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Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Lagerung von
Lebensmitteln bei niedriger Temperatur oder kalt und ein Verfahren
zur Regelung der Temperatur für eine solche Anlage. Bei einer
solchen Anlage zur Lagerung von Lebensmitteln bei niedriger
Temperatur ist es möglich, Lebensmittel während einer langen
Zeitspanne unter Verwendung niedriger Temperaturen kalt
gelagert zu halten, die während des Winters in kalten Gegenden
zur Verfügung stehen, und die Lebensmittel zu transportieren,
während sie im Lagerraum kalt gehalten werden, ohne die
Notwendigkeit ihrer Umladung auf ein Kühlfahrzeug oder
dergleichen.
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Ein Verfahren, das bisher verwendet worden ist, um
Lebensmittel kalt gelagert zu halten, besteht darin, niedrige
Temperaturen zu verwenden, die während des Winters in kalten
Gegenden zur Verfügung stehen. Ein einfaches Lager dieser Art ist
eine Lagergrube, die eine Ausgrabung im Boden ist und latente
und spürbare Wärme des umgebenden gefrorenen Erdreichs
ausnutzt, um die Lebensmittel während einer langen Zeitspanne
kalt gelagert zu halten.
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Zur schnellen Ausbildung einer gefrorenen Erdreichschicht
rund um die Lagergrube ist bisher die Verwendung von
Heizrohren vorgeschlagen worden, wie beispielsweise in der
offengelegten japanischen Patentveröffentlichung 233 957/90
offenbart ist. Die in diesem japanischen Dokument beschriebene
Anlage zum kalten Lagern besteht aus einer
Wassersperr/Wärmeisolier-Schicht, die im Boden vorgesehen ist, aus
einem Lebensmittel-Lagerraum, der innerhalb der
Warmeisolierschicht vorgesehen ist, und aus Heizrohren, deren untere
Endbereiche in den Boden zwischen der Wassersperr/Wärmeisolier-
Schicht und dem Lagerraum eingesetzt sind. Jedoch weist die
Anlage zur kalten Lagerung dieser Gattung die unten
angegebenen technischen Probleme auf.
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Bei der im obenangegebenen japanischen Dokument beschriebene
Anlage zur kalten Lagerung werden Lebensmittel bei niedrigen
Temperaturen in dem unterirdischen Lagerraum während des
Winters gehalten, und müssen sie daher in dem Fall eines
Transports aus dem Lagerraum entnommen und auf einen Kühlfahrzeug
oder dergleichen aufgeladen werden; dies ist eine sehr
zeitaufwendige und mühevolle Arbeit.
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Darüber hinaus wird die gefrorene Erdreichschicht, die als
Kühl- oder Abkühlquelle dient, gefroren, indem die kalte oder
kühle Außenluft durch die Heizrohre hindurch eingeführt wird,
und ändert sich somit der gefrorene Zustand mit der
Außenlufttemperatur.
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Die DE-A-2 537 041 offenbart eine Anordnung mit einem
Lagerraum und einem Kühlhaus, die von einer Wärmeisolierung
umgeben sind. Der Innenraum des Kühlhauses wird vor der
Verbindung mit dem Lagerraum mit Hilfe von Umgebungsluft gekühlt.
Die Verbindung zwischen Lagerraum und dem Kühlhaus erfolgt
über mit Lüftern ausgestattete Leitungen. Die US-A-4 637 222
offenbart eine Kühlanlage für Fahrzeuge mit einer
Kühleinheit, die mit einem Kühlhaltebehälter über Leitungen
verbindbar ist. Die Leitungen dienen der zuführung von Kaltluft von
der Kühleinheit zu dem Kühlhaltebehälter.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Anlage zur Lagerung von Lebensmitteln bei niedriger
Temperatur zu schaffen, die es ermöglicht, die Lebensmittel kalt
gelagert zu transportieren, ohne sie auf anderweitige
Transportmittel umzuladen, und sie während der Transportzeit,
beispielsweise während mindestens einiger Tage, gut konserviert
zu halten.
