DE102006010068B3 | 2007-03-15 | |||
US5042263A | 1991-08-27 | |||
EP2618079A1 | 2013-07-24 | |||
DE102005008145B3 | 2006-04-06 |
Patentansprüche 1. Verfahren zur Eisherstellung, insbesondere für Bauzwecke, mit einer Eismaschine (1), die eine Wärmepumpe mit einem Kondensator und einem Verdampfer aus vertikal orientierten Verdampferplatten (14) umfasst, die mit den Schritten: - die Verdamperplatten (14) werden mit umlaufendem Rieselwasser aus mindestens einer Rieselwanne (19) ständig benetzt, - während einer Eisbildungsphase werden die Verdampferplatten (14) mit einem Kühlmittel zu einer Verdampfertemperatur von ca. -11 °C abgekühlt, so dass sich Eis an Ihnen bildet, und - während einer Enteisungsphase werden die Verdampferplatten (14) mit einem Kühlmitteldampfstoß aufgewärmt, so dass das daran gebildete Eis davon abfällt, und - die Enteisungsphase beendet wird, sobald die Temperatur des Rieselwassers, das von den Verdampferplatten (14) abtropft, oberhalb der Temperatur des Rieselwassers in der Rieselwanne (19) liegt, und - die Eisbildungsphase von neuem beginnt. 2. Eismaschine zur Durchführung eines Verfahrens gemäß Anspruch 1, die eine Wärmepumpe mit einem Kondensator und einem Verdampfer aus vertikal orientierten Verdampferplatten (14) und mindestens eine Rieselwanne (19) für Rieselwasser umfasst, welches zur Eisbildung die Verdampferplatten (14) ständig benetzt, und unter den Verdampferplatten (14) mindestens ein Wasserleitblech (9) angeordnet ist, über die das Rieselwasser in mindestens einer Wassersammeiwanne (16) geleitet und über eine Wasserumlaufpumpe (17) in die Rieselwanne (19) zurückgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rieselwanne (19) und an einem Wasserleitblech ( 9 ) jeweils ein Temperatursensor (35, 37) angebracht ist, über den die Temperatur des Rieselwassers gemessen wird. 3. Eismaschine gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Siebplatte (15) zwischen den Verdampferplatten (14) und den Wasserleitblechen (9) angeordnet ist, über die das abfallende Eis in einen Eiscontainer (2) geleitet wird. 4. Eismaschine gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Siebplatten (15), Wasserleitbleche (9) und Wassersammeiwannen (16) eingebaut sind, zwischen denen das abfallende Eis hindurch fällt. 5. Eismaschine gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rieselwanne (19) einen längsorientierten gewellten oder gekanteten Boden besitzt, in dessen Vertiefungen Riesellöcher eingebracht sind, durch die das Rieselwasser auf die Verdampferplatten (14) rieselt. 6. Eismaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rieselwasser durch Zuführlöcher (39) seitlich in die Rieselwanne (19) gelangt. 7. Eismaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rieselwanne (19) an seinen äußeren Seiten eine Neigungsverstellung (42) besitzt, über die eine gleichmäßige Berieselung der Verdampferplatten (14) einstellbar ist. |
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Eisherstellung, insbesondere für Bauzwecke, mit einer Eismaschine, die eine Wärmepumpe mit einem Kondensator und einem Verdampfer aus vertikal orientierten Verdampferplatten umfasst. Dabei werden die Verdampferplatten mit umlaufendem Rieselwasser aus mindestens einer Rieselwanne ständig benetzt. Während einer Eisbildungsphase werden die Verdampferplatten mit einem Kühlmittel zu einer Verdampfertemperatur von ca. -11°C abgekühlt, so dass sich Eis an ihnen bildet. Während einer Enteisungsphase werden die Verdampferplatten mit einem Kühlmitteldampfstoß aufgewärmt, so dass das daran gebildete Eis davon abfällt.
Derartige Vorrichtungen sind insbesondere in warmen
Klimazonen für Bauzwecke mit großem Eisbedarf im Einsatz, da dort Beton überwiegend mit Eis statt mit Wasser
angemischt wird, damit er langsam abbindet und so die geforderte Dichte und Festigkeit erlangt. Um den
Tagesbedarf an Eis zu decken, der zur Tageszeit sporadisch auftritt, ist die in einer oberen Etage angeordnete
Eismaschine oft Tag und Nacht in Betrieb, deren Eis im Container in einer unteren Etage zwischengelagert wird. Der Nachtbetrieb ist ökonomischer, da die Kühlluft des
Kondensators dann eine wesentlich geringere Temperatur als am Tage hat .
Aus dem Patent DE 10 2005 008145 sind Eismaschinen bekannt, deren Platten-Verdampfer mit ca. -11 °C betrieben wird, wodurch sich nasses Eis aus in gleichbleibender Dosierung von oben zugeführtem Rieselwasser bildet. Dieses wird in kurzen Abständen mit einem in den Verdampfer eingeblasenen Kühlmittel-Dampfstoß von der Verdampferoberfläche abgetaut, so daß es sich scherbenförmig ablöst und in einen Eiscontainer fällt. Es sind keine Maßnahmen beschrieben, die es erlauben die Länge der Enteisungsphase zu steuern und zu kontrollieren. Von daher kann die Enteisungsphase länger als notwendig dauern und damit zusätzliche Energie verbrauchen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Vorrichtung und das
Verfahren zur Eisherstellung bezüglich des Energieeinsatzes und des Zeitbedarfs durch Optimierung der Enteisungsphase zu verbessern.
Die Lösung besteht in den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 und 2. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das Verfahren zur Eisherstellung, insbesondere für
Bauzwecke, arbeitet mit einer Eismaschine, die eine
Wärmepumpe mit einem Kondensator und einem Verdampfer aus vertikal orientierten Verdampferplatten umfasst.
Die Eisherstellung umfasst die Schritte:
- die Verdampferplatten werden mit umlaufendem Rieselwasser aus mindestens einer Rieselwanne ständig benetzt,
- während einer Eisbildungsphase werden die
Verdampferplatten mit einem Kühlmittel zu einer
Verdampfertemperatur von ca. -11 °C abgekühlt, so dass sich Eis an Ihnen bildet, und
- während einer Enteisungsphase werden die
Verdampferplatten mit einem Kühlmitteldampfstoß aufgewärmt, so dass das daran gebildete Eis davon abfällt, und
- die Enteisungsphase beendet wird, sobald die Temperatur des Rieselwassers, das von den Verdampferplatten abtropft, oberhalb der Temperatur des Rieselwassers in der
Rieselwanne liegt, und
- die Eisbildungsphase von neuem beginnt. Auf diese Weise wird die Enteisungsphase überwacht und die Verdampferplatten werden nur so lange erwärmt, wie es für das Abfallen des Eises notwendig ist. Somit wird der
Energieeinsatz für die Enteisung optimiert.
Die Eismaschine umfasst eine Wärmepumpe mit einem
Kondensator und einem Verdampfer aus vertikal orientierten Verdampferplatten und mindestens eine Rieselwanne für
Rieselwasser, welches zur Eisbildung die Verdampferplatten ständig benetzt.
Unter den Verdampferplatten ist mindestens ein
Wasserleitblech angeordnet, über die das Rieselwasser in mindestens eine Wassersammeiwanne geleitet und über eine Wasserumlaufpumpe in die Rieselwanne zurückgeleitet wird.
Die Eismaschine zeichnet sich dadurch aus, dass die
Temperaturen des Rieselwassers in der Rieselwanne und das, welches von den Verdampferplatten abtropft, gemessen werden. Sobald die Temperatur des Rieselwassers unterhalb der Verdampferplatten oberhalb der Temperatur des
Rieselwassers in der Rieselwanne liegt, zeigt dies an, dass das Ende der Enteisungsphase erreicht ist.
In der Eismaschine ist mindestens eine Siebplatte zwischen den Verdampferplatten und den Wasserleitblechen angeordnet, über die das abfallende Eis in einen Eiscontainer geleitet wird. Die Siebplatte trennt das Rieselwasser vom
herabfallenden Eis, so dass möglichst wenig Wasser in den Eiscontainer gelangt.
Dabei ist es vorteilhaft, dass jeweils zwei Siebplatten, Wasserleitbleche und Wassersammeiwannen eingebaut sind, zwischen denen das abfallende Eis hindurch fällt. Das Eis fällt somit mittig in den Eiscontainer. Die Rieselwannen besitzen vorteilhaft einen
längsorientierten gewellten oder gekanteten Boden, in dessen Vertiefungen Riesellöcher eingebracht sind, durch die das Rieselwasser auf die Verdampferplatten rieselt. Durch diese Anordnung ist eine gezielte Abgabe des Wassers auf die Oberkanten der Verdampferplatten möglich. Weiterhin wird eine Strudelbildung in der Rieselwanne verhindert. Es kann auch mit weniger Rieselwasser gearbeitet werden, da sich das Wasser in den Vertiefungen sammelt.
Dabei ist es günstig, das Wasser von der Seite durch
Zuführlöcher in die Rieselwanne zu leiten. Die Zuführlöcher besitzen einen solchen Abstand, dass die Vertiefungen am
Boden der Rieselwanne gleichmäßig gefüllt werden. Es hat sich herausgestellt, dass dazu der Abstand der Zuführlöcher zur Mitte der Anlage hin abnehmen muss.
Auch die Löcher im Boden werden abstandsmäßig so
eingerichtet, dass eine gleichmäßige Verteilung auf die
Verdampferplatten gewährleistet ist.
Des weiteren ist es günstig, die Ausrichtung der
Rieselwanne einstellbar zu machen, über die eine
gleichmäßige Berieselung der Verdampferplatten einstellbar ist. So kann die exakte Nivellierung der Rieselwanne auf einfache Weise auf der Baustelle, an der die Eismaschine steht, erfolgen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in den Figuren dargestellt.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Eismaschine von der Seite. Fig. 2 zeigt perspektivisch die Rieselwanne.
In Fig. 1 ist dargestellt, dass die Eismaschine 1 auf dem Stützgerüst 4 mit einer Wasserberieselung im
Kreislaufbetrieb versehen ist. Das Wasser aus dem
Wassertank 3 wird mit der Wasserpumpe 17 über die Zuführleitung 31 den Rieselwannen 19 oberhalb der
Verdampfer 14 zugeführt, unter denen das abgelaufene Wasser über die Wasserleitbleche 9 in den Wannen 16 aufgefangen und mit der Wasserpumpe 17 zurückgefördert wird.
Das periodisch gelöste Eis wird über eine Siebplatte 15 durch den Einfallschacht 20 in den Eiscontainer 2
abgeführt .
Für den effektiven Betrieb der Eiserzeugung laufen aus den Rieselwannen 19 über den Verdampferplatten 14 dünne
Wasserfäden auf die Oberkante der Verdampferplatten, von wo sich das Rieselwasser gleichmäßig über die
Verdampferplatten 14 bzw. darauf angesetztes Eis verteilt. Nach dem Abfallen des Eises von den Verdampferplatten 14 läuft das Rielwasser direkt über die erwärmte Oberfläche der Verdampferplatten. Nun wird die Temperatur
des Rieselwassers über den Temperatursensor 37 überwacht, der den Anstieg der Rieselwassertemperatur nach erfolgter Enteisung registriert.
An den Rieselwannen 19 sind Temperatursensoren 35
angebracht, so dass die Temperaturdifferenz bestimmt werden kann . In Fig. 2 ist perspektivisch die Rieselwanne 19 darge ¬ stellt. Deren Nivellierung N kann über die Einstellungen 42 ausgerichtet werden.
Der Boden 40 der Rieselwanne ist gewellt, wobei in den Vertiefungen die Riesellöcher 41 eingebracht sind, durch die das Wasser wieder austritt.
Das Wasser wird über den Wasserzulauf 38 eingeleitet und durch die Zuführlöcher 39 auf den Boden 40 der Rieselwanne 19 gegeben. Durch den entsprechend eingerichteten Abstand der Zuführlöcher 39 wird eine gleichmäßige Bedeckung des Bodens 40 erreicht. Auch die Löcher im Boden 41 werden abstandsmäßig so eingerichtet, dass eine gleichmäßige Verteilung auf die Verdampferplatten gewährleistet wird.
Referenzliste
1 Eismaschine
2 Eiscontainer
3 Wassertank
4 Container-Stüt zgerüst
9 Wasserleit lech
14 Verdampfer
15 Siebplatte
16 Wassersammelwanne
17 Wasserumlaufpumpe
19 Rieselwanne
20 EinfallSchacht
31 Wasserzulauf
35 Temperatursensor in der Rieselwanne
37 Temperatursensor an dem Wasserleiblech
38 Wasserzulauf
39 Zuführlöcher
40 Boden
41 Riesellöcher
42 NeigungsVerstellung
N Rieselwasserniveau