DE19650301C2 - Verfahren und Kühlbox zur Kühlung von Bio-Abfällen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Kühlbox zum Kühlen von zeitweilig in einem Abfallbehälter aufbewahrten leicht verderb­ lichen, insbesondere organischen Abfällen, wobei der Abfallbehälter in einer Kühlbox angeordnet ist und die Kühlung mittels Luft er­ folgt, die im Vorbeistreichen an einem Verdampfer und Leiteinrich­ tungen im Umlauf gekühlt wird.

Die Entsorgung insbesondere von Bio-Abfällen unterliegt strengen behördlichen Auflagen. Die Bio-Abfallbehälter und deren Inhalt müssen dauernd kühl gehalten werden. Die Kühlung darf auch nicht unterbrochen werden, wenn der Abfallbehälter in Abständen gefüllt wird.

Weil beim Stand der Technik bis vor kurzem noch keine strengen Auflagen durch den Gesetzgeber bzw. durch die Gewerbeaufsicht erhoben wurden, steht die hierfür erforderliche Technik mit ent­ sprechenden technischen Mitteln noch am Anfang ihrer Entwicklung. Bekannt ist z. Zt. nur, daß an den Seitenwänden einer Kühlbox Ver­ dampfer mit Kühlluft-Gebläse angeordnet werden, die für Zwangsumluft um die Bio-Tonne herum und damit für eine indirekte Kühlung des Abfalls in der Bio-Tonne sorgen sollen. Derartige im Handel bzw. in Erprobung befindliche Geräte haben jedoch den schwerwiegenden Nachteil, daß

• a) das zu kühlende Abfallmaterial nur von außen durch die Behäl­ terwände hindurch gekühlt wird, und
• b) derartige Systeme einerseits einen vergleichsweise hohen Geräuschpegel durch die Gebläse erzeugen und
• c) infolge der indirekten Kühlung durch die Behälterwände hindurch einen äußerst schlechten thermischen Wirkungsgrad aufweisen bzw. wegen der erforderlichen hohen Kälteleistung einen ver­ gleichsweise hohen Energiebedarf haben.

Aus der US-PS 39 82 407 ist ein Abfallbehälter der eingangs genann­ ten Gattung bekannt, wonach der Abfallbehälter in einer Kühlbox angeordnet ist und die Kühlung mittels Wärmeaustausch durch zirku­ lierende Luft vorgenommen wird, die mit Hilfe eines einen Verdampfer aufweisenden Kälteaggregats mit Gebläse im Umlauf gekühlt wird. Die Kühlbox ist durch Querwände in mehrere separate Abteilungen unter­ teilt, wobei die Abteilungen durch mehrere Öffnungen in den Querwän­ den miteinander verbunden sind. Diese Maßnahmen sollen eine Quer­ strömung der Kühlluft in den Abteilungen der Kühlbox bewirken, wodurch die einzelnen Abfallbehälter lediglich indirekt gekühlt werden können.

Aus der EP 0 706 018 A2 ist eine Kühlbox zur Aufnahme von Behältern für die Lagerung von biologischen Abfällen bekannt, die an einem seitlichen Wandelement außen ein Kühlaggregat aufweist. Das Abdeck­ element der Kühlbox hat auf der Oberseite zwei Füllöffnungen mit Deckel, die für den Fall des Befüllens der Lagerbehälter nach oben geöffnet werden können, ansonsten aber geschlossen sind. Das Wand­ element, an dem das Kühlaggregat außen befestigt ist, hat zum Innern der Kühlbox und gegen die Unterseite des Abdeckelementes ausgerich­ tete Leiteinrichtungen für die Kaltluftzuführung aus dem Kühlaggre­ gat. Eine sofortige und nachhaltige Kühlung des biologischen Abfalls im Abfallbehälter selbst, ist nicht erzielbar.

