralela y una segunda matriz paralela ortogonal a la primera matriz paralela de modo que hagan contacto con los cuatro lados de la carcasa 12. Las tuberías de calor frías 24 pueden estar fijadas a los lados 18 de la carcasa 12 con soportes transversales 11 o por cualquier medio adecuado. Las tuberías de calor frías 24 pueden estar hechas de un material térmicamente conductor tal como aluminio o cobre, y contener un material de cambio de fase frío. Un primer material de cambio de fase (PCM) "frío" 29 está ubicado dentro de cada tubería de calor fría 24.
Preferiblemente, cada tubería de calor caliente 34 puede estar conformada como una "U" con el lado correcto hacia arriba, y comprender una sección horizontal 37 que conecta dos secciones verticales 36, 38. Las tuberías de calor calientes 34 pueden estar dispuestas en una primera matriz paralela y una segunda matriz paralela ortogonal a la primera matriz paralela de modo que también hagan contacto con los cuatro lados 18 de la carcasa 12. Las tuberías de calor calientes 34 pueden estar fijadas a los lados del contenedor con soportes transversales 11 o por cualquier medio adecuado. Las tuberías de calor calientes 34 pueden estar hechas de un material térmicamente conductor tal como aluminio o cobre, y contener un material de cambio de fase caliente. Un segundo material de cambio de fase (PCM) "caliente" 39 está ubicado dentro de cada tubería de calor caliente 34.
Capas de material de cambio de fase
La primera capa (o capa superior) de material PCM frío 44 puede comprender una o más botellas de cambio de fase frías y puede estar ubicada por encima de y en contacto térmico con la sección horizontal 27 de cada tubería de calor fría 24 para actuar como sumidero térmico. Las botellas de cambio de fase frías que constituyen la capa de PCM frío 44 pueden contener un material de cambio de fase frío (como el agua), preferiblemente acondicionado a una temperatura de congelación.
La segunda capa (o capa inferior) de PCM caliente 54 puede comprender una o más botellas de cambio de fase calientes y puede estar ubicada por encima de y en contacto térmico con las secciones horizontales 37 de las tuberías de calor calientes 34. Las botellas de cambio de fase calientes que constituyen la capa de PCM caliente 54 pueden contener un material de cambio de fase caliente preferiblemente acondicionado a una segunda temperatura de congelación que es mayor que la temperatura de congelación del PCM frío. Por ejemplo, si el material de cambio de fase frío está acondicionado a una temperatura de, digamos, 5 °C, el material de cambio de fase caliente puede estar acondicionado a una temperatura de congelación de 23 °C.
Por lo tanto, en el ejemplo anterior, el primer PCM "frío" 29 cambia de fase (se congela) a 5 °C (41 °F) y el segundo PCM "caliente" 39 cambia de fase (se congela) a 23 °C (72 °F).
En otro ejemplo, un sistema de envasado 10 para mantener una carga útil 90 a una temperatura entre 15 °C (59 °F) y 25 °C (77 °F) puede comprender un primer PCM "frío" 29 que cambia de fase (se congela) a una temperatura cercana a 15 °C (por ejemplo 17 °C) y un segundo PCM "caliente" 39 que cambia de fase (se congela) a una temperatura cercana a 25 °C (por ejemplo 23 °C). Por lo tanto, el segundo PCM 39 se congela a una temperatura por encima de la temperatura de congelación del primer PCM 29.
Las botellas de cambio de fase son típicamente estructuras rígidas que contienen un material de cambio de fase. El material de cambio de fase puede ser un líquido, una disolución, un gel, un semisólido o cualquier forma adecuada de material de cambio de fase.
En lugar de botellas de cambio de fase, la primera capa (o capa superior) de material PCM frío 44 y/o la segunda capa (o capa inferior) de PCM caliente 54 pueden comprender cualquier dispositivo o dispositivos de contención adecuados. Por ejemplo, la primera capa (o capa superior) de material PCM frío 44 y/o la segunda capa (o capa inferior) de PCM caliente 54 pueden comprender uno o más ladrillos de cambio de fase (es decir, estructuras que comprenden un núcleo poroso tal como espuma expandida, que tiene típicamente una forma tridimensional similar a la de un ladrillo, saturada con un material de cambio de fase y envuelta en una envoltura hecha típicamente de película de polietileno).
Placas térmicamente conductoras
El sistema 10 puede comprender además una primera placa (placa superior) térmicamente conductora 46 metálica o no metálica. La placa superior 46 debería estar en contacto térmico y/o físico con la capa de cambio de fase fría 44 y las tuberías de calor frías 24 para facilitar la transferencia de energía térmica entre la capa de cambio de fase fría 44 y las tuberías de calor frías 24. Por ejemplo, las tuberías de calor frías 24 pueden estar soldadas a la placa 46 o pueden estar embebidas (pasar a través de canales) en la placa 46.
El sistema 10 puede comprender además una segunda placa (placa inferior) térmicamente conductora caliente 56. La placa inferior 56 puede ser metálica o no metálica. La placa inferior 56 debería estar en contacto térmico y/o físico con las botellas de cambio de fase calientes 54 y las tuberías de calor calientes 34 para facilitar la transferencia de energía térmica entre las botellas de cambio de fase calientes 54 y las tuberías de calor calientes 34. Por ejemplo, las tuberías de calor calientes 34 pueden estar soldadas a la placa 56 o pueden pasar a través de canales en la placa 56.
Principio de funcionamiento
En general, las tuberías de calor son tuberías cerradas, selladas en ambos extremos, que contienen un fluido que transfiere calor (hacia o desde la tubería de calor) por medio del calentamiento y enfriamiento del fluido. Al absorber o transferir calor, el fluido puede experimentar un cambio de fase. Por ejemplo, el fluido puede cambiar de líquido a gas al absorber calor y a continuación cambiar de nuevo a líquido al ceder calor. El líquido puede fluir a través de la tubería debido a la gravedad o algún tipo de acción capilar o de efecto de mecha.
La Figura 2 es una vista esquemática en sección transversal del sistema 10 que muestra una tubería de calor fría 24. El calor que pasa a través de las paredes laterales 18 del contenedor es absorbido por el primer PCM 29 dentro de las secciones verticales primera y segunda 26, 28 de la tubería de calor fría 24 (es decir, las "patas" de la "U" invertida). A medida que se calienta el primer PCM líquido dentro de las secciones verticales 26, 28, el PCM líquido comenzará a evaporarse. Mientras el primer PCM líquido se evapora, permanecerá a aproximadamente su temperatura de evaporación, y por lo tanto ayudará a mantener la temperatura de la tubería de calor fría 24 a la temperatura de cambio de fase del primer PCM "frío" 29, por ejemplo, 5 °C. A medida que el primer PCM "frío" 29 se evapora, ascenderá a través de las secciones verticales 26, 28 de la tubería de calor fría 24 debido a su menor densidad. Por ejemplo, el primer PCM 29 evaporado en la primera sección vertical 26 ascenderá en la dirección de la flecha A. De manera similar, el primer PCM 29 evaporado en la otra sección vertical 28 ascenderá en la misma dirección hacia arriba.
El primer PCM 29 evaporado asciende hasta que entra en la sección horizontal 27 de la tubería de calor fría 24. Allí, el primer PCM 29 dentro de la tubería de calor fría 24 comienza a condensar a medida que es enfriado por la capa de botellas de PCM frío 44. A medida que el primer PCM 29 dentro del tubo de calor frío 24 condensa, transfiere energía térmica a la capa de material PCM frío 44 (por ejemplo, botellas de PCM 44) mientras se mantiene una temperatura constante, lo que también ayuda a mantener el compartimento de carga útil a una temperatura constante. Al mismo tiempo, el material PCM frío 44 comenzará a fundirse.
El primer PCM 29 líquido condensado dentro de la tubería de calor fría 24 gotea hacia abajo por una o ambas secciones verticales 26, 28 de la tubería de calor fría 24, por ejemplo, en la dirección de la flecha B descendente en la Figura 2. El primer PCM 29 líquido condensado puede fluir hacia abajo debido a la gravedad y/o la acción capilar. El proceso de evaporación/condensación comienza entonces de nuevo, a medida que el primer PCM 29 líquido en las secciones verticales 26, 28 comienza a evaporarse de nuevo.
Por lo tanto, al pasar por un ciclo líquido-gas-líquido, el primer PCM "frío" 29 ayuda a mantener un intervalo de temperatura estrecho dentro del compartimento de carga útil 20 a medida que circula dentro de cada tubería de calor fría 24. Este proceso continúa hasta que el material de cambio de fase en la capa de material PCM frío 44 se agota. La capa de material PCM frío 44 es el único componente del sistema 10 que es necesario reemplazar o reacondicionar al final de una operación de transporte.
