DE9311614U1

DE9311614U1 - Einrichtung, die einen zu kühlenden Raum umfaßt

Info

Publication number: DE9311614U1
Application number: DE9311614U
Authority: DE
Original assignee: LUDWIG KIESEL oHG
Current assignee: LUDWIG KIESEL oHG
Priority date: 1993-08-04
Filing date: 1993-08-04
Publication date: 1994-12-08
Anticipated expiration: 2003-08-05

Description

Ludwig Kiesel oHG
90571 Schwaig, DE

Einrichtung, die einen zu kühlenden Raum

umfaßt

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung, die einen zu kühlenden Raum umfaßt, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine nach dem Sorptionsprinzip arbeitende Heiz-Kühlanordnung mit einer derartigen Einrichtung ist aus der DE-OS 34 25 419 bekannt. Diese besteht beispielsweise aus zwei mit einer Absperreinrichtung für Wasserdampf gekoppelten, doppelwandigen Behältern. In den Hohlraum der Wand des einen zu kühlenden Behälters ist ein mit Wasser getränktes bzw. sich mit Wasser vollsaugendes Material vorhanden. Der Hohlraum des anderen Behälters ist mit einer Zeolithfüllung versehen, die im regenerierten Zustand Wasserdampf adsorbiert und aus der der Wasserdampf durch Erhitzen wieder ausgetrieben und durch den entstehenden Dampfdruck in den Hohlraum der Wand des zu kühlenden Behälters getrieben werden kann.

Nach Öffnen der Absperreinrichtung saugt die regenerierte Zeolithfüllung in sehr kurzer Zeit Wasserdampf aus dem Hohlraum der Wand des zu kühlenden Behälters an, wodurch

dort eine starke Absenkung der Temperatur auftritt. Gleichzeitig erwärmt sich die den Wasserdampf adsorbierende Zeolithfüllung infolge der Dampfadsorption.

Dieses bekannte System ist in sich geschlossen und der Kühlbzw. Heizeffekt sind allein abhängig von den Reaktionsgeschwindigkeiten der ablaufenden Prozesse. Insbesondere die Regeneration der Zeolithfüllung durch Erhitzen auf wenigstens 150° bis 300⁰C oder höher und die anschließende Abkühlung auf eine Temperatur, insbesondere auf Raumtemperatur, bei der diese wieder in der Lage ist, Wasserdampf in größeren Mengen zu adsorbieren, ist ein langdauernder Prozeß, wenn nicht aufwendige Betriebsmittel und/oder Prozesse zur Anwendung kommen. Zugleich muß bei der bekannten Anordnung der ausgetriebene Wasserdampf vom Medium des zu kühlenden Behälters aufgenommen werden, d.h. dort kondensieren. Auch dies ist mit einfachen Mitteln nur mit hohem Zeitaufwand realisierbar.

Mit der vorliegenden Erfindung soll eine Einrichtung, die einen zu kühlenden Raum umfaßt, so weitergebildet werden, daß damit kostengünstig ein schnellerer Prozeßablauf ermöglicht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann getrennt von einem Vakuumsystem mit Adsorbern betrieben werden. Das Füllen der Einrichtung mit der zu verdampfenden Flüssigkeit kann unter Druck sehr schnell erfolgen, wobei durch die Ablaufarmatur eine Überfüllung jederzeit vermieden werden kann. Andererseits kann die Regeneration des Adsorbers, beispielsweise eine Zeolithfüllung, während der Kühlphase

der Einrichtung ohne Zeitdruck durchgeführt werden. Weiterhin können mehrere erfindungsgemäße Einrichtungen gleichzeitig oder zeitversetzt mit einer Anlage betrieben werden. Durch den Aufbau der Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine schnelle Verdampfung und daher eine beispielsweise sekundenschnelle Temperaturabsenkung im Wandungsteil der zu kühlenden Einrichtung kostengünstig gewährleistet und es ist eine rationelle Fertigung dieser Einrichtung ermöglicht.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbexspiels näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Einrichtung gemäß der vorliegenden