Ferner wird in der DE 42 34 475 A1 ein Behältnis für die Entsorgung von Metzgereiabfall beschrieben, das als Kühlbox ausgebildet ist. Die Kühlbox hat Boden- und Wandelemente und zur einen Seite zu öffnende Türen sowie in einem Abdeckelement eine Öffnung für ein Kühlaggregat. Sämtliche die Kühlbox bildenden Elemente bestehen aus einer Kunststoffinnenschale sowie Kunststoffaußenschale mit da­ zwischen angeordneten Isolierplatten. Die Kühlbox ist somit ein Kühlschrank zur unmittelbaren Kühlung der Metzgereiabfälle. Die Aufnahme von üblichen Abfallbehältern in dem Kühlschrank ist nicht vorgesehen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Kühlbox der im Oberbe­ griff von Anspruch 1 genannten Art weiterzubilden und dahingehend zu verbessern, daß die Abfälle in Abfallbehältern wesentlich wir­ kungsvoller und bevorzugt direkt gekühlt werden, daß dabei die Gebläsegeräusche entfallen, der thermodynamische Wirkungsgrad des gesamten Kühlsystems signifikant verbessert und der Energiebedarf reduziert und der anlagentechnische Aufwand des Systems und damit die Kosten für die Kühleinrichtung wesentlich verringert werden.

Die Lösung der Aufgabe gelingt bei einem Verfahren der im Oberbe­ griff von Anspruch 1 genannten Art mit der Erfindung dadurch, daß die gekühlte Luft im Bereich der Oberseite der Kühlbox unter Ver­ wendung eines Luftleittrichters als Leiteinrichtung zu einem konzen­ trischen Kaltluftstrom gebündelt wird, der in vertikal gerichteter Strömung in den Abfallbehälter zum direkten Wärmeaustausch mit den Abfällen unter Wärmeaufnahme aus den Abfällen eingeleitet wird und nach Austritt aus diesem wieder zur erneuten Wärmeabgabe an den Verdampfer unter die Kühlflächen des Verdampfers geleitet und damit der Kühlkreislauf der Luftströmung geschlossen wird.

Mit großem Vorteil wird durch das Verfahren nach der Erfindung erreicht, daß die Abfälle durch den unmittelbar auf sie gerichteten Kaltluftstrom effizient und durchdringend gekühlt werden, wobei gleichzeitig eine wesentliche Anhebung des thermodynamischen Wir­ kungsgrades im System erreicht und durch Wegfall der Gebläse sowohl deren Energiebedarf und Geräuschentwicklung wegfällt. Auch wird insgesamt der apparatetechnische Aufwand signifikant reduziert und damit die Kühlbox mit ihrem Kühlsystem nicht nur leichter und kostengünstiger, sondern auch wesentlich mobiler sowie nach Art von Haushalts-Kühlschränken praktisch wartungsunabhängig.

Eine Kühlbox gattungsgemäßer Art ist dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer an der offenen Oberseite der Kühlbox in Form eines flachen Aggregates derart angeordnet ist, daß es eine Öffnung der Kühlbox bis auf eine verkleinerte Einwurföffnung überdeckt, und daß in vergleichsweise geringem Abstand unter der Kühlfläche des Ver­ dampfers ein Luftleittrichter über dem Abfallbehälter angeordnet ist, der im Zusammenwirken mit der Kühlfläche des Verdampfers flächenhafte, von seitlichen Einströmschlitzen konzentrisch nach innen gerichtete und gegen die Einwurföffnung ausmündende Luftkühl­ kanäle ausbildet, und Einströmschlitze im oberen Bereich der Kühlbox an der Peripherie des Luftleittrichters zwischen diesem und der Kühlfläche des Verdampfers vorhanden sind.

Weitere Ausgestaltungen sind entsprechend den Unteransprüchen vorgesehen.

Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles.

Diese zeigt im Schnitt einer Seitenansicht eine Kühlbox 10 mit einem darin aufgenommenen Abfallbehälter 14 sowie zur Kühlung zeitweilig darin aufbewahrte leichtverderbliche Abfälle 15. Die Kühlbox 10 besitzt ein Kälteaggregat 20, das bspw. in üblicher Bauart auf der Verdampfung eines Kältemittels beruht und entsprechend dem stamm­ baumartig dargestellten Schema einen Verdichter, einen nachgeschal­ teten Kühler für verflüssigtes Kältemittel, im Anschluß an diesen ein Drosselventil und schließlich den Verdampfer 1 aufweist, aus dem das Kältemittel in Form von Dampf wieder in den Verdichter zurückgeführt wird. Damit entspricht das Kälteaggregat 20 dem üblichen Verfahrens- und Konstruktionsschema eines Haushalts-Kühl­ schrankes.

