Die Erfindung betrifft eine Kühltransportvorrichtung gemäß Anspruch 1 , ein Kraftfahrzeug oder einen Fahrzeuganhänger hiermit nach Anspruch 30 und deren Verwendung nach Anspruch 31.

Aus dem Stand der Technik sind Kühltransporter, insbesondere LKWs, Anhänger und Auflieger bekannt, deren Kühlraum mit einer Klimatisierungsvorrichtung gekühlt ist. Erreicht werden dabei minimale Temperaturen von bis zu -25 °C. Kälter zu lagernden Waren sind hiermit nicht transportierbar, zumindest nicht ohne ergänzende Maßnahmen wie dem Einsatz von Flüssigstickstoff oder Trockeneis.

Waren, die tieferen Temperaturen erfordern, werden daher mit Trockeneis oder mit Flüssigstickstoff in speziellen Behältern gekühlt und transportiert. Nachteilhaft hieran sind die kleinen Transportvolumen, wobei mit Trockeneis bis -78,5 °C bzw. Flüssigstickstoff (LN2) bis zu -196 °C bereitstellbar sind. Ein weiterer Nachteil ist die beschränkte Transportdauer, die beispielsweise auch von der Außentemperatur und der Anzahl der Umlagerungen abhängt. Weitere Nachteile der genutzten Kühlmedien sind ein möglicher Gefrierbrand des tieferen Gewebes bei Körperkontakt, Erstickungsgefahr durch Entstehung von Kohlenstoffdioxid bei Trockeneis bzw. Entzug von Sauerstoff bei Flüssigstickstoff. Bei flüssigem Stickstoff besteht zudem die Gefahr von Überdruck bzw. Explosion, Materialschäden, z.B. durch Versprödung und thermische Spannungen. In der Praxis werden daher auch nur spezielle Fahrzeug als geeignet für den Transport mit Trockeneis und Flüssigstickstoff angesehen. Im Luft- und Seeverkehr muss Trockeneis zudem als Gefahrgut gekennzeichnet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und Lösungen bereitzustellen, mit denen sich sehr tief gekühlte Waren in großer Menge komfortabel, sicher, umweltfreundlich und möglichst ohne Gefahrstoffeinstufung transportieren und lagern lassen.

Hauptmerkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen 1 , 30 und 31 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 29.

Die Erfindung betrifft eine mobile Kühltransportvorrichtung mit einer Kühlkammer, einer Kältemaschine und einem Stromaggregat, wobei die Kühlkammer mit der Kältemaschine (insbesondere frei) temperiert bzw. temperierbar ist, wobei das Stromaggregat zur Stromversorgung mit der Kältemaschine verbunden ist, wobei die Kältemaschine einen Wärmepumpenkreislauf mit einer Niederdruckseite und einer Druckseite aufweist, und wobei die Kühlkammer Teil der Niederdruckseite des Wärmepumpenkreislaufs ist.

Damit wird ein hochflexibler Lagerraum mit breitem Kühltemperaturspektrum bereitgestellt, der ohne Kältemittel auskommt, dies insbesondere sowohl als direktes Kühlmittel wie Trockeneis und Stickstoff, als auch ohne Kältemittel im Wärmepumpenkreislauf. Ein Wärmepumpenkreislauf, der mit der Luft der Kühlkammer als solches operiert, ist insbesondere auch dazu geeignet, sehr tiefe Temperaturen in der Kühlkammer zu erzielen. Je nach Bedienungskonzept und Regelkreisen sind auch sehr präzise und/oder im Leistungsbereich der Kältemaschine frei einstellbare Temperaturen im Kühlraum erzeugbar.

Vor allem die Pharmaindustrie kann von dieser Lösung profitieren, denn durch die Erfindung lassen sich kurzfristig zusätzlich Lagermöglichkeit bereitstellen, und größere Produktmengen, wie z.B. m RNA- Impfstoffe, Enzyme und sonstige medizinische Produkte lagern und transportieren. Dies insbesondere vergleichsweise gefahrlos für den Anwender und die Umwelt, weil für den Tieftemperaturlagerraum ausschließlich die Lagerraumluft (Kältemittel), Strom sowie die Umgebungsluft (Kühlung der Wärmesenke) benötigt wird, um beispielsweise Temperaturen von bis zu -100 °C zu realisieren. Auch für die Fisch- und Meerestierverarbeitung bietet die Lösung Vorteile, weil bspw. exklusive Fische bei circa -60 °C zu transportieren sind. Erfindungsgemäß wird weder Trockeneis noch Flüssigstickstoff benötigt. Dies verbessert die Klimabilanz. Außerdem sind größere Transportmengen und längere Transportwege möglich.

Selbst als temporärer Lagerplatz ist die Kühltransportvorrichtung nutzbar.

Die Niederdruckseite und die Druckseite des Wärmepumpenkreislaufs sind typischerweise durch einen Verdichter, insbesondere Turbo-Verdichter, und eine Expansionsvorrichtung, insbesondere ein Turbo- Expander, voneinander getrennt.

Der Druck auf der Niederdruckseite sollte exakt oder zumindest im Wesentlichen dem Druck innerhalb der Kühlkammer entsprechen. In der Kühlkammer herrscht vorzugsweise der Umgebungsdruck. Hierdurch muss die Kühlkammer kein Druckgefälle aufnehmen und Zugänge lassen sich problemlos öffnen.

Gemäß einer speziellen Ausgestaltung ist die Kältemaschine zur Temperierung der Kühlkammer nach dem offenen Joule-Kreisprozess oder umgekehrten Brayton-Kreisprozess ausgestaltet. Diese Prozesse ermöglichen sehr tiefe Temperaturen mit Luft als Kältemittel.

Weiterhin sollte die Kältemaschine, insbesondere die Druckseite des Wärmepumpenkreislaufs, einen Wärmetauscher als Temperatursenke aufweisen, der mit Umgebungsluft außerhalb der Kühlkammer in Verbindung steht. Hierüber lässt sich Energie an die Umgebung abgeben.

Dabei bietet es sich eine Ausgestaltung an, bei der die Umgebungsluft mit einem Gebläse an dem Wärmetauscher vorbeigeführt wird. Damit ist ein hoher Volumenstrom erzielbar. Bevorzugt sitzt der Wärmetauscher innerhalb eines Gehäuses der Kältemaschine. Hierdurch ist er geschützt. Die Umgebungsluft lässt sich dann über Zu- und Abluftleitungen zu dem Wärmetauscher führen.

Im Speziellen, insbesondere auch aufgrund dessen, dass die Kühlkammer Teil der Niederdruckseite des Wärmepumpenkreislaufs ist, bildet die Kühlkammerluft aus der Kühlkammer das Verdichtungsmedium bzw. Kältemittel im Wärmepumpenkreislauf aus. Dies ist umweltfreundlich und bietet einen hohen Arbeitsschutz.

Bei einer näheren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Kältemaschine einen elektrischen Antrieb aufweist, mit dem ein Turbo-Expander und ein Turbo-Kompressor angetrieben sind. Hiermit lässt sich einerseits ein hoher Druck auf der Druckseite erzielen und gleichzeitig die Niederdruckseite im Wesentlichen auf Umgebungsdruck halten. Turbo- Expander und Turbo- Kompressor sind jeweils eine Turboturbine. Mit den Turboturbinen wird gleichzeitig ein hoher Volumenstrom ermöglicht, sodass das gesamte Volumen der Kühlkammer hinreichend zur Kühlung und Temperaturhomogenisierung umgewälzt wird. Der Turbo-Expander bildet die Expansionsvorrichtung und der Turbo-Kompressor den Verdichter. Ein Kolbenkompressor als

Verdichter und/oder ein Expansionsventil als Expansionsvorrichtung sind nicht erforderlich.

Vorzugsweise sitzt auf bzw. an einer durchgängigen Welle, einerseits ein Turboexpanderrad des Turbo-Expanders und andererseits ein Turbokompressorrad des Turbo-Kompressors. Dazwischen kann der Antrieb, insbesondere ein Elektromotor die Welle antreiben. Bevorzugt ist die gesamte Welle mit Turbokompressorrad und Turboexpanderrad luftgelagert. Damit werden Berührungspunkte mit dem Gehäuse vermieden, sodass Vibrationen und Geräusche gering sind. Damit lassen sich insbesondere auch Geräuschemissionsvorschriften auf dem Transportweg einhalten. Außerdem ist die Kältemaschine durch die Luftlagerung frei von Ölen.

Der elektrische Antrieb ist vorzugsweise luftgekühlt. Dies ist mit geringem Gewicht umsetzbar. Dies kann eine unmittelbare Luftkühlung des elektrischen Antriebs sein. Optional kann aber auch ein Kühlkreislauf mit Wärmetauscher genutzt werden, um Wärme an die Umgebung abzugeben. Solch ein Kühlkreislauf sollte insbesondere autark, d.h. ohne externe Anschlüsse, betreibbar sein, d.h. insbesondere maximal Strom des Strom aggregats benötigen.

Fernerhin besteht die Option, dass die Kältemaschine einen Rekuperator aufweist, mit dem aus der Kühlkammer austretende Kühlkammerluft Energie von der in die Kühlkammer zurückgeführten Kaltluft aufnimmt, dies insbesondere vor der Entspannung der Kaltluft, d.h. noch auf der Druckseite des Wärmepumpenkreislaufs. Damit wird die Effizienz der Kältemaschine gesteigert, denn die Ausgangsluft aus der Kühlkammer wird vor dem Verdichten vorgewärmt, während die zurückgeleitete Luft Energie abgibt und hierdurch abkühlt. Der Rekuperator sollte auf der Druckseite hinter dem Wärmetauscher (insbesondere ein Gaskühler) angeordnet sein, insbesondere damit das Temperaturgefälle im Rekuperator reduziert um die Energieabgabe im Wärmetauscher ausfällt. Der Rekuperator ist gewissermaßen ein Luft-

Luftwärmetauscher zweier Leitungsabschnitte des Wärmepumpenkreislaufs, mithin ein sogenannter innerer Wärmeübertrager. Anders der Wärmetauscher bzw. Gaskühler: Dieser wirkt zwischen der Druckseite des Wärmepumpenkreislaufs und der Umgebungsluft.

Der Wärmepumpenkreislauf der Luft umfasst bevorzugt folgende Stationen in der genannten Reihenfolge: Ansaugung von Luft aus der Kühlkammer über den Rekuperator zum Turbo- Kompressor. Mit dem Turbo-Kompressor wird die angesaugte Luft dann verdichtet, bspw. auf 1 bar über Umgebungsdruck, wodurch sich die Luft erwärmt. Die so erwärmte Luft wird zur Wärmesenke geleitet, insbesondere zum Wärmetauscher bzw. Gaskühler, wo die erwärmte Luft Energie an die Umgebungsluft abgibt. Von hier wird die Luft erneut durch den Rekuperator geleitet, wo sie nach der Kühlung in der Wärmesenke noch weitere Energie abgibt, welche auf die angesaugte Luft im Rekuperator übertragen wird. Die kalte angesaugte Luft aus der Kühlkammer erwärmt sich hierdurch, und die noch verdichtete Luft auf der Druckseite wird kälter. Nachdem die verdichtete Luft zweimal abgekühlt wurde (erste Abkühlung in der Wärmesenke gegen die Umgebung; zweite Abkühlung im Rekuperator gegen die kalte angesaugte Luft aus der Kühlkammer) folgt die Expansion über den Turbo-Expander, von wo aus die entspannte tiefkalte Luft wieder in die Kühlkammer geleitet wird.

Dieser Prozess ist also kontinuierlich, das Kältemittel ist die Luft aus der Kühlkammer als solche, und die Wärmesenke ist von der Umgebung gebildet. Demnach ist also zu bevorzugen, dass die die Kältemaschine kältemittelfrei ausgestaltet ist (hiervon ausgenommen ist die Luft aus der Kühlkammer).

Für einen Transport oder eine Lagerung von Waren mit entsprechenden Anforderungen ist die Kältemaschine vorzugsweise zur Erzielung einer Temperatur in der Kühlkammer von wenigstens -30 °C, sowie vorzugsweise bis wenigstens -60 °C, und besonders bevorzugt bis zu wenigstens -100 °C ausgebildet bzw. ausgelegt.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die mobile Kühltransportvorrichtung eine Entfeuchtungseinheit (im Englischen auch als snowcatcher unit bezeichenbar) für die Kühlkammerluft aufweist, die insbesondere dazu ausgestaltet ist, die Luftfeuchtigkeit in der Kühlkammer zu senken und/oder Vereisung der Kältemaschine zu verhindern. Vereisung in der Kühlkammer wird so vermieden, genauso wie Erfrierungen von Gewebe beim Betreten der Kühlkammer. Die Entfeuchtungseinheit kann Teil der Kältemaschine sein. Die nach der

Expansion tiefkalte Luft wird bevorzugt über einen Deckenkanal in die Kühlkammer eingebracht und die im Gegenzug zum Verdichter strömende Luft über Filterkerzen der Entfeuchtungseinheit angesaugt. An den Filterkerzen kann sich die Luftfeuchtigkeit in Form von Schnee, Eis, Dreckpartikeln und CO ₂ -Kristallen sammeln. Sobald die Filterkerzen mit Schnee usw. beladen sind (bspw. gemessen über einen Druckdifferenzsensor an den Filterkerzen) lässt sich der agglomerierte Schnee usw. bspw. durch einen Druckstoß auf die Filterkerzen lösen.

Der abgefallene Schnee usw. fällt dann vorzugsweise in eine Ausschleusungsvorrichtung, sodass er aus der Kühlkammer transportiert wird. Dort kann er dann schmelzen, wobei dies vorzugsweise noch in der mobilen Kühltransportvorrichtung geschieht. Damit wird ein Ausbringen von Schnee und Eis, bspw. auf Verkehrsstraßen, verhindert.

Die Kältemaschine sollte zumindest im Wesentlichen oder vollständig außerhalb der Kühlkammer angeordnet sein. Damit wird ein Wärmeeintrag in die Kühlkammer möglichst geringgehalten. Dabei sollte die Kältemaschine in einer Maschinenkammer der mobilen Kühltransportvorrichtung angeordnet sein, wobei die Maschinenkammer mit einer Klimatisierungsvorrichtung temperiert ist. Damit können kritische Umgebungsparameter, bspw. große Hitze durch Sonneneinstrahlung, von der Kältemaschine und etwaigen Steuereinheiten in der Maschinenkammer ferngehalten werden. So lässt sich ein Überhitzen von Elektrobauteilen, Motoren, Lüftern, Beleuchtung usw. vermeiden. Außerdem kann auch Schmutz von diesen Komponenten und der Kältemaschine ferngehalten werden.

Die Klimatisierungsvorrichtung arbeitet vorzugsweise als Wärmepumpe nach dem Wärmepumpenprinzip. Ein Wärmetauscher dieser Wärmepumpe steht unmittelbar mit dem Innenraum der Maschinenkammer für einen Wärmeaustausch in Verbindung. Insbesondere sollte dieser Wärmetauscher auf der Innenseite der Maschinenkammer angeordnet sein. Je nach Außentemperatur kann die Einstellung der Temperatur in der Maschinenkammer durch die Umgebungstemperatur oder durch Unterstützung mit der Wärmepumpe der Klimatisierungsvorrichtung erfolgen.

In einer speziellen Ausführungsform ist die Klimatisierungsvorrichtung dazu ausgestaltet, die Maschinenkammer in einem Temperaturbereich zu halten, und die Kältemaschine ist dazu ausgestaltet, die Kühlkammer auf eine Temperatur zu kühlen, die geringer ist als der Temperaturbereich in der Maschinenkammer. Es findet also eine Klimatisierung für die Kältemaschine und etwaige weitere Technikkomponenten in der Maschinenkammer statt, die hierdurch vor äußeren Einflüssen wie Hitze, Feuchtigkeit und Dreck geschützt sind.

Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die Klimatisierungsvorrichtung zur Erzielung einer Zieltemperatur im Temperaturbereich in der Maschinenkammer zwischen 5 °C und 60 °C, vorzugsweise zwischen 10 °C und 40 °C, weiter bevorzugt zwischen 10 °C und 30 °C und besonders bevorzugt zwischen 15 °C und 25 °C ausgebildet bzw. ausgelegt ist, dies insbesondere sobald die Temperatur einen Schwellwert, bspw. 25 °C, übersteigt.

Weiterhin ist es zu bevorzugen, wenn die Stromversorgung der Klimatisierungsvorrichtung mit dem Stromaggregat erfolgt. Damit ist eine höhere Autarkheit der mobilen Kühltransportvorrichtung gegeben. Insbesondere kann bspw. eine Zugmaschine von einem Anhänger mit der Kühltransportvorrichtung getrennt werden, denn deren Bordstrom ist nicht für den Betrieb der Klimatisierungsvorrichtung erforderlich.

Ganz allgemein sollte die mobile Kühltransportvorrichtung über ein oder mehrere autarke Stromnetze für ihren autarken Betrieb verfügen. Die Klimatisierungsvorrichtung ist vorzugsweise zumindest im Wesentlichen (bspw. mit Ausnahme eines Wärmetauschers) oder vollständig außerhalb der Maschinenkammer sowie außerhalb der Kühlkammer angeordnet (vorzugsweise alle wärmeabgebenden Bestandteile außerhalb). Deren Abwärme kann so einfach an die Umgebung abgegeben werden.

Bei der praktischen Umsetzung macht es Sinn, die Maschinenkammer zwischen der Klimatisierungsvorrichtung und der Kühlkammer anzuordnen. Damit wird ein stufenweises Temperaturgefälle geschaffen. Wenn es sich um ein Kraftfahrzeug oder einen Fahrzeuganhänger handelt, sollte die erste Klimatisierungsvorrichtung vorne angeordnet sein. Im vorderen Bereich gibt es Fahrtwind und es befinden sich typischerweise fahrzeugseitige Anschlüsse. Dann folgt die Maschinenkammer im vorderen Fahrzeugbereich. Das Be- und Entladen der Kühlkammer kann so vom Fahrzeugende aus, bspw. an Entladerampen, erfolgen.

Für eine effiziente Temperierung der Maschinenkammer sollten die Außenwandungen der Maschinenkammer mit Dämmstoff thermisch isoliert sein.

Aufgrund der hohen Kosten für die Kältemaschine sollte diese entkoppelt von der Außenseite, insbesondere den Außenwänden, in der Maschinenkammer gelagert sein. So wird sie bei einem Unfall vor Schäden geschützt.

Optional weist die Kühlkammer eine Zutrittsschleuse auf, welche einen Zutrittszwischenraum zwischen zwei einzelnen Türen aufweist. Damit ist definiert, wieviel warme Umgebungsluft und Feuchtigkeit bei einem Betreten der Kühlkammer mit der tiefkalten Kühlkammerluft ausgetauscht wird. Dies ist ein großer Hebel in Bezug auf die Energieeffizienz. Außerdem werden auch kurzzeitige Temperaturanstiege in der Kühlkammer beim Betreten reduziert.

Weiter optional kann die Zutrittsschleuse eine Enteisungsvorrichtung aufweisen. Dabei kann insbesondere die Tür zur Kühlkammer eine Türrahmen- oder Türdichtungsheizung aufweisen. Damit wird ein Festeisen der Tür verhindert.

Für einen effizienten Betrieb sollte die Außenwandungen der Zutrittsschleuse mit Dämmstoff thermisch isoliert sein. Damit wird ein stufenweises thermisches Gefälle zwischen Umgebung und Kühlkammer geschaffen und das Eintreten von sehr warmer Umgebungsluft in die Kühlkammer vermieden.

Zum Erreichen und für den Erhalt der sehr tiefen Temperaturen in der Kühlkammer, sollten die Außenwandungen der Kühlkammer mit Dämmstoff thermisch isoliert sein. Der Wärmedurchgangswert der Wandung der Kühlkammer sollte geringer (besser) ausgelegt sein als derjenige der Maschinenkammer, und vorzugsweise auch als derjenige der Wandungen der Zutrittsschleuse. Der Dämmstoff weist vorzugsweise einen Wärmedurchgangskoeffizienten von geringer als 22 W/(m ² K) auf. Der Dämmstoff besteht vorzugsweise aus Polyurethan (bspw. CORAFOAM® HPT 50 der DU NA CORRADINI S.p.A.). Die Materialstärke des Dämmstoffs sollte wenigstens 20 cm betragen.

Vorzugsweise weist das Stromaggregat eine erste und eine zweite Stromaggregateinheit auf, wobei die Stromversorgung mittels einer Sicherheitsschaltung redundant durch die erste und zweite Stromaggregateinheit erfolgt. Damit wird die Betriebssicherheit erhöht, weil selbst bei einem Ausfall einer der Stromaggregateinheiten die Stromversorgung gesichert ist. Bei den Stromaggregateinheiten kann es sich beispielsweise um Dieselaggregate handeln. Das Betanken eines Dieselaggregats ist im laufenden Betrieb meist nicht zulässig. Während des Betankens kann dann die andere der zwei Stromaggregateinheiten die Stromversorgung sicherstellen. Dazu sind vorzugsweise separate Tanks für die Stromaggregateinheiten vorgesehen.

Das Stromaggregat sollte außerhalb der Kühlkammer und vorzugsweise auch außerhalb der Maschinenkammer angeordnet sein. Abwärme und Abgase werden so von beiden Kammern ferngehalten.

In der praktischen Umsetzung erweist es sich als günstig, wenn das Stromaggregat tiefer als die Kühlkammer und vorzugsweise auch tiefer als die Maschinenkammer angeordnet ist. Das kann beispielsweise unterhalb der Ladefläche eines Kraftfahrzeugs oder Fahrzeuganhängers sein. Dort ist das Stromaggregat auch gut für den Bediener und Servicearbeiten erreichbar und mindert nicht den verfügbaren Frachtraum.

Optional kann die mobile Kühltransportvorrichtung einen Stromanschluss zur Stromversorgung mit terrestrischem Strom aufweisen, wobei die terrestrische Stromversorgung vorzugsweise mittels einer Sicherheitsschaltung durch das Stromaggregat abgesichert ist. Damit kann eine Aufstellung der mobilen Kühltransportvorrichtung an einem Ort erfolgen, an dem das Stromaggregat nicht ohne weiteres genutzt werden kann oder darf, weil es bspw. Abgase oder Lärm erzeugt. Dennoch kann die Temperatur im Kühlraum auch bei einem Stromausfall durch das Stromaggregat sichergestellt werden.

Besondere Vorteile erzielt die Erfindung, wenn die Kühltransportvorrichtung ein Fahrzeugaufbau ist und/oder zumindest teilweise in einen Fahrzeugaufbau integriert ist. Damit wird ein mobiler und flexibler Einsatz erzielt. Unter einem Fahrzeugaufbau sind auch Container zu verstehen, wie sie beispielsweise im kombinierten Luft-, See- Bahn- und Straßenverkehr eingesetzt werden. Insbesondere die Kühlkammer sollte im Fahrzeugaufbau angeordnet sein. Die Kühlkammer nimmt inklusive ihrer Wandungen vorzugsweise eine Grundfläche des Fahrzeugaufbaus von wenigstens 50 % ein. Hierdurch wird ein verhältnismäßig großer Frachtraum für tiefst temperierte Waren bereitgestellt. Der Fahrzeugaufbau kann insbesondere im Wesentlichen unterteilt in die Kühlkammer und die Maschinenkammer ausgebildet sein. Das Stromaggregat kann, muss aber nicht Teil des Fahrzeugaufbaus sein. Bspw. kann es auch unterhalb des Fahrzeugaufbaus platziert sein.

Aufgrund der Sensibilität der zu transportierenden Waren, bietet sich eine optionale Ergänzung derart an, dass die Kühltransportvorrichtung eine Überwachungseinrichtung aufweist, welche wenigstens einen Betriebszustand an einen Empfänger ausgibt, bspw. den Aufenthaltsort, die Temperatur in der Maschinenkammer, die Temperatur in der Kühlkammer, den Betriebszustand der Klimatisierungsvorrichtung, den Betriebszustand der Kältemaschine, den Betriebszustand des Stromaggregats, den Füllstand von Energiequellen wie Akkumulatoren oder Tanks, den Öffnungszustand von Zugängen zu der Kühltransportvorrichtung, den Zustand der Entfeuchtungseinheit. So lässt sich die Fracht automatisiert überwachen, bspw. auch fernüberwachen.

Die Überwachungseinrichtung kann Teil einer Steuereinheit zum Steuern der mobilen Kühltransportvorrichtung sein. Der Empfänger kann beispielsweise ein Fahrer oder eine Zentrale sein. Bevorzugt ist die Überwachungseinrichtung zur Ausgabe eines Transportprotokolls ausgestaltet. Damit kann die lückenlose Kühlkette belegt werden. Weiter bevorzugt weist die Überwachungseinrichtung eine kabellose Datenschnittstelle auf, bspw. eine Mobilfunkschnittstelle. Das ermöglicht eine Fernüberwachung. Des Weiteren kann die Überwachungseinrichtung zur Ausgabe eines Alarmsignals bei Abweichung von Sollzuständen aufweisen. Dieses beispielhaft durch Warntöne, Servicerufe und dergleichen. So kann die Überwachungseinrichtung insbesondere auch eine Diebstahlwarnanlage umfassen. Schließlich bietet es sich an, die Kühltransportvorrichtung nach GDP (=Good Distribution Practices) zu zertifizieren.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug oder Fahrzeuganhänger mit einer mobilen Kühltransportvorrichtung wie sie vor- und nachstehend beschrieben ist. Hiermit lassen sich sehr tief gekühlte Waren in großer Menge komfortabel, sicher, umweltfreundlich und ohne Gefahrstoffeinstufung transportieren und lagern. Das Kraftfahrzeug oder der Fahrzeuganhänger sollte Fahrzeugräder aufweisen.

Schließlich betrifft die Erfindung noch eine Verwendung einer mobilen Kühltransportvorrichtung wie sie vor- und nachstehend beschrieben ist oder eines Kraftfahrzeugs oder Fahrzeuganhängers wie sie vor- und nachstehend beschrieben sind zum Transport von Waren oder Medikamenten. Vorteilhaft hieran ist, dass eine autark betriebsfähige Transportvorrichtung für große Mengen an Ware und mit hochflexibler Temperatur in der Kühlkammer vorliegt, die umweltfreundlich ist, einen hohen Arbeitsschutz bietet und auch über einen längeren Zeitraum Waren temporär einlagern kann.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Horizontalschnitt einer Kühltransportvorrichtung;

Fig. 2 eine perspektivische Seitenansicