NL1025799C2 - Koelinrichting met milieuvriendelijke koelmedia. - Google Patents

Description

I *

KOELINRICHTING MET MILIEUVRIENDELIJKE KOELMEDIA

5 De uitvinding heeft betrekking op een koelinrichting, omvattende tenminste één te koelen object die is ingericht voor het ter verkoop aanbieden van levensmiddelen, een koude-opwerkinrichting die is ingericht om een opwekmedium een Carnot-cyclus te laten doorlopen, zich tussen de koude-10 opwekinrichting en de tenminste ene te koelen object uitstrekkend koelcircuit voor het door middel van een koelmedium transporteren van de door de koude-opwekinrichting opgewekte koude naar de tenminste ene te koelen object, waarbij het koelcircuit zich door de tenminste ene te koelen 15 object heen uitstrekt en een door het opwekmedium en het koelmedium doorlopen warm te wisselaar voor het overdragen van de koude van het opwekmedium naar het koelmedium.

Een dergelijke configuratie van een koelinrichting is bekend uit NL-A-1000707.

20 Bij dergelijke tot de stand van de techniek behorende koelinrichtingen word veelal gebruik gemaakt van koelmedia waaraan negatieve milieuaspecten kleven. Dit betreft in het bijzonder de zogenaamde HCFK's dan wel HFK's. Hierbij wordt er op gewezen, dat het uit de stand van de techniek eveneens 25 bekend is om gebruik te maken van een ijsbrei, welke ook wel bekend is als een "ice-slurry". Dit medium wordt gebruikt voor het transporteren van de koude welke is opgewekt bij de koude- opwekinrichting naar de te koelen objecten.

Het medium is echter niet geschikt om een Carnot-30 cyclus te laten doorlopen; hiertoe moet een ander medium worden gekozen.

Hiertoe kan gebruik gemaakt worden van ammoniak. Ook kan gebruik gemaakt worden van koolwaterstoffen. Ammoniak is 1025799 2 giftig, terwijl koolwaterstoffen brandbaar zijn. Het doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een dergelijke inrichting die is ingericht voor het gebruik van koelmiddelen waaraan bovengenoemde nadelen niet kleven, zodat 5 een inrichting kan worden verkregen welke voor een zo groot mogelijk aantal milieuaspecten positief kan worden beoordeeld.

Dit doel wordt bereikt, doordat het opwekmedium C02 omvat en dat het koelmedium een ijsbrei omvat.

10 C02 is een middel dat weliswaar matige thermodynamische eigenschappen heeft voor het opwekken van koude, maar waarvan de milieuaspecten veel gunstiger zijn; het is niet giftig, maar ten hoogste verstikkend. Het heeft geen verontreinigende werking op voedingsmiddelen en bij het 15 onverhoopt vrijkomen in de atmosfeer zijn de negatieve milieuaspecten gering. Hierbij wordt erop gewezen, dat de hoeveelheid C02 welke in een koelinstallatie aanwezig is, uiteraard verwaarloosbaar is ten opzichte van de grote hoeveelheden C02 welke worden uitgestoten als gevolg van 20 verbrandingsprocessen.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de inrichting verscheidene te koelen objecten die zich elk in een andere ruimte bevinden dan de koude-opwekinrichting. Hiermee wordt voldaan aan de thans reeds vaak voorkomende 25 configuratie van een aparte ruimte waarin de koude-opwekinrichting is geplaatst, welke door middel van transportleidingen verbonden zijn met de in de verkoopruimte van een supermarkt opgestelde te koelen objecten. Deze configuratie heeft het voordeel dat de bij de koude-30 onttrekking vrijkomende warmte in een andere ruimte wordt opgewekt dan de ruimte waarin zich de te koelen objecten bevinden, zodat thermische kortsluiting wordt vermeden.

1025799 3

Een andere voorkeursuitvoeringsvorm leert dat in het koelcircuit een opslagvat is aangebracht voor het opslaan van een hoeveelheid ijsbrei.