Erfindungsgemäß ist der Verdampfer 1 an der offenen Oberseite der Kühlbox 10 in Form eines bevorzugt flachen Aggregates 6 derart angeordnet, daß es die Öffnung 11 der Kühlbox 10 bis auf eine verkleinerte Einwurföffnung 12 überdeckt, und daß in vergleichsweise geringem Abstand unter der Kühlfläche 3 des Verdampfers 1 ein Luftleittrichter 2 über dem Abfallbehälter 14 angeordnet ist. Dieser Luftleittrichter 2 bildet im Zusammenwirken mit der unteren Kühl­ fläche 3 des Verdampfers 1 flächenhafte, von seitlichen Einström­ schlitzen 4 konzentrisch nach innen gerichtete und gegen die Ein­ wurfsöffnung 12 ausmündende Luftkühlkanäle 5 aus.

Die seitlichen Einströmschlitze 4 sind im oberen Bereich der Kühlbox 10 an der Peripherie des Luftleittrichters 2 zwischen diesem und der Kühlfläche 3 des Verdampfers 1 vorhanden.

Erfindungswesentlich sind die der umgebenden Atmosphäre zugewandten Flächenteile 7 des Verdampfers 1 mit Isoliermaterial 8 gegen Wärme­ zutritt aus der Atmosphäre überdeckt.

Weiterhin zeigt die Figur, daß das Kälteaggregat 20 bevorzugt auf der Oberseite des Verdampfers 1 angeordnet ist. Damit wird eine kompakte und zugleich sehr mobile Bauart der Kühlbox 10 verwirk­ licht.

Der Verdampfer 1 ist bevorzugt als Einrohr-Verdampfer in flacher Bauweise 6 mit etwa der Abmessung der Öffnung 11 der Kühlbox 10 entsprechenden seitlichen Abmessungen sowie mit einer zentralen Einfüllöffnung 12 ausgebildet.

Mit Vorteil ist der Luftleittrichter 2 ein Teil aus ca. 4 mm dickem Kunststoff, welches mit einem düsenartigen Mundstück 30 in Richtung des Abfallbehälters 14 gegen diesen trichterförmig ausmündet.

Aus der schematischen Darstellung der Luftströmungsverhältnisse in der Zeichnung ist erkennbar, daß Luft bei annähernd horizontalem Vorbeistreichen unter den kalten Wärmeaustauschflächen 3 des Ver­ dampfers 1 im Bereich der Oberseite der Kühlbox 10 gekühlt und durch das als Ausströmdüse ausgebildete Mundstück 30 des Luftleittrichters 2 hindurchströmend als vertikal gerichteter Kaltluftstrom 13 gegen die Abfälle 15 am Boden des Abfallbehälters 14 fließt und dort zum direkten Wärmeaustausch mit den Abfällen 15 gebracht wird. Die herunterfließende kalte Luft 13 verdrängt die etwa im Abfallbehälter vorhandene Warmluft und nimmt beim Durchdringen der Abfälle 15 Anteile von deren Wärmeenergie auf, strömt nach Wärmeaufnahme mit gegenüber dem Kaltluftstrom 13 erhöhter Temperatur an den Rändern des Abfallbehälters 14 entlang in aufwärts gerichteter Strömung 31 zum oberen Rand des Abfallbehälters 14. Von dort fließt der Luft­ strom 16 weiter und tritt in die Einströmschlitze 4 der Luftströ­ mungsspalte 5 zwischen den Kühlflächen 3 des Verdampfers 1 und durch den Luftleittrichter 2 hindurch. Aus dem düsenartigen Mundstück 30 des Luftleittrichters 2 strömt die Luft 13 als gebündelte vertikale Kaltluftströmung 13 in Richtung gegen den Boden des Abfallbehälters 14 und tritt oben mit einer laminaren Strömung 31 aus. Ein weiterer Teilstrom 17 fließt ggfs. über die Ränder des Abfallbehälters 14 nach außen und sinkt dort entlang den Außenwänden des Abfallbehäl­ ters 14 nach unten, wobei sich eine schleierförmige Strömung 18 aus­ bildet, die nach Wärmeaufnahme am Boden der Kühlbox eine Richtungs­ umkehr vollzieht und als nach oben gerichtete Teilströmung 21 ebenfalls in die peripheren Einströmschlitze 4 der Luftströmungs­ spalte 5 mit eingesogen wird. Die beschriebene Luftströmung bildet sich unabhängig vom Füllstand des Abfalls im Behälter 14 aus; auch die Kühlung des Abfalls im Behälter ist bei jedem Abfall-Füllstand sichergestellt.