Erfindung von der Frontseite, teilweise im Schnitt gesehen, mit der Prinzipdarstellung einer möglichen Systemanlage,

Fig. 2 die Ansicht auf eine Wandseite - hinsichtlich der Abstandshalter teilweise im Schnitt eines vakuumdichten Wandungsteils,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Wandungsteils gemäß Fig. 2 und

Fig. 4 eine Teilansicht der Mittel zum Füllen der Einrichtung mit der zu verdampfenden Flüssigkeit.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Einrichtung mit einem zu kühlenden Raum 2 bezeichnet. Diese Einrichtung 1 kann ein fahrbarer Kühlbehälter sein, wie er sich beispielsweise unter der Bezeichnung "Trolley" am Markt befindet. Die Einrichtung kann jedoch auch beliebig anders gestaltet sein,

beispielsweise als Kühlbox, Kühlschrank, Kühltheke, Kühlraum, Fahrgastraum eines Omnibusses, Abteil eines Eisenbahnwaggons oder dgl.. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Trolley 1 umschließt eine Außenisolierung 3 den gesamten zu kühlenden Raum 2. An den Innenseiten der Seitenwände 4, 5 ist je ein hohles, flaches, vakuumdichtes Wandungsteil 6 vorgesehen, in dem ein für eine zu verdampfende Flüssigkeit 7 saugfähiges Medium 8 untergebracht ist. Letzteres besteht beispielsweise aus einem Vlies aus Mineralfasern, aus einem Gerüst oder Granulat aus offenporigem Material, wie beispielsweise Bimsstein oder Ziegelstein oder aus anderen saugfähigen Materialien. Als verdampfbare Flüssigkeit dient vor allem Wasser.

Das saugfähige Medium 8 ist bevorzugt so angeordnet, daß es an der Innenwand 9 und an der Außenwand 10 des vakuumdichten Wandungsteils 6 anliegt, um eine hohe Temperaturleitfähigkeit vom Medium 8 bzw. von der von diesem aufgesaugten Flüssigkeit 7 insbesondere an die Wand 9 zu erhalten.

Gemäß der in Fig. 2 dargestellten Wandseite eines vakuumdichten Wandungsteils 6 ist das saugfähige Medium 8 in Form von senkrecht angeordneten Streifen 11 ausgebildet, zwischen denen Dampfkanäle 12 belassen sind. Die Dampfkanäle 12 sind durch ü-förmige Abstandshalter 13 in Form von senkrechten Schienen gebildet, deren Seitenwände 13.1 und 13.2 für die Flüssigkeit 7 oder zumindest für deren Dampfform durchlässig sind. Sie bestehen beispielsweise aus entsprechend gebogenem Streckmetall oder aus einem gelochten oder geschlitzten Band aus Metall, Kunststoff oder dgl..

Die Abstandshalter 13 sind vorteilhaft so gestaltet, daß sie zugleich ein Einfallen der Wände 9 und 10 beim Anlegen von

Vakuum an den Wandungsteil 6 verhindern. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Abstandshalter als Rohre oder im Querschnitt V-, S-, Z-förmig oder dgl. ausgeführt sind.

Im Wandungsteil 6 ist oberhalb der Streifen 11 gemäß Fig. jeweils ein Hohlraum 14 belassen, in dem je ein Verteilerrohr 15 verläuft. Dieses Verteilerrohr 15 besitzt unten jeweils oberhalb der Bereiche der Stirnseiten 11.1 der Streifen 11 Austrittsöffnungen 16. Die Verteilerrohre 15 sind über Zulaufrohre 15.1 und 15.2 mit einer oberen Verteilerarmatur 17 verbunden, die über ein gemeinsames Rohrstück 18 und eine anschließende Zuflußarmatur 19 mittels eines Kupplungsteils 20 einer Zuleitung 21 mit einem Vorratsbehälter 22 mit der Flüssigkeit 7 verbunden werden kann (siehe Fig. 1). Vorteilhaft sind die Zuflußarmatur 19 und das Kupplungsteil 20 als Schnellkupplung ausgebildet. Die Verteilerrohre 15 und die Verteilerarmatur 17 bilden ein Verteilsystem für den Zulauf der zu verdampfenden Flüssigkeit 7.

Die Austrittsöffnungen 16 an den Verteilerrohren 15 sind im Durchmesser derart bemessen, daß eine möglichst gleichmäßige Berieselung aller Streifen 11 erreicht wird. Bevorzugt sind daher die Durchmesser der Austrittsöffnungen 16 desto größer, je weiter sie vom Rohrstück 18 bzw. von der Verteilerarmatur 17 entfernt sind.

Am Boden 23 der Einrichtung 1 oder des Raumes 2 ist an der tiefsten Stelle eine Abflußarmatur 24 vorgesehen, durch die im Wandungsteil 6 vorhandene überschüssige Flüssigkeit 7 abgelassen werden kann.

Zu diesem Zweck ist an diese Abflußarmatur 24 eine Sammler-

armatur 25 (siehe Fig. 1) angeschlossen, in die Zulaufrohre 26, 27 von den Wandteilen 6 her angeschlossen sind. Zwecks vollständiger Entwässerung sind die Zulaufrohre 26, 27 möglichst weit unten an den Wandteilen 6 angeordnet oder eingeführt bzw. ausgeleitet.

Vorteilhaft ist die Abflußarmatur 24 mit der Zuflußarmatur 19 derart zwangsgekuppelt, daß beim Verbinden des Kupplungsteils 20 mit der Zuflußarmatur 19 oder erst nach deren Verbinden beim Öffnen eines Zuflußhahns 28 oder dgl. durch mechanische und/oder hydraulische Kupplung die Abflußarmatur 24 geöffnet und beim Schließen oder Abkuppeln der Zuleitung 21 wieder geschlossen wird. Hierzu ist in der Verteilerarmatur 17 ein Stellelement 29 vorgesehen, das mit einem Stellglied 30 der Abflußarmatur 24, beispielsweise über einen Stab 31, mechanisch gekuppelt ist. Der Stab 31 ist mit einem oberen Teil 31.1 in der Verteilerarmatur 17 axial verschiebbar gehaltert und nach unten durch eine Ringdichtung 32 herausgeführt. Sein unterer Teil 31.2 ist in der Sammlerarmatur 25 axial verschiebbar gelagert. Das nach unten herausragende Teil ist von einem Rohrabschnitt 33 unter Bildung eines Zwischenraumes 34 umgeben. Das Rohrende 35 des Rohrabschnitts 33 ist als Ventilsitz ausgebildet und bildet zusammen mit einem auf dem Stabende 36 angebrachten Dichtungsring 37 die Abflußarmatur 24, indem das Stabende 36 durch eine Druckfeder 38 nach oben gedrückt wird.

Das Rohrende 35 und das Stabende 36 ragen in eine Bohrung 39 der Bodenplatte 23, die von unten mit einer Abschlußplatte 40, die wenigstens eine Auslaßöffnung 41 aufweist, abgeschlossen ist. Die Druckfeder 38 ist zwischen Stabende 36 und Abschlußplatte 40 eingespannt.

Die Verteilerarmatur 17 und die Sammlerarmatur 25 sind durch ein Rohr 42 miteinander verbunden, das den Stab 31 in diesem Bereich mit Spiel umgibt.

Beim Anschließen des zu kühlenden Raumes bzw. Vorratsbehälters 2 durch Zusammenstecken des Kupplungsteils 20 mit der Zuflußarmatur 19 und bei geöffneter Zuleitung 21 fließt die Flüssigkeit 7 über das Verteilersystem 17, 15.2, 15.1 und 15 auf die Streifen 11 aus saugfähigem Material und tränkt diese, bis nach der Sättigung Flüssigkeit nach unten abtropft und über die Zulaufrohre 26, 27 der Sammlerarmatur 25, den Rohrabschnitt 33 und die geöffnete Abflußarmatur 24 - bei nach unten gedrücktem Stab 31 und vom Rohrende 35 abgehobener Dichtung 37 - aus der bzw. aus den Auslaßöffnungen 41 der Abschlußplatte 40 herausfließt. Hierauf wird die Zufuhr von Flüssigkeit gestoppt und es werden die Zuflußarmatur 19 sowie die zwangsgekuppelte Abflußarmatur 24 geschlossen.

Die Wandungsteile 6 sind noch über Leitungen 43, die an Absaugkanäle 44, die die Wandungsteile 6 senkrecht durchragen, anschließen, mit einer gemeinsamen Dampfabsaugarmatur 45 verbunden. Letztere ist an eine Vakuumleitung 46 (siehe Fig. 1) anschließbar.

Die rohrförmigen Absaugkanäle 44 sind unten dicht aus dem Wandungsteil 6 herausgeführt. Nach oben ragen sie in den Hohlraum 14, wo sie gegen das Einlaufen der von oben einzubringenden Flüssigkeit 7 durch einen dachförmigen Deckel 47 abgeschlossen sind.

Wird eine Einrichtung 1, deren Medium 8 mit Flüssigkeit 7 getränkt ist, an ein Vakuum, beispielsweise von 6 mbar oder weniger, angeschlossen, so verdampft die Flüssigkeit bereits bei Raumtemperatur und wird nachhaltig von der

Zeolithfullung eines unter Vakuum stehenden Adsorbers 48 aufgesogen. Hierdurch kommt es in kürzester Zeit zu einer Unterkühlung des Inhalts der Wandungsteile 6 und zu einer lang anhaltenden Kühlung des Raumes 2. So können Lebensmittel/ Getränke oder andere Gegenstände über bis zu 10 Stunden und mehr kalt gehalten werden. Bei nachlassender oder nicht mehr ausreichender Kühlung wird die Einrichtung wieder mit Flüssigkeit 7 gefüllt bzw. diese dort nachgefüllt und anschließend wieder Vakuum angelegt. Dies ist mit der Einrichtung 1 innerhalb sehr kurzer Zeit durchführbar, da das Füllen und Evakuieren nur eine sehr geringe Prozeßzeit benötigen.

Claims

Ludwig Kiesel oHG 90571 Schwaig, DE Schutzansprüche

1. Einrichtung, die einen zu kühlenden Raum umfaßt, der wenigstens einen hohlen, vakuumdichten Wandungsteil aufweist, in dem ein saugfähiges Medium für eine verdampfbare Flüssigkeit vorgesehen ist und die Mittel aufweist, durch die die verdampfbare Flüssigkeit in den Wandungsteil eingebracht und verdampfte Flüssigkeit über eine Vakuumleitung aus dem Wandungsteil abgesaugt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß das saugfähige Medium (8) als offenporiges Gerüst oder als Vlies ausgebildet ist, daß das saugfähige Medium (8) von Dampfkanälen (12) durchsetzt ist, die mit wenigstens einer gemeinsamen Dampfabsaugarmatur (45) verbunden sind, daß im vakuumdichten Wandungsteil (6) ein Flussigkeits-Verteilsystem (15, 17) vorgesehen ist, das mit einer Zuflußarmatur (19) verbunden ist, über welches das saugfähige Medium (8) möglichst gleichmäßig mit der verdampfbaren Flüssigkeit (7) getränkt bzw. gesättigt werden kann, und daß an der tiefsten Stelle des Wandungsteils (6) oder der Einrichtung (1) eine Abflußarmatur (24) zum Ablassen überschüssiger verdampfbarer Flüssigkeit (7) vorgesehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (29, 30, 31) vorgesehen sind, über die die Abflußarmatur (24) beim Anschließen der Zuflußarmatur (19) an ein Füllsystem (20, 21, 22) bzw. beim Öffnen des Zuflusses in den geöffneten Zustand bringbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das saugfähige Medium (8) in Form von Streifen (11) ausgebildet ist, die an den einander gegenüberliegenden Wänden (9, 10) des Wandungsteils (6) anliegen und zwischen denen Abstandshalter (13) vorgesehen sind, die die Dampfkanäle (12) bilden.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (13) aus im Querschnitt rohr-, U-, V-, S-, oder Z-förmigen Schienen bestehen, deren Wand bzw. Wände (13.1, 13.2) dampfdurchlässig ist bzw. sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (13) aus Streckmetall bestehen und insbesondere als U-föntiige Schienen ausgebildet sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (13) querschnittsmäßig derart ausgebildet sind, daß sie das Einfallen der Seitenwände (9, 10) des Wandungsteils (6) beim Anlegen von Vakuum verhindern.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeits-Verteilsystem (15, 17) aus einem oder mehreren mit der Zuflußarmatur (19) verbundenen, oberhalb des saugfähigen Mediums (8) verlaufenden Rohren (15) besteht, das bzw. die jeweils im Bereich des saugfähigen Mediums (8) Austrittsöffnungen (16) aufweist bzw. aufweisen.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsquerschnitt der Austrittsöffnungen (16) desto größer ist, je weiter diese von der Zuflußarmatur (19) bzw. der Verteilerarmatur (17) entfernt sind.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Zuflußarmatur (19) oder des Verteilungssystems (15, 17) ein beim Anschließen der bzw. desselben und/oder beim Öffnen des Zuflusses betätigbares Stellelement (29) vorgesehen ist, das mechanisch und/oder hydraulisch mit einem die Abflußarmatur (24) beim Anschließen bzw. beim Öffnen des Zuflusses öffnenden und beim Abziehen bzw. beim Schließen des Zuflusses die Abflußarmatur (24) schließenden Stellglied (30) gekuppelt ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (29) und das Stellglied (30) aus einem gemeinsamen Stab (31) bestehen oder mit einem solchen gekuppelt oder verbunden sind.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (31) in einer oberen Verteilerarmatur (17) und in einer unteren Sammlerarmatur (25) geführt ist und durch die Verteilerarmatur (17) nach unten durch eine Dichtung (32) herausgeführt ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerarmatur (17) und die Sammlerarmatur (25) durch ein den Stab (31) mit Spiel umgebendes Rohr (42) miteinander verbunden sind.

13. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (31) zwischen Sammlerarmatur (25) und Abflußarmatur (24) in einem den Stab (31) unter Bildung eines Zwischenraums (34) umgebenden Rohrabschnitt (33) verläuft und die Abflußarmatur (24) dadurch gebildet ist, daß das Rohrende (35) des Rohrabschnitts (33) einen Ventilsitz für eine am Stabende (36) angebrachte Dichtung, insbesondere Dichtungsring (37), bildet, die unter der Wirkung einer Druckfeder (38) gegen das Rohrende (35) preßbar ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrabschnitt (33) gegen oder in eine Bohrung (39) einer Bodenplatte (23) der Einrichtung (1) gerichtet ist, daß die Bohrung (39) mit einer wenigstens eine Auslaßöffnung (41) aufweisenden Abschlußplatte (40) geschlossen ist, und daß zwischen der Abschlußplatte (40) und dem Stabende (36) eine Druckfeder (38) vorgesehen ist.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem mit einer Tür oder mit einem Deckel schließbaren thermoisolierten Behälter besteht und daß zumindest eine Seitenwand (9 und/oder 10) mit dem Wandungsteil (6) versehen oder durch diesen gebildet ist.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die beiden Seitenwände (4, 5) mit dem Wandungsteil (6) versehen oder durch einen solchen gebildet sind und daß bevorzugt in der Rückwand, insbesondere in zentraler oder in symmetrischer Anordnung, die Zuflußarmatur (19) zusammen mit der Verteilerarmatur (17) und die Sammlerarmatur (25) zusammen mit der Abflußarmatur (24) durch eine kuppelnde Vorrichtung , insbesondere Stange (31), verbunden sind.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandungsteil (6) einen von unten nach oben durchgehenden Absaugkanal (44) besitzt, der nach unten dicht herausgeführt ist und nach oben in einen Hohlraum (14) oberhalb des bzw. der saugfähigen Medien (8) bzw. Streifen (11) mündet.

18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Absaugkanal (44) nach oben durch einen dachförmigen Deckel (47) gegen das Eindringen von einzubringender verdampfbarer Flüssigkeit (7) abgedeckt ist.