Bij het tot de stand van de techniek behorende 5 inrichtingen moet de door de te koelen objecten geabsorbeerde hoeveelheid koude momentaan worden opgewekt. Dit kan in het geval van warme periode leiden tot een grote behoefte aan energie, hetgeen kostbaar is. Bovendien moet de koude-opwekinrichting worden gedimensioneerd voor een dergelijke 10 capaciteit. De verschaffing van een dergelijk vat waarin een grote hoeveelheid koude kan worden opgeslagen, wordt deze behoefte sterk verminderd; hiermede kan de koude-opwekinrichting kleiner en daardoor goedkoper worden gedimensioneerd, terwijl tevens de benodigde hoeveelheid 15 energie kan worden verminderd.

Een nog specifiekere uitvoeringsvorm verschaft de maatregel dat de voor ijsbrei bruikbare inhoud van het opslagvat tenminste even groot is als de hoeveelheid ijsbrei welke gedurende een etmaal in de te koelen objecten wordt 20 verbruikt.

Met deze dimensionering wordt de maatregel verkregen, dat de koude-opwekinrichting voornamelijk 's nachts hoeft te werken wanneer de omgevingstemperatuur laag is en het gemakkelijker is koude op te wekken waardoor de benodigde 25 energiehoeveelheid laag is, terwijl bovendien elektrische energie 's nachts in het algemeen goedkoper is.

Verder is het aantrekkelijk wanneer het opslagvat in het koelcircuit is opgenomen en wanneer het opslagvat door middel van een koppelcircuit, dat is ingericht om door 30 ijsbrei te worden doorlopen, met de koude-opwekinrichting is verbonden.

Hiermee wordt de vrijheid tot het uitvoeren van regelstrategieën vergroot; er wordt immers een sterkere 1025799 4 ontkoppeling tussen de opwekking van koude en het gebruik ervan bereikt.

Een andere voorkeursuitvoeringsvorm verschaft de maatregel dat de koude-opwekinrichting een tweede 5 warmtewisselaar omvat die is ingericht voor het overdragen van bij de condensatie van het opwekmedium vrijkomende warmte naar een warmtecircuit dat is ingericht voor ruimteverwarming.

Deze maatregel levert, in het bijzonder in het koude 10 jaargetijde een aantrekkelijke manier op voor het verlagen van de energiekosten. De hierboven beschreven inrichting is geschikt voor het koelen van ruimte tot de hiertoe gebruikelijke temperatuur van ongeveer 0-4eC binnen de te koelen objecten. Er worden echter ook diepvriesproducten 15 aangeboden, welke moeten worden geplaatst in objecten welke gekoeld worden tot -20°C. Alhoewel het in principe weliswaar mogelijk is dergelijke temperaturen met ijsbrei te bereiken, vereist dit veel pompvermogen zodat dit niet aantrekkelijk is.

20 De uitvinding verschaft dan ook de maatregel dat de inrichting een vries-circuit omvat voor het tot onder het vriespunt afkoelen van vriesobjecten, dat in het vries-circuit een vriesmedium circuleert en dat het vriesmedium door C02 wordt gevormd.

25 Hiertoe kan uiteraard gebruik worden gemaakt van een afzonderlijke vriesconfiguratie, waarbij hetzelfde vriesmedium de Carnot-cyclus doorloopt als dat gebruikt wordt voor het koelen van de te koelen objecten, maar bij voorkeur wordt gebruik gemaakt van dezelfde koude opwekschakeling als 30 voor de te koelen objecten. Hiertoe kan men volstaan met een enkele koude opwekschakeling welke zowel voor de te koelen objecten als voor de vriesobjecten wordt gebruikt.

1025799 5

Zoals reeds is vermeld/ is de tenminste ene object bij voorkeur geplaatst in een ruimte voor het te verkoop aanbieden van gekoeld of bevroren te bewaren artikelen/ in het bijzonder levensmiddelen in een supermarkt.