Wie die Figur zeigt, befinden sich in der Kühlbox 10 keine festen Einbauten, weil der Verdampfer 1 als Thermikdruckverdampfer ohne Lüfter arbeitet und die einzigen mechanischen Teile des Kälteaggre­ gates 20 außerhalb der Kühlbox auf dem Verdampfer 1 angeordnet sind. Dabei kann der Verdampfer 1 zusammen mit dem Kälteaggregat 20 als bauliche Einheit von der Kühlbox 10 abgenommen, der lose eingesetzte Luftleittrichter 2 ebenfalls problemlos entfernt und der Abfall­ behälter 14 herausgenommen werden. Der dann völlig leere Innenraum der Kühlbox 10 kann mit einem Wasserschlauch und heißem Wasser problemlos saubergehalten werden, ebenfalls der Luftleittrichter 2 und der Abfallbehälter 14.

Die Kühlbox mit ihrem Kühlsystem ist unkompliziert, umfaßt technisch ausgereifte Elemente wie das Kälteaggregat 20, ist mit äußerst wirtschaftlichen Mitteln herstellbar, hygienisch einwandfrei und leicht zu reinigen und löst in optimaler Weise die eingangs gestell­ te Aufgabe.

Bezugszeichenliste

1

Verdampfer

2

Luftleittrichter

3

Kühlfläche

4

Einströmschlitze

5

Luftströmungsspalt

6

flaches Aggregat

7

Flächenteile

8

Isoliermaterial

10

Kühlbox

11

Öffnung der Kühlbox

12

Einwurföffnung

13

vertikale Strömung

14

Abfallbehälter

15

Abfälle

16

Teilstrom

17

Teilstrom

18

Raum

20

Kälteaggregat

21

Teilströmung

30

düsenartiges Mundstück

31

Laminar-Strömung

Claims (5)

1. Verfahren zum Kühlen von zeitweilig in einem Abfallbehälter aufbewahrten, leicht verderblichen, insbesondere organischen Abfällen (15), wobei der Abfallbehälter (14) in einer Kühlbox (10) angeordnet ist und die Kühlung mittels Luft erfolgt, die im Vorbeistreichen an einem Verdampfer (1) und Leiteinrichtun­ gen im Umlauf gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die gekühlte Luft im Bereich der Oberseite der Kühlbox (10) unter Verwendung eines Luftleittrichters (2) als Leiteinrich­ tung zu einem konzentrischen Kaltluftstrom gebündelt wird, der in vertikal gerichteter Strömung (13) in den Abfallbehälter (14) zum direkten Wärmeaustausch mit den Abfällen (15) unter Wärmeaufnahme aus den Abfällen (15) eingeleitet wird und nach Austritt aus diesem wieder zur erneuten Wärmeabgabe an den Verdampfer (1) unter die Kühlflächen (3) des Verdampfers (1) geleitet und damit der Kühlkreislauf der Luftströmung geschlos­ sen wird.

2. Kühlbox zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verdampfer (1) an der offenen Oberseite der Kühlbox (10) in Form eines flachen Aggregates (6) derart angeordnet ist, daß es eine Öffnung (11) der Kühlbox (10) bis auf eine verkleinerte Einwurföffnung (12) überdeckt, und
daß in vergleichsweise geringem Abstand unter der Kühlfläche (3) des Verdampfers (1) ein Luftleittrichter (2) über dem Abfallbehälter (14) angeordnet ist, der im Zusammenwirken mit der Kühlfläche (3) des Verdampfers (1) flächenhafte, von seitlichen Einströmschlitzen (4) konzentrisch nach innen gerichtete und gegen die Einwurföffnung (12) ausmündende Luftkühlkanäle (5) ausbildet, und
daß Einströmschlitze (4) im oberen Bereich der Kühlbox (10) an der Peripherie des Luftleittrichters (2) zwischen diesem und der Kühlfläche (3) des Verdampfers (1) vorhanden sind.

3. Kühlbox nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Flächenteile (7) des Verdampfers (1), die der umgebenden Atmosphäre zugewandt sind, mit Isoliermaterial (8) überdeckt sind.

4. Kühlbox nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der Oberseite der Kühlbox (10) angeordnete Ver­ dampfer (1) ein Einrohrverdampfer in flacher Bauweise ist und seine Abmessungen der Öffnung (11) sowie der verkleinerten Einwurföffnung (12) entsprechen.

5. Kühlbox nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftleittrichter (2) ein Formteil aus vergleichsweise dickem Kunststoff ist, das mit einem düsenartigen Mundstück (30) in Richtung des Abfallbehälters (14) gegen diesen trich­ terförmig ausmündet.