De manera similar, el segundo PCM "caliente" 39 evaporado en las secciones verticales primera y segunda 36, 38 de las tuberías de calor calientes 34 comenzará a licuarse a medida que se enfría. A medida que el segundo PCM 39 dentro de las secciones verticales 36, 38 se enfría, el segundo PCM 39 líquido comenzará a gotear hacia abajo por una o ambas secciones verticales 36, 38 de la tubería de calor caliente 34. Cuando el segundo PCM 39 calentado hace contacto con la capa de material PCM caliente 54 comenzará a evaporarse y el material PCM caliente 54 comenzará a fundirse. Mientras el segundo PCM 39 se evapora, permanecerá a aproximadamente su temperatura de evaporación, y por lo tanto ayudará a mantener la temperatura de la tubería de calor caliente 34 a la temperatura de cambio de fase del segundo PCM 39, por ejemplo, a la temperatura ambiente (aproximadamente 22 °C). A medida que el segundo PCM 39 se evapora, ascenderá a través de las secciones verticales de la tubería de calor caliente 34, donde el ciclo comenzará de nuevo. Por lo tanto, al pasar por un ciclo líquido-gas-líquido, el segundo PCM 39 mantiene una temperatura bastante constante a medida que circula por dentro de la tubería de calor caliente 34. De esta manera, se configura un ciclo de cambio de fase cerrado para calentar la carga útil 90. Este proceso continúa hasta que el PCM en la capa de material PCM caliente 54 se agota.
El PCM líquido puede moverse dentro de las tuberías de calor por medio de acción capilar
La Figura 3 es una vista en perspectiva de una sección de una tubería de calor fría 24 que muestra una superficie interior 49 con crestas 48. Las crestas 48 definen ranuras 50 que favorecen la acción capilar que ayuda al primer PCM 29 líquido a fluir hacia abajo por la tubería 24. El primer PCM 29 en forma de vapor o gas puede viajar hacia arriba por la tubería 24 a través de un canal central 52. Las tuberías de calor calientes 34 pueden tener crestas 48 y ranuras 50 similares.
Realización alternativa
La Figura 4 es una vista frontal en corte de un sistema de envasado 110 alternativo de acuerdo con la descripción. El sistema 110 comprende una carcasa 112 que define un compartimento de carga útil 120 para contener una carga útil 90 y un sistema de refrigeración para ayudar a mantener la carga útil 90 dentro de un intervalo de temperatura aceptable.
La carcasa 112 puede comprender una pared inferior 114, una pared superior 116 ubicada por encima de y en alineación vertical espaciada con la pared inferior 114, y paredes laterales 118 que se extienden verticalmente entre la pared inferior 114 y la pared superior 116. Una pared interna 122 puede separar un compartimento de carga útil 120 de un compartimento de refrigerante 121.
El sistema de refrigeración comprende una o más matrices de tuberías de calor 124 frías y/o calientes, y uno o más refrigerantes 144. En lugar de una forma de U, las tuberías de calor 124 pueden tener cualquier forma adecuada, como por ejemplo la forma de S mostrada en la Figura 4.
Cada tubería de calor 124 puede comprender una sección horizontal inferior 126 que tiene un extremo ubicado en el compartimento de refrigerante 121, una sección horizontal superior ubicada en el compartimento de carga útil 120 y una sección vertical 127 que conecta la sección horizontal inferior 126 a la sección horizontal superior 128. La primera sección horizontal o sección horizontal inferior 126 funciona como la sección de condensación y la segunda sección horizontal o sección horizontal superior 128 funciona como la sección de evaporación de la tubería de calor 124.
Un primer refrigerante 144 puede estar ubicado en el compartimento 121 de refrigerante adyacente a y en contacto térmico con la primera sección de tubería de calor horizontal 126 para actuar como evaporador. El primer refrigerante 144 puede comprender una o más botellas de cambio de fase.
Cuando el material de cambio de fase que circula a través de la tubería de calor 124 alcanza la sección inferior 126, se evapora para formar un gas y comienza a ascender a través de la tubería de calor 124 hasta que alcanza la sección horizontal superior 128. Cuando el material de cambio de fase alcanza la sección superior 128, condensa y comienza a fluir hacia abajo a través de la tubería de calor 124 hasta que alcanza la sección horizontal inferior 126.