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Entsprechend ist geschaffen eine Anlage zur Lagerung von
Lebensmitteln bei niedriger Temperatur, umfassend ein Kühlhaus
und einen Lebensmittel-Lagerraum, die je von einer
Wärmeisolierung umgeben sind, einen Temperatursensor, der im
Lagerraum angeordnet ist, eine erste Wärmeaustauschleitung, die
sich vom unteren Bereich des Kühlhauses zum oberen Bereich
des Lagerraums erstreckt, eine zweite Wärmeaustauschleitung,
die sich vom oberen Bereich des Kühlhauses zum unteren
Bereich des Lagerraums erstreckt, Lüfter, die in diesen
Leitungen für die Umwälzung von Luft zwischen dem Kühlhaus und dem
Lagerraum vorgesehen sind, und eine Einrichtung zum Auswählen
der Strömungsrichtung der Luft in der ersten und der zweiten
Wärmeaustauschleitung auf der Basis der durch den
Temperatursensor festgestellten Temperatur. Des weiteren ist geschaffen
ein Verfahren zur Steuerung der Temperatur für eine Anlage
zur Lagerung von Lebensmitteln bei niedriger Temperatur,
wobei die Anlage ein Kühlhaus und einen Lebensmittel-Lagerraum,
die je von einer Wärmeisolierung umgeben sind, einen
Temperatursensor, der im Lagerraum angeordnet ist, eine erste
Wärmeaustauschleitung, die sich vom unteren Bereich des Kühlhauses
zum oberen Bereich des Lagerraums erstreckt, eine zweite
Wärmeaustauschleitung, die sich vom oberen Bereich des
Kühlhauses zum unteren Bereich des Lagerraums erstreckt, und
Lüfter umfaßt, die in diesen Leitungen für die Umwälzung von
Luft zwischen dem Kühlhaus und dem Lagerraum vorgesehen sind,
wobei die Strömungsrichtung der Luft in der ersten und der
zweiten Wärmeaustauschleitung, auf der Basis der durch den
Temperatursensor festgestellten Temperatur ausgewählt wird.
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Der Wärmetauscher besteht aus einer ersten
Wärmeaustauschleitung, die sich vom unteren Bereich des Kühlhauses zum oberen
Bereich des Lebensmittel-Lagerraums erstreckt, und aus einer
zweiten Wärmeaustauschleitung, die sich vom oberen Bereich
des Kühlhauses zum unteren Bereich des
Lebensmittel-Lagerraums erstreckt. Sowohl die erste als auch die zweite
Wärmeaustauschleitung können auch ein paar Abzweigungsleitungen
aufweisen, wobei eine Einrichtung zum Umschalten der
Strömungsrichtung und Mittel zur Förderung von Luft vorgesehen
sein können.
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Bei der Anlage mit dem obenbeschriebenen Aufbau zur Lagerung
von Lebensmitteln bei niedriger Temperatur ist die Temperatur
im Kühlhaus im wesentlichen von dem Einfluß einer Änderung
der Außenlufttemperatur frei, weil das Kühlhaus von einer
Isolierung umgeben ist. Die Wärmequelle zum Kühlen des
Lagerraums ist mittels der Außenluft gefrorenes Eis und somit in
Hinblick auf Temperatur und Feuchtigkeit stabil. Die
Temperatur im Lagerraum, innerhalb dessen verderbliche Lebensmittel
gelagert sind, wird so gesteuert, daß sie innerhalb eines
vorbestimmten Temperaturbereichs auf der Grundlage eines
mittels eines Temperatursensors festgestellten Werts liegt.
Darüber hinaus ist der Wärmetauscher, der zwischen dem Kühlhaus
und dem Lagerraum eingebaut ist, entfernbar bzw.
demontierbar, und kann, wenn er entfernt wird, der Lagerraum mit den
in ihm gelagerten Lebensmitteln auf einen Transporter oder
dergleichen aufgeladen werden.
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Obwohl die Beschreibung mit den Ansprüchen 1 und 5 endet, die
das Wesen der Erfindung definieren, wird angenommen, daß die
Erfindung aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung
mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich ist.
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Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine Anlage zur Lagerung
bei niedriger Temperatur gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Anlage zur Lagerung
bei niedriger Temperatur gemäß Darstellung in Fig.
