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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kälteanlage für ein Schiff gemäß Patentanspruch 1, ein Schiff mit derselben gemäß Patentanspruch 3 und eine Verwendung von Ammoniak als Kältemittel für die Kälteanlage eines Schiffs gemäß Patentanspruch 10.
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Im Bereich der Schifffahrt, beispielsweise im Bereich von Kreuzfahrtschiffen ist ein mannigfaltiger Bedarf für Kälte gegeben. Neben der Klimatisierung von Passagierkabinen, Gemeinschaftsräumen und Arbeitsräumen müssen beispielsweise auch große Mengen an Vorräten gekühlt werden. Auch bei Frachtschiffen ist oftmals Bedarf für Kälte gegeben.
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Hierzu werden bei Schiffen bzw. Kälteanlagen für Schiffe Verdichter mit FCKW-haltigen Kältemitteln eingesetzt. Diese Verdichter werden in zunehmendem Maße aufgrund ihrer Klima-Unfreundlichkeit verboten oder sind zumindest unerwünscht.
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Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kälteanlage für ein Schiff anzugeben, die eine klimafreundliche Lösung bietet. Ferner ist es Aufgebe der vorliegenden Erfindung ein entsprechendes Schiff vorzusehen. Letztendlich ist auch die Verwendung einer entsprechenden Kälteanlage im Gedanken der vorliegenden Erfindung enthalten.
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Diese Aufgabe wird durch eine Kälteanlage für ein Schiff, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Der zweite Aspekt der Aufgabenstellung wird durch ein Schiff mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 gelöst, dem Verwendungs-Aspekt der Aufgabenstellung wird durch Patentanspruch 10 Rechnung getragen.
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Gemäß Patentanspruch 1 weist eine Kälteanlage für ein Schiff (bzw. eine Schiffskälteanlage), insbesondere für ein Kreuzfahrtschiff, wenigstens einen Verdichter zum Verdichten von Kältemittel, insbesondere wenigstens einen Kaltwassersatz auf, wobei das Kältemittel des Verdichters Ammoniak ist bzw. eine Kältemittelfüllung desselben bzw. eine Kältemittelfüllung der Kälteanlage Ammoniak als Kältemittel aufweist.
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Die Kälteanlage weist optional einen Kältekreislauf auf, der eine Abführleitung aufweist, die dazu ausgebildet ist, das Kältemittel aus dem Kältekreislauf wenigstens teilweise abzuführen, wobei die Abführleitung ferner einen Auslass zum Auslassen von Kältemittel aufweist, wobei der Auslass ausgebildet ist, um in Wasser zu münden. Der Kältekreislauf weist beispielsweise einen dem Verdichter nachgeschalteten Verflüssiger, ein Expansionsorgan, beispielsweise Expansionsventil und einen Verdampfer auf. Diese sind in möglichen Ausführungsformen in Serie angeordnet und durch eine entsprechende fluiddichte Verrohrung miteinander verbunden.
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Wie obenstehend in Zusammenhang mit Patentanspruch 1 erwähnt, kann die Kälteanlage auch einen sogenannten Kaltwassersatz (Chiller) aufweisen, in den in der Regel der Verdichter und der Kältekreislauf integriert sind und der seine Kälte an Wasser abgibt, das dann (als gekühltes Wasser) zu den mannigfaltigen Verwendungsstellen im Schiff geleitet wird.
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Der Aspekt der Aufgabenstellung betreffend ein Schiff wird durch ein Schiff, insbesondere Kreuzfahrtschiff mit einer vorstehend erläuterten Kälteanlage gelöst, wobei das Schiff einen bzw. den Kältekreislauf aufweist, wobei der Kältekreislauf eine bzw. die Abführleitung aufweist, wobei die Abführleitung mit dem Kältekreislauf in Fluidkommuniktion steht und eine Auslassöffnung aufweist, welche an einer Außenseite des Schiffs an einer Stelle angeordnet ist, die bei einem Betrieb des Schiffs unter Wasser liegt.
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Die Kälteanlage kann wenigstens zwei Verdichter, insbesondere Kaltwassersätze, vorzugsweise 6 Verdichter, insbesondere Kaltwassersätze, und wenigstens einen Verdichterraum, insbesondere zwei Verdichterräume zur Aufnahme der Verdichter aufweisen. Durch eine Mehrzahl von Verdichterräumen können die in einem Verdichterraum befindlichen Maschinen bei Bedarf abgeschaltet werden, beispielsweise zu Wartungszwecken, während die restlichen, im anderen Verdichterraum/in anderen Verdichterräumen befindlichen Maschinen weiterhin Kälte erzeugen können, ohne Wartungspersonal gefährden zu können. Die Verdichter sind optional zu einer selben Anzahl pro Verdichterraum angeordnet.