Opcionalmente, se puede usar una segunda matriz de tuberías de calor y un segundo refrigerante (no mostrado). La segunda matriz de tuberías de calor puede estar cargada con un segundo material de cambio de fase que tenga una temperatura de cambio de fase diferente a la de la primera matriz 124.
Por lo tanto, en una realización, una pluralidad de tuberías de calor frías están dispuestas en una primera matriz paralela y una pluralidad de tuberías de calor calientes están dispuestas en una segunda matriz paralela ortogonal a la primera matriz paralela, haciendo contacto preferiblemente ambos conjuntos de tuberías de calor con los cuatro lados de la carcasa 112. Las tuberías de calor frías y las tuberías de calor calientes pueden fijarse a las paredes laterales 116 y, cuando sea necesario, a la pared superior 114, con soportes transversales (no mostrados) o por cualquier medio adecuado.
Se entiende que las realizaciones de la invención descritas anteriormente son solo ejemplos particulares que sirven para ilustrar los principios de la invención. Se contemplan modificaciones y realizaciones alternativas de la invención que no se apartan del alcance de la invención definido por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de envasado (10) para transportar una carga útil sensible a la temperatura (90), comprendiendo el sistema de envasado (10):
una carcasa (12) que comprende una pared inferior (14), una pared superior (16) ubicada por encima y en alineación vertical espaciada con la pared inferior (14), y paredes laterales (18) que se extienden verticalmente entre la pared inferior (14) y la pared superior (16), definiendo la carcasa (12) un compartimento de carga útil (20) para contener la carga útil (90),caracterizado por
un sistema de enfriamiento que comprende una o más matrices de tuberías de calor frías (24), una o más matrices de tuberías de calor calientes (34), una capa superior de material de cambio de fase (PCM) frío (44) y una capa inferior de material PCM caliente (54);
estando cada matriz de tuberías de calor frías (24) ubicada dentro de la carcasa (12) y comprendiendo una o más tuberías de calor frías (24), estando cada tubería de calor fría (24) conformada como una "U" invertida y comprendiendo una sección horizontal (27) que conecta dos secciones verticales (26, 28) que se extienden hacia abajo;
estando cada matriz de tuberías de calor calientes (34) ubicada dentro de la carcasa (12) y comprendiendo una o más tuberías de calor calientes (34), estando cada tubería de calor caliente (34) conformada como una "U" y comprendiendo una sección horizontal (37) que conecta dos secciones verticales (36, 38) que se extienden hacia arriba;
un primer material de cambio de fase (PCM) (29) ubicado dentro de cada tubería de calor fría (24), estando el primer material de cambio de fase acondicionado a una primera temperatura a la que el primer PCM (29) cambia de fase entre líquido y gas;
un segundo material de cambio de fase (PCM) (39) ubicado dentro de cada tubería de calor caliente (34), estando el segundo material de cambio de fase acondicionado a una segunda temperatura que es mayor que la primera temperatura a la que el segundo PCM (39) cambia de fase entre líquido y gas;
la capa superior de material de cambio de fase frío (44) está dispuesta por encima del compartimento de carga útil (20) y en contacto térmico con la sección horizontal (27) de cada tubería de calor fría (24), y el primer PCM (29) se evapora en las secciones verticales (26, 28) debido al calor transferido desde la carga útil (90), asciende hasta la sección horizontal (27) y transfiere calor a la capa superior de material de cambio de fase frío (44); y la capa inferior de material de cambio de fase caliente (54) está dispuesta por debajo del compartimento de carga útil (20) y en contacto térmico con la sección horizontal (37) de cada tubería de calor caliente (34), y el segundo PCM (39) se evapora en la sección horizontal (37) debido al calor transferido desde la capa inferior de material de cambio de fase caliente (54), asciende hasta las secciones verticales (36, 38) y transfiere calor a la carga útil (90).
2. El sistema de envasado (10) de la reivindicación 1, que comprende además:
una primera placa térmicamente conductora (46) en contacto térmico con la capa superior de material de cambio de fase frío (44).
3. El sistema de envasado (10) de la reivindicación 2, en el que:
las tuberías de calor frías (24) están soldadas a la primera placa térmicamente conductora (46).
4. El sistema de envasado (10) de la reivindicación 2, en el que
las tuberías de calor frías (24) están embebidas en la primera placa térmicamente conductora (46).
5. El sistema de envasado (10) de la reivindicación 1, que comprende además:
una segunda placa térmicamente conductora (56) en contacto térmico con la capa inferior de material de cambio de fase caliente (54).