1;
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Fig. 3 und 4 sind schematische Darstellungen zur
Erläuterung eines Kühlhauses der Anlage zur Lagerung;
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Fig. 5 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung
eines Lebensmittel-Lagerraums der Anlage zur
Lagerung;
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Fig. 6A und 6B sind schematische Darstellungen zur
Erläuterung der wesentlichen Teile der
Wärmeaustauschleitungen zur Verwendung bei der Anlage zur Lagerung;
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Fig. 7 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung
der Anordnung von Temperaturschaltern im
Lebensmittel-Lagerraum der Anlage zur Lagerung;
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Fig. 8 ist eine Tabelle zur Erläuterung der
EIN-AUS-Steuerung von elektromagnetischen Verschlüssen und
Lüftern zum Regeln der Temperatur im
Lebensmittel-Lagerraum.
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Es folgt eine Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen Fig. 1 bis 8 zeigen eine Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Anlage zur Lagerung von Lebensmitteln bei niedriger
Temperatur, die ein Kühlhaus 10 und einen
Lebensmittel-Lagerraum 26 aufweist, die je von einer Wärmeisolierung umgeben
sind. Das Kühlhaus 10 und der Lagerraum 26 stehen über einen
entfernbaren bzw. demontierbaren Wärmetauscher 12, der
zwischen ihnen angeordnet ist, miteinander in Verbindung.
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Das Kühlhaus 10 besitzt eine rechteckige Quadergestalt und
besteht aus einem Kühlhauskörper 16 mit einer Tür 14 an einem
Ende, der vollständig von einer Wärmeisolierung umgeben ist,
und aus in diesem angeordneten Trögen 18. Gemäß Darstellung
in Fig. 3 und 4 sind die Tröge 18 an Regalen 20 angebracht
und übereinander in vorbestimmten Abständen im Kühlhauskörper
16 vorgesehen. Die Tröge 18 besitzen im Querschnitt jeweils
eine umgestülpte trapezförmige Gestalt und sind so gestaltet,
daß sie selbst dann, wenn in ihnen enthaltenes Wasser
gefriert, nicht brechen.
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Das in einem solchen Trog 18 auf zunehmende Wasser ist Wasser,
in dem beispielsweise eine vorbestimmte Menge Salz gelöst
ist. Das Wasser wird mittels der kalten Außenluft, die durch
das Öffnen der Tür 14 in den Kühlhauskörper 16 eingelassen
wird, gekühlt und zu Eis gefroren. Wenn auf diese Weise das
Wasser in jedem Trog 18 zu Eis gefroren ist, wird die Tür 14
geschlossen.
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Der Lagerraum 26 zur Lagerung von verderblichen Lebensmitteln
ist in der Nähe des Kühlhauses 10 vorgesehen, und bei dieser
Ausführungsform besitzt ersterer etwa die gleiche Gestalt wie
letzteres. Fig. 5 ist ein Querschnitt durch den Lagerraum 26,
der von einer Wärmeisolierung umgeben ist und in dem
Nahrungsmittel (beispielsweise Kartoffeln) 26a, die in
Kartonschachteln oder ähnlichen Behältern verpackt sind,
übereinander angeordnet sind.
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Der Wärmetauscher 12 umfaßt bei dieser Ausführungsform eine
erste Wärmeaustauschleitung 22, die sich entlang des Bodens
des Kühlhauskörpers 16 und dann zu und entlang der Decke des
Lagerraums 26 erstreckt, und eine zweite
Wärmeaustauschleitung 24, die sich entlang der Decke des Kühlhauskörpers 16
und dann zum Boden und entlang desselben des Lagerraums 26
erstreckt. Die Wärmeaustauschleitungen 22 und 24 sind aus
Vinylchlorid hergestellt, und jeder sich innerhalb des
Kühlhauskörpers 16 und des Lagerraums 26 erstreckende Bereich
besitzt eine Anzahl von Durchbrüchen. Die Gesamtsumme der
Fläche dieser Durchbrüche, die in jeder Leitung ausgebildet
sind, ist nahezu gleich der gesamten Querschnittsfläche der
Leitung.
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Die Wärmeaustauschleitungen 22 und 24 sind mit dem Lagerraum
26 beispielsweise mit Hilfe von Kupplungsanschlüssen lösbar
verbunden, die aus Schrauben und Muttern bestehen und
zwischen Abzweigungsleitungen 28 der Leitungen 22 und 24 und dem
Lagerraum 26 in einer solchen Weise vorgesehen sind, daß die
Leitungen 22 und 24 im Lagerraum 26 teilweise freigelassen
sind, wenn sie vom Kühlhaus 10 abgetrennt sind.
