DE1601036A1 - Elektrothermische Tiefkuehleinrichtung - Google Patents

Description

• Elektrothermische Tiefkühleinrichtung Oftmals müssen Präparate, Materialien, Kulturen oder dergleichen längere Zeit lang bei tiefen Temperaturen - darunter sollen hier Temperaturen unterhalb -4p ° Celsius verstanden werden - gelagert werden, ohne daß sich auch nur kurzzeitig die Temperatur erhöhen darf, weil dies eine Zerstörung des betreffenden Gegenstandes zur Folge hätte. Man hat derartige Gegenstände bisher in üblichen Tiefkühltruhen gelagert und dabei insbesondere bei längerer Lagerdauer große Verluste hinnehmen müssen. Bei bekannten Tiefkühltruhen treten nämlich im Laufe größerer Zeiträume immer wieder Fehler auf, die einen unzulässigen Temperaturanstieg zur Folge haben Fehlerquellen sind Deckstellen im Rühlsystem, Mängel an den Einspritzventilen, an den Steuergeräten oder anderen elektrischen bzw. mechanischen Einrichtungen der Anlage, Ausfall von Kompressoren, die bei den für tiefe Temperaturen erforderlichen Kältemitteln, wie R 22 bzw. R 13, einer erhöhten Beanspruchung ausgesetzt sind. Schließlich kann bei den bekannten Tiefkühltruhen auch der Ausfall der elektrischen Versorgung oder - soweit es sich um wassergekühlte Anlagen handelt - das Ausbleiben des Kühlwassers Ursache für eine unzulässige Temperaturerhöhung des Kühlguts sein. Ziel der Erfindung ist eine Tiefkühleinrichtung, bei der auch über lange Zeiträume hinweg eine für temperaturempfindliche Gegenstände ausreichende Sicherheit gegen eine unzulässige Temperaturerhöhung gegeben ist. Die Erfindung betrifft eine elektrothermische Tiefkühleinrichtung mit wenigstens eine. tilermisch isolierten Aufnahme- -raum für das Kohlgut, der in direktem thermischem Kontakt mit der wärmeaufnehmenden Seite einer wenigstens einstufigen Peltier-Batterie steht, deren wärmeabgebende Seite direkten thermischen Kontakt mit einem Wärmespeicher hat. Einrichtungen dieser Art sind durch die deutsche Auslegeschrift 1 'I26 426 bekannt geworden. In der Au:2legeschrif t ist ein Kleinkühlgerät mit einer Peltier-Kühlanordnung beschrieben, bei dem der zu kühlende Raum in thermischem Kontakt mit den kalten Kontaktstellender Peltier-Kühlanordnung. steht. Die warmen Kontaktstellen der Peltier-Kühlanordnung stehen in thermischem Kontakt mit einem Wärmespeicher, in dem die während des Betriebes an den warmen Kontaktstellen entstehende Wärme zu einem wesentlichen Teil angesammelt und von hier aus laufend an die Umgebung abgegeben wird. Der bekannten Einrichtung-liegt-die Erkenntnis zugrunde, daß bei Kleinkühlgeräten, bei denen die Peltier-Kühlanordnungen jeweils nur relativ kurze Zeit im Betrieb sind, die Kühlorgane räumlich verkleinert werden können, wenn die während des Betriebs entstehende Wärme zunächst in einem Speicher gesammelt und während der Betriebspausen aus diesein an die Umgebung abgeführt wird. Das der Erfindung zugrunde liegende Problem, :das auf eine hohe Betriebssicherheit abzielt, läßt sich bei einer elektrothermischen Tiefkühleinrichtung der genannten Art dadurch lösen, daß der Wärmespeicher thermisch isoliert ist und durch 3 getrennte luftgekühlte, hermetisch abgeschlossene Kühlaggregate gekühlt wird, die so bemessen sind, daß zwei Aggregate ausreichen, um