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Das Schiff weist in einer möglichen Ausführungsform wenigstens eine Unterduckerzeugungsvorrichtung, insbesondere Absaugvorrichtung auf, welche mit dem wenigstens einen Verdichterraum in Fluidverbindung steht und zur Erzeugung eines Unterdrucks in dem wenigstens einen Verdichterraum relativ zum Umgebungsdruck des Verdichterraums ausgebildet ist. In anderen Worten gesagt, wird Umgebungsluft aus dem Verdichterraum abgesaugt, so dass dieser relativ zu seiner Umgebung Unterdruck aufweist. Hierdurch wird sichergestellt, dass keine Umgebungsluft aus dem Verdichterraum ungesteuert nach außerhalb desselben dringt. Die abgesaugte Luft/Umgebungsluft aus dem Verdichterraum wird einer Verdichterraum-Abführleitung zugeführt, die wenigstens in teilen identisch mit der obenstehend erwähnten Abführleitung der Kälteanlage sein kann, alternativ aber auch eine eigenständige, von der Abführleitung der Kälteanlage vollständig getrennte Vorrichtung darstellen kann.
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Der Verdichterraum oder die Verdichterräume können jeweils einen Eingang und eine dem Eingang vorgeschaltete und mit diesem Fluiddicht verbundene Zutrittsschleuse aufweisen. Damit ist der jeweilige Verdichterraum von der Umgebung getrennt, Atmosphäre aus dem Verdichterraum kann nicht nach außen entweichen.
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Die Zutrittschleuse/die Zutrittschleusen können mit der Unterdruckerzeugungsvorrichtung oder einer hiervon getrennten Schleusen-Unterdruckerzeugungsvorrichtung in Fluidkommunikation stehen. Dadurch kann auch ein Schleuseninnenraum auf Unterdruck relativ zu der Umgebung gehalten werden.
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In dem Verichterraum oder den Verdichterräumen und/oder der Zutrittsschleuse/den Zutrittsschleusen können ein Sensor oder Sensoren, insbesondere Ammoniaksensor, Bewegungsmelder, Wärmesensor, Kamera oder dgl. angeordnet sein. Dadurch können beispielsweise eine Leckage an der Kälteanlage oder auch eine sich in den jeweiligen Bereichen befindliche Person erfasst werden und entsprechende Maßnahmen getroffen werden, sobald ein Ereignis erfasst wird.
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Die Unterdruckvorrichtung und/oder die Schleusen-Unterdruckerzeugungsvorrichtung können optional mit einem Auslass, der an einem hohen Punkt des Schiffs mündet, insbesondere an oder in einem Schornstein des Schiffs mündet, in Fluidverbindung stehen. Dadurch kann abgesaugte Luft/Atmosphäre aus dem Verdichterraum/den Verdichterräumen und/oder der Schleuse/den Schleusen zuverlässig abgeführt werden. Alternativ hierzu kann die Unterdruckvorrichtung und/oder die Schleusen-Unterdruckerzeugungsvorrichtung auch in einen Auslass münden, welcher an einer Außenseite des Schiffs an einer Stelle angeordnet ist, die bei einem Betrieb des Schiffs unter Wasser liegt, insbesondere in der Auslassöffnung der Kälteanlage.
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Im Gedanken der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung von Ammoniak für eine Kälteanlage eines Schiffs als Kältemittel vorgesehen bzw. eine Verwendung eines Verdichters oder Kaltwassersatzes für eine Kälteanlage eines Schiffs, wobei das Kältemittel Ammoniak ist.
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Weitere optionale Merkmale der Erfindung sind in der folgenden Figurenbeschreibung angegeben. Die beschriebenen jeweiligen Merkmale können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Die Erfindung wird demnach im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand von beispielhaften Ausführungsformen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kälteanlage; und
- 2 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schiffs.
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In 1 ist schemenhaft eine Kälteanlage 10 für ein Schiff 1 (Schiffskälteanlage) dargestellt. Die Kälteanlage weist einen Verdichter 18, sowie einen Kältekreislauf 12 auf, der eine Abführleitung 14 aufweist, die dazu ausgebildet ist, das Kältemittel aus dem Kältekreislauf 12 wenigstens teilweise abzuführen, beispielsweise bei Entstehen eines Überdrucks beispielsweise im Kältekreislauf 12 oder dem Verdichter 18, der mit dem Kältekreislauf in Fluidkommunikation steht, oder in einer anderen Situation, in der das Kältemittel (in der Regel ungeplant) abgeführt werden muss.