Selbstverständlich eignen sich die Leitungen 22 und 24 dazu, daß sie
vollständig aus dem Lagerraum 26 herausgezogen werden können.
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Die erste und die zweite Wärmeaustauschleitung 22 und 24
besitzen je einen mittleren Bereich, der in zwei Abzweigungen
28 aufgeteilt ist, die sich wieder vereinigen. In den
Abzweigungen 28 sind elektromagnetische Verschlüsse D1 bis D4 und
Lüfter F1 bis F4 gemäß Darstellung in Fig. 6 vorgesehen. Die
elektromagnetischen Verschlüsse D1 bis D4 und die Gebläse F1
bis F4 sind gemäß Darstellung in Fig. 7 in Reihe miteinander
verbunden, und sie sind durch Thermostate TH1 bis TH4 (s.
Fig. 1) gesteuert, die an oberen und unteren Stellen im
Lagerraum 26 angeordnet sind.
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Fig. 8 ist eine Tabelle, die Kombinationen der
elektromagnetischen Verschlüsse D1 bis D4 und der Lüfter F1 bis F4 zeigt,
die entsprechend dem Zustand der Thermostate TH1 bis TH4 in
Betrieb stehen oder angehalten sind. Bei diesem Beispiel sind
die an den oberen Stellen im Lagerraum 26 angeordneten
Thermostate TH1 und TH2 so eingestellt, daß sie bei 4ºC
einschalten und bei 2ºC ausschalten. Die Thermostate TH3 und TH4 an
den unteren Stellen sind so eingestellt, daß sie bei 2ºC
ausschalten und bei 0ºC einschalten. Die elektromagnetischen
Verschlüsse D1, D4 und die Gebläse F1, F4 werden durch die
EIN/AUS-Betätigung der Thermostate TH1 und TH2, die an den
oberen Stellen angeordnet sind, in Betrieb genommen oder
angehalten, während die elektromagnetischen Verschlüsse D2, D3
und die Gebläse F2, F3 durch die EIN/AUS-Betätigung der
Thermostate TH3 und TH4, die an den unteren Stellen angeordnet
sind, in Betrieb genommen oder angehalten sind.
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Wenn die Temperatur am oberen Bereich im Lagerraum 26 höher
als 4ºC ist, werden die elektromagnetischen Verschlüsse D1,
D4 und die Lüfter F1, F4 in Betrieb genommen. In diesem Fall
nimmt die erste Wärmeaustauschleitung 22 kühle Luft am
unteren Bereich des Kühlhauses auf, und führt sie diese zum
oberen Bereich des Lagerraums 26. Die zweite
Wärmeaustauschleitung 24 nimmt Luft am unteren Bereich des Lagerraums 26 auf
und gibt diese im oberen Bereich des Kühlhauses 10 ab. Somit
zirkuliert die kühle Luft im Kühlhaus 10 auffolgendem Weg:
unterer Bereich des Kühlhauses 10 T oberer Bereich des
Lagerraums 26 T unterer Bereich des Lagerraums 26 T oberer
Bereich des Kühlhauses 10 T unterer Bereich des Kühlhauses
10.
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Wenn die Temperatur an der unteren Seite im Kühlraum 26 unter
0ºC liegt, werden die elektromagnetischen Verschlüsse D2, D3
und die Lüfter F2, F3 in Betrieb genommen. In diesem Fall
nimmt die erste Wärmeaustauschleitung 22 die Luft am oberen
Bereich des Lagerraums 26 auf, und gibt sie diese in den
unteren Bereich des Kühlhauses 10 ab. Die zweite
Wärmeaustauschleitung 24 nimmt am oberen Bereich des Kühlhauses 10
kühle Luft mit verhältnismäßig höherer Temperatur als
diejenige der Luft am unteren Bereich des Kühlhauses 10 auf und
führt sie zum unteren Bereich des Lagerraums 26. Somit
zirkuliert die Kühlluft im Kühlhaus 10 auffolgendem Weg: oberer
Bereich des Lagerraums 26 T unterer Bereich des Kühlhauses
10 T oberer Bereich des Kühlhauses 10 T unterer Bereich
des Lagerraums 26 T oberer Bereich des Lagerraums 26.
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Auf diese Weise wird die Temperatur im Lagerraum 26 im
Bereich zwischen 0ºC und 4ºC gehalten, und wird die
Feuchtigkeit bei etwa 95 % gehalten.