die erforderliche Kälte zu erzeugen, daß ferner die elektrische Speisung der Peltier-Batterie durch eine mittels eines Netzladegerätes stets im aufgeladenen Zustand gehaltene Batterie erfolgt und der Ausfall der Netzspannung, eines Kühlaggregates oder einer Peltier-Batterie durch ein optisches und/oder akustisches Signal angezeigt wird. Durch'den Wärmespeicher wird gewährleistet, daß bei kurzzeitigem Ausfall sämtlicher Kühlaggregate, beispielsweise infolge eines Ausfalls der Netzspannung, die Temperatur an der wärmeabgebenden Seite der Peltier-Batterie nur unwesentlich ansteigt. Das Material des Närmespeichers soll deshalb eine möglichst große spezifische Wärme besitzen. Das Volumen des gärmespeichers muß so bemessen werden, daß bei einem Ausfall sämtlicher Kühlaggregate die Temperatur des Wärmespeichers innerhalb einer vorgegebenen. Zeit - beispielsweise innerhalb von 'l5 Stunden - nur so weit ansteigen kann, daß die Kühlung des Aufnahmeraums für das Kühlgut durch die Peltier-Batterie noch ausreichend ist. Der Betrieb der Peltier-Batterien wird bei einer Netzunterbrechung durch die elektrische Batterie aufrecht erhalten. Da zur Kühlung des Wärmespeichers luftgekühlte Kühlaggregate verwendet werden, ist eine Störungsquelle ausgeschaltet, die bei wassergekühlten Aggregaten vorhanden ist, nämlich das Ausbleiben des Kühlwassers. Die Kühlaggregate sind als hermetisch abgeschlossene Aggregate ausgebildet, die sich durch eine große Betriebssicherheit auszeichnen. Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit sind drei getrennte Aggregate vorgesehen und diese so bemessen, daß zwei hiervon ausreichen, um die erforderliche Kälte zu erzeugen. Bei Ausfall eines Aggregates bleibt somit genügend Zeit, um dieses gelegentlich wieder in Ordnung bringen zu lassen. Als Peltier-Batterien stehen aus Halbleiterelementen aufgebaute Batterien zur Verfügung, die sich durch eine hohe Effektivität, hohe Betriebssicherheit und praktisch unbegrenzte Lebensdauer auszeichnen. Beim Ausfall der Netzspannung, eines Kühlaggregates oder einer Peltier-Batterie wird ein optisches und/oder akustisches Signal angezeigt. Es wird unter Hinweis auf die Fehlerquelle jede Betriebsstörung sofort gemeldet, so daß der Fehler rechtzeitig, d.h. vor einer unzulässiger. Temperaturerhöhung im Aufnahmeraum des Kühlgutes behoben werden kann... Vorzugsweise werden mehrere thermisch gagenseitig isolierte Aufnahmeräume für das Kühlgut vorgesehen, von denen jedem eine eigene P,eltier-Batterie zugeordnet ist. Die wärmeabgebenden Seien alleret.er-Batterien: stehen hierbei jedoch nur mit einem einzigen Wärmespecher in thermischem Kontakt. Durch die üntertei.lung in mehrere Aufnahmeräume ergibt sich die Möglichkeit, unterschiedliche Tempergturen für das K'@ihlgut@vorzusehen und die Betriebssicherheit weiter zu erhöhen. Sollte eine Peltier-Batterie ausfallen, so kann das Kühlgut bis zum Auswechseln der Peltier-Batterie in einem anderen Aufnahmeraum untergebracht werden. Die Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel anhand"zweier Figuren näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Seitenansicht im Schnitt und Figur 2 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen elektrothermischen Tiefkühleinrichtung.