5 Vervolgens zal de onderhavige uitvinding worden toegelicht aan de hand van bijgaande figuur 1, die een schema toont van een voorbeeld van een koelinrichting volgens de onderhavige uitvinding.

De inrichting volgens de onderhavige uitvinding omvat 10 een koude-opwekinrichting die wordt gevormd door een verdamper 1 en condensor 2, een pomp 3 en een bij de verdamper 1 behorende, niet in de tekening weergegeven smoorklep. Deze koude-opwekinrichting is gevuld met C02 welk materiaal een Carnot-cyclus doorloopt.

15 De verdamper 1 vormt onderdeel van een warmtewisselaar welke in zijn geheel met 4 is weergegeven en waarvan het andere circuit deel uitmaakt van een koelcircuit dat gevuld met een ijsbrei (Engels: ice-slurry). Het deel 5 van de warmte wisselaar 4 is verbonden met een pomp 5, welke 20 leidt naar een voorraadvat 7. Een afvoerleiding 8 verbindt het voorraadvat 7 weer met de zijde 5 van de warmtewisselaar. Het door de elementen 5, 6, 7 en 8 gevormde circuit is, zoals reeds genoemd is, gevuld met ijsbrei. Dit materiaal is goed verpompbaar en het heeft een grote "koude-inhoud" omdat het 25 materiaal tenminste gedeeltelijk een fase-overgang kan ondergaan.

Aldus is het mogelijk om in het vat 7 een grote hoeveelheid ijsbrei en daarmee een grote hoeveelheid koude op te slaan.

30 De in het voorraadvat 7 opgeslagen koude kan worden gebruikt voor het koelen van te koelen objecten 9a, 9b, 9c, enzovoorts, waartoe deze via een pomp 10 verbonden zijn met 1025799 6 voorraadvat 7. De te koelen objecten zijn verder door een retourleiding 11 verbonden met het voorraadvat.

Hierbij zijn de te koelen ruimte gedimensioneerd voor het bijvoorbeeld ter verkoop uitstallen van gekoeld te 5 bewaren levensmiddelen, zoals zuivelproducten, vleeswaren enzovoorts. Om deze levensmiddelen gedurende een aanvaardbare periode verkoopbaar te houden, moeten in de te koelen objecten temperaturen heersen van ongeveer 4°C. Het zal echter duidelijk zijn dat de inrichting eveneens kan worden 10 gedimensioneerd voor het handhaven van andere temperaturen.

In supermarkten worden niet alleen gekoelde producten ter verkoop aangeboden, maar ook diepvriesproducten. In principe is het mogelijk hiervoor ook gebruik te maken van de hierboven genoemde tweetrapsconfiguratie, waarbij door de 15 slechte verpompbaarheid van de ijsbrei bij lage temperaturen een groot pompvermogen vereist is, hetgeen de effectiviteit van een dergelijke inrichting zou benadelen.

Hiertoe is het gemakkelijker om gebruik te maken van een ander koelmedium, zoals bijvoorbeeld C02, waarbij dit 20 tevens kan worden gebruikt voor het doorlopen van de Carnot-cyclus en het opwekken van koude. Hiertoe wordt gebruik gemaakt van de configuratie welke in het rechter deel van figuur 1 is weergegeven. Deze configuratie omvat een condensor 12, een pomp 13 en een reeks vriesobjecten 14a, 25 14b, 14c enzovoorts. De constructie van een dergelijke inrichting is volledig conventioneel, zodat hierop niet behoeft te worden ingegaan. Hierbij wordt er wel echter op gewezen, dat het gebruik van C02 als koelmedium ongebruikelijk is, zodat de koude-opwektransportinrichting 30 hiertoe speciaal moet worden gedimensioneerd.

Aldus is het mogelijk door gebruikmaking van slechts twee media, te weten C02 en een ijsbrei een zeer milieuvriendelijke koelinstallatie te concipiëren, welke 1025799 7 zowel kan worden gebruikt voor het koelen van te koelen objecten, als voor het handhaven de vereiste lage temperatuur in vriesobjecten. Hierbij wordt erop gewezen dat deze laatste temperatuur ongeveer -20*C moet bedragen.