6. El sistema de envasado (10) de la reivindicación 5, en el que:
las tuberías de calor calientes (34) están soldadas a la segunda placa térmicamente conductora (56).
7. El sistema de envasado (10) de la reivindicación 5, en el que:
las tuberías de calor calientes (34) están embebidas en la segunda placa térmicamente conductora (56). 8. El sistema de envasado (10) de la reivindicación 1, en el que:
las secciones verticales (26, 28, 36, 38) de cada tubería de calor (24, 34) tienen una superficie interior (49) que define ranuras (58) para facilitar el flujo capilar del material de cambio de fase en un estado condensado. 9. El sistema de envasado (10) de la reivindicación 1, en el que el primer PCM (29) condensa en la sección horizontal (27) debido al calor transferido a la capa superior de material de cambio de fase frío (44), gotea hacia abajo por las secciones (26, 28) y absorbe calor de la carga útil (90).
10. El sistema de envasado (10) de la reivindicación 1, en el que el segundo PCM (39) condensa en las secciones verticales (36, 38) debido al calor transferido a la carga útil (90), gotea hacia abajo hacia la sección horizontal (37) y absorbe calor de la capa inferior de material de cambio de fase caliente (54).
ES20819587T 2019-06-03 2020-06-03 Heat pipe cooled pallet shipper Active ES3038400T3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962856203P 2019-06-03 2019-06-03
PCT/US2020/035864 WO2020247456A1 (en) 2019-06-03 2020-06-03 Heat pipe cooled pallet shipper

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES3038400T3 true ES3038400T3 (en) 2025-10-13

Family

ID=73550664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES20819587T Active ES3038400T3 (en) 2019-06-03 2020-06-03 Heat pipe cooled pallet shipper

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11892238B2 (es)
EP (1) EP3976500B1 (es)
CA (1) CA3140198C (es)
ES (1) ES3038400T3 (es)
PL (1) PL3976500T3 (es)
WO (1) WO2020247456A1 (es)

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5000252A (en) * 1990-02-22 1991-03-19 Wright State University Thermal energy storage system
US5355684A (en) * 1992-04-30 1994-10-18 Guice Walter L Cryogenic shipment or storage system for biological materials
US6104611A (en) * 1995-10-05 2000-08-15 Nortel Networks Corporation Packaging system for thermally controlling the temperature of electronic equipment
US7043935B2 (en) * 2000-07-03 2006-05-16 Hunter Rick C Enclosure thermal shield
US6542359B2 (en) * 2000-12-27 2003-04-01 International Business Machines Corporation Apparatus and method for cooling a wearable computer
WO2003012357A2 (en) 2001-07-20 2003-02-13 Alma Technology Co., Ltd. Heat exchanger assembly and heat exchange manifold
US6642485B2 (en) * 2001-12-03 2003-11-04 Visteon Global Technologies, Inc. System and method for mounting electronic components onto flexible substrates
US8024936B2 (en) * 2004-11-16 2011-09-27 Halliburton Energy Services, Inc. Cooling apparatus, systems, and methods
WO2007033051A2 (en) 2005-09-12 2007-03-22 Genzyme Corporation Thermally insulated transport container for cell-based products and related methods
US7597133B2 (en) 2005-12-25 2009-10-06 Fu Zhun Precision Industry (Shen Zhen) Co., Ltd. Heat dissipation device with heat pipes
CA2682442C (en) 2009-10-14 2017-09-12 Claude Pinet High efficiency thermoelectric cooling system and method of operation
US20150239639A1 (en) 2012-10-31 2015-08-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Thermal stabilization shipping system and method
US9956140B2 (en) 2013-05-16 2018-05-01 Sandy Wengreen Storage systems and methods for medicines
KR200471021Y1 (ko) * 2013-08-05 2014-01-29 주식회사 에프엠에스코리아 온도 조절이 가능한 박스형 패키징
US9435578B2 (en) * 2013-12-05 2016-09-06 Tokitae Llc Storage apparatuses and related methods for storing temperature-sensitive items
US20150237762A1 (en) * 2014-02-20 2015-08-20 Raytheon Company Integrated thermal management system
US10568808B2 (en) * 2015-06-10 2020-02-25 Inmark Global Holdings, Llc Passive temperature controlled container
EP3147598A1 (de) * 2015-09-28 2017-03-29 Swissmedpack Technologien JP. Buettiker GmbH Thermoschutzspeicherzelle einer kühltransportbox
US10661969B2 (en) * 2015-10-06 2020-05-26 Cold Chain Technologies, Llc Thermally insulated shipping system for pallet-sized payload, methods of making and using the same, and kit for use therein
US11591133B2 (en) * 2015-10-06 2023-02-28 Cold Chain Technologies, Llc Pallet cover comprising one or more temperature-control members and kit for use in making the pallet cover
US10798848B2 (en) * 2016-04-14 2020-10-06 Microsoft Technology Licensing, Llc Passive thermal management system with phase change material
US10349561B2 (en) * 2016-04-15 2019-07-09 Google Llc Cooling electronic devices in a data center
US10072896B2 (en) * 2016-04-22 2018-09-11 LoCap Energy, LLC Modular thermal energy storage system
CN109792013A (zh) * 2016-10-07 2019-05-21 美国肯联铝业汽车制造有限公司 用于汽车电池温度管理的电池盒
US11142675B2 (en) * 2016-12-20 2021-10-12 The Curators Of The University Of Missouri Heat exchanging thermal liquid container
AU2018248396A1 (en) * 2017-04-03 2019-10-24 Yotta Solar, Inc. Thermally regulated modular energy storage device and methods
US11499770B2 (en) * 2017-05-09 2022-11-15 Cold Chain Technologies, Llc Shipping system for storing and/or transporting temperature-sensitive materials
IT201700091905A1 (it) * 2017-08-08 2019-02-08 David S R L "Dispositivo di accumulo di energia termica"
US10030913B1 (en) * 2018-01-17 2018-07-24 The Florida International University Board Of Trustees Heat pipe dry cooling system
US10451378B2 (en) * 2018-02-14 2019-10-22 The United States of America as represented by the Federal Bureau of Investigation, Department of Justice Reverse velocity jet tamper disrupter enhancer
WO2019238211A1 (en) * 2018-06-11 2019-12-19 Volvo Truck Corporation An air supply arrangement for supplying air to an internal combustion engine
EP3611457A1 (en) * 2018-08-17 2020-02-19 Biofreshtec S.L. Thermal accumulator containing a pcm, and refrigerated container equiped with said thermal accumulator
US12366400B2 (en) * 2021-03-04 2025-07-22 Cold Chain Technologies, Llc Shipping system for storing and/or transporting temperature-sensitive materials

Also Published As

Publication number Publication date
PL3976500T3 (pl) 2025-11-03
CA3140198A1 (en) 2020-12-10
EP3976500A1 (en) 2022-04-06
US11892238B2 (en) 2024-02-06
EP3976500A4 (en) 2023-06-28
CA3140198C (en) 2023-12-12
US20200377279A1 (en) 2020-12-03
EP3976500B1 (en) 2025-08-06
WO2020247456A1 (en) 2020-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1120029A (en) Heat pipe bag system
US3773031A (en) Device for storing heat or cold
ES2733013T3 (es) Dispositivo de gestión térmica pasivo
ES2672718T3 (es) Dispositivo de refrigeración
KR20040094913A (ko) 루프형 열사이펀 및 스털링 냉장고
US4335781A (en) High power cooler and method thereof
EP3907779A1 (en) A battery module
US10222132B2 (en) Heat transfer apparatus
CN103363827A (zh) 沸腾冷却装置
KR102079910B1 (ko) 상변화물질을 이용한 잠열축열장치
ES3038400T3 (en) Heat pipe cooled pallet shipper
CN1615251A (zh) 自冷却饮料包装的绝缘
KR101014371B1 (ko) 히트 파이프
US20150020999A1 (en) Heat exchanger
KR101593892B1 (ko) 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프 및 그를 포함하는 냉각시스템
WO2020056065A1 (en) Eutectic heat exchange apparatus
CN115910397B (zh) 反应堆及其双层压力容器
ES2233510T3 (es) Dispositivo de recipiente de absorcion con envolvente flexible.
KR102016525B1 (ko) 용융염 발전 장치
JPS62294897A (ja) 蓄熱式熱交換器
ES2734648T3 (es) Acumulador de energía térmica a base de materiales de cambio de fase sólido-líquido y método de fabricación de la unidad
KR20190081998A (ko) 축열 시스템
CN211041474U (zh) 半导体制冷装置及转运箱
KR20110122240A (ko) 미세유로형 열교환장치
ES2378965T3 (es) Acumulador de calor con alta densidad de acumulación.