• Die in den Figuren dargestellte elektrothermische Tiefkühleinrichtung enthält 6 thermisch isolierte Aufnahmeräume 1 für das Kühlgut. Jeder der Aufnahmeräume enthält eine gut wärmeleitende K'Lhlwanne 2, die in direktem thermischem Kontakt mit der wärmeaufnehmenden Seite 3 einer dem Aufnahmeraum zugeordneten mehrstufigen Peltier-Batterie 4 steht. An den wärmeabgebenden Seiten 5 der einzelnen Peltier-Batterien sind Kühlfahnen 6 gut s wärmeleitend angebracht, die alle in einen gemeinsamen Wärmespeicher 7 der Tiefkühleinrichtung ragen. Als JVärmespeicher dient eine mit Flüssigkeit möglc?,at großer sgezfischet Wärme bei einer Temperatur von, etwa -25 o C, Das Volumen. bzw. die Menge der Flüssigkeit ist so bemessen, daß die Kühlreserve für die Peltier-Batterie ca, 15 Stunden vorhält. In de-4ro speicher ragen neben den Kühlfahnen der Peltier-B-atter-is:nc@z Wärmeaustauscher 8 dreier Kühlaggregate 9. Die Kühlaggregp:te sind zusammen mit einer elektrischen Batterie 1o (24 V, 4oo Ah) und zweier Netzladegeräte 11 im Unterteil der in Form einer K'ü.hltruhe ausgebildeten elektrothermischen Tiefkühleinrichtung untergebracht. Die Kühlaggregate sind luftgekühlt und hermetisch abgeschlossen. Durch eine thermische Isolation 12 sind sowohl. die Wärmespeicher 7 als auch die. Aufnahmeräume 1 gegenseitig und gegenüber der Umgebung wärmeisoliert. Durch eine Schalttafel 13 wird die Tiefkühleinrichtung gesteuert und überwacht. Bei Ausfall der Netzspannung, eines der beiden Netzgeräte, einer der drei K'ühiaggregate oder einer der 6 Peltier-Batterien wird ein Schauzeichen auf der Schalttafel betätigt und durch den Signalton eines Horns 14 auf den Fehler aufmerksam gemacht. Der Spalt zwischen den aufklappbaren Deckeln und deren-Auflagen ist durch ringförmige Dichtungen 15 aus wärmeisolierendem Material abgedichtet.

Claims (1)

1. P n T E N T A N S P R Ü C H E 1. Elektrothermische Tiefkühleinrichtung zum sicheren Lagern von Präparaten, Materialien, Kulturen oder dergleichen bei tiefen Temperaturen, vorzugsweise bei Temperaturen unterhalb -4o ° C, über längere Zeiträume hinweg, mit wenigstens einem thermisch isolierten Aufnahmeraum für das Kühlgut, der in direktem thermischem Kontakt mit der wärmeaufnehmenden Seite einer wenigstens einstufigen Peltier-Batterie steht, deren wärmeabgebende Seite direkten thermischen Kontakt mit einem Wärmespeicher hat, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Wärmespeicher ('7) thermisch isoliert ist und durch 3 getrennte luftgekühlte, hermetisch abgeschlossene Kühlaggregate (9) gekühlt wird, die so bemessen sind, daß 2 Aggregate ausreichen, um die erforderliche Kälte zu erzeugen, daß ferner die elektrische Speisung der Peltier-Batterie (4) durch eine mittels eines Netzladegerätes (11) stets im aufgeladenen Zustand gehaltene Batterie (1o) erfolgt und der Ausfall der Netzspannung, eines K.ihlaggregates oder einer Peltier-Batterie durch ein optisches und/oder akustisches Signal angezeigt wird. ,2. Elektrothermische Tiefkühleinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet , daß an der wärmeabgebenden Seite der Peltier-Batterie Kühl- fahnen (6) angebracht sind, die in den Wärmespeicher ragen. 3. Elektrothermische Tiefkühleinrichtung nach Anspruch 'F oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß _mehrere :gegenseitig thermisch isolierte i-.ufnahme- räum-e °('I) vorgesehen sind., von d=enen jedem eine eigene Peltier--Bätterie zugeordnet ist und daß fair die wärmeab- gebenden-Set.en aller.Peltfer-Batterien nur ein einziger Wärmaspe.cher vorgesehen ist.