5 Het is eveneens mogelijk om beide C02.circuits van de hierboven genoemde uitvoeringsvorm te combineren tot een enkel C02 circuit. Hiermee wordt een sterke vereenvoudiging en daarmee kostenbesparing bereikt.

Het kan echter eveneens aantrekkelijk zijn gebruik te 10 maken van bijvoorbeeld twee of meer identieke inrichtingen voor het opwekken van koude door middel van C02, welke elk naar keuze kunnen worden verbonden voor het koelen van de vriesobjecten dan wel voor het afkoelen van de ijsbrei. Hiermee kan de beschikbare capaciteit effectief worden 15 gebruikt.

Bij het opwekken van koude komt uiteraard warmte vrij; deze kan eveneens nuttig worden gebruikt, bij voorbeeld voor ruimteverwarming. Warmtewisselaar 15, welke tussen de verdamper 1 en de condensor 2 is opgenomen, en welke dient 20 voor het overdragen van de warmte naar een warmtecircuit 16, dat gebruikt kan worden voor ruimteverwarming, hetgeen is weergegeven door blok 17.

Hierbij wordt erop gewezen dat in de figuur een stippellijn 18 getrokken is, welke de scheiding aangeeft 25 tussen enerzijds de in een machineruimte van een supermarkt geplaatste onderdelen, en de binnen de verkoopruimte van de supermarkt geplaatste onderdelen, zoals de te koelen objecten en de vriesobjecten.

1025799

Claims (9)

1. Koelinrichting, omvattende: - tenminste een te koelen object, die is ingericht voor 5 het ter verkoop aanbieden van levensmiddelen; - een koude-opwekinrichting, die is ingericht om een opwekmedium een Carnot-cyclus te laten doorlopen; - zich tussen de koude-opwekinrichting en de tenminste ene te koelen object uitstrekkend koelcircuit voor het door 10 middel van een koelmedium transporteren van de door de koude-opwekinrichting opgewekte koude naar de tenminste ene te koelen object, waarbij het koelcircuit zich door de tenminste ene te koelen object heen uitstrekt; en - een door het opwekmedium en het koelmedium doorlopen 15 warmtewisselaar voor overdragen van de koude van het opwekmedium naar het koelmedium, met het kenmerk, dat het opwekmedium C02 omvat en dat het koelmedium een ijsbrei omvat.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, 20 dat de inrichting verscheidene te koelen objecten omvat, die zich elk in een andere ruimte bevinden dan de koude-opwekinrichting.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat in het koelcircuit een opslagvat is aangebracht 25 voor het opslaan van een hoeveelheid ijsbrei.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de voor de ijsbrei bruikbare inhoud van het opslagvat tenminste even groot is als de hoeveelheid ijsbrei welke gedurende een etmaal in de te koelen objecten wordt 30 verbruikt.

5. Inrichting volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat het opslagvat in het koelcircuit is opgenomen en dat het opslagvat door middel van een koppelcircuit dat is 1025799 ingericht om door ijsbrei te worden doorlopen, met de koude-opwekinrichting is verbonden.

6. Inrichting volgens een van de conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de koude-opwekinrichting een tweede 5 warmtewisselaar omvat, die is ingericht voor het bij de condensatie van het opwekmedium vrijkomende warmte over te dragen naar een warmtecircuit, dat is ingericht voor ruimteverwarming.

7. Inrichting volgens een van de voorafgaande 10 conclusies, met het kenmerk, dat de inrichting een vries-circuit omvat voor het tot onder het vriespunt afkoelen van vriesobjecten, dat in het vriescircuit een vriesmedium circuleert en dat het vriesmedium door C02 gevormd wordt.

8. Inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, 15 dat het vriescircuit is opgenomen in het opwekcircuit.

9. Inrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de tenminste ene object is geplaatst in een ruimte voor het ter verkoop aanbieden van gekoeld of bevroren te bewaren artikelen. 1025799