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Die Abführleitung 14 weist einen Auslass 16 zum Auslassen von Kältemittel auf, wobei der Auslass 16 ausgebildet ist, um in Wasser zu münden. Die Kälteanlage 10 weist, wie obenstehend erwähnt den Verdichter 18, sowie einen dem Verdichter 18 nachgeschalteten Verflüssiger 20, ein Expansionsorgan in Form eines Expansionsventils 22 und einen Verdampfer 24 auf. Diese sind in der vorliegend beschriebenen Ausführungsform in Serie angeordnet und durch eine entsprechende fluiddichte Verrohrung 26 miteinander verbunden.
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Als Kältemittel des Verdichters 18 findet Ammoniak Verwendung.
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Wie obenstehend in Zusammenhang mit Patentanspruch 1 erwähnt, kann die Kälteanlage auch einen sogenannten Kaltwassersatz (Chiller) aufweisen, in den der Verdichter 18 und der Kältekreislauf 12 integriert sind und der seine Kälte an Wasser abgibt, das dann (als gekühltes Wasser) zu den mannigfaltigen Verwendungsstellen im Schiff 1 geleitet wird. Dies ist durch gestrichelte Linien 27 angedeutet, welche darstellen sollen, dass die umfassten Komponenten in einen Kaltwassersatz integriert sind.
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In 2 ist eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schiffs dargestellt, das eine Kälteanlage 10 samt Kältekreisläufen 12 aufweist, wobei die Kältekreisläufe die Abführleitung 14 aufweisen, die mit den Kältekreisläufen 12 in Fluidkommuniktion steht und die Auslassöffnung 16 (die Auslassfunktion ist durch einen Pfeil 28 angedeutet) aufweist, welche an einer Außenseite des Schiffs 1 an einer Stelle angeordnet ist, die bei einem Betrieb des Schiffs 1 unter Wasser liegt.
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Die Kälteanlage 10 weist in der beschriebenen Ausführungsform sechs Kältekreisläufe 12 mit einem jeweiligen Verdichter 18, jeweils in Form eines Kaltwassersatzes bzw. Chillers auf, die in gleicher Anzahl jeweils in einem von zwei Verdichterräumen 30 angeordnet. Das Schiff 1 weist eine Unterduckerzeugungsvorrichtung 32 in Form einer Absaugvorrichtung auf, welche mit den Verdichterräumen 30 in Fluidverbindung steht und zur Erzeugung eines Unterdrucks in den Verdichterräumen 30 relativ zum Umgebungsdruck der Verdichterräume 30 ausgebildet ist.
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Zutritt zum jeweiligen Verdichterraum erhält man über jeweils einen Eingang 34 und eine dem jeweiligen Eingang 34 vorgeschaltete und mit diesem fluiddicht verbundene Zutrittsschleuse 36 aufweist. Die Zutrittschleusen 36 sind ebenfalls mit der Unterdruckerzeugungsvorrichtung 32 (alternativ hierzu mit einer hiervon getrennten Schleusen-Unterdruckerzeugungsvorrichtung) in Fluidkommunikation (verbunden). Dadurch werden auch die Zutrittschleusen 36 mit Unterdruck versehen, so dass aus den Verdichterräumen 30 und den Zutrittsschleusen 36 keine Atmosphäre entweichen kann.
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In den Verdichterräumen und den Zutrittsschleusen sind Sensoren 38 in Form von Ammoniaksensoren, Bewegungsmelderern, Wärmesensoren und Kameras zur Überwachung der jeweiligen Räume und zur unverzüglichen Ermöglichung von Maßnahmen bei einem entsprechend erfassten Ereignis angeordnet. Die Überwachung der Sensoren 38 kann von einem hierfür vorgesehenen Ort, beispielsweise einer Steuerzentrale aus erfolgen.
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Es verbleibt zu erwähnen, dass die Unterdruckerzeugungsvorrichtung 32 mit einem Auslass 40 in Fluidverbindung steht, der an einem hohen Punkt des Schiffs 1 mündet, hier in einem Schornstein 42 des Schiffs 1.
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Obwohl die Erfindung anhand von Ausführungsformen mit festen Merkmalskombinationen beschrieben wird, umfasst sie jedoch auch die denkbaren weiteren vorteilhaften Kombinationen, wie sie insbesondere, aber nicht erschöpfend, durch die Unteransprüche angegeben sind. Sämtliche in den Anmeldeunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schiff
- 10
- Kälteanlage
- 12
- Kältekreislauf
- 14
- Abführleitung
- 16
- Auslass
- 18
- Verdichter
- 20
- Verflüssiger
- 22
- Expansionsventil
- 24
- Verdampfer
- 26
- Verrohrung
- 27
- gestrichelte Linie
- 28
- Pfeil
- 30
- Verdichterraum
- 32
- Unterdruckerzeugungsvorrichtung
- 34
- Eingang
- 36
- Zutrittschleuse
- 38
- Sensor
- 40
- Auslass
- 42
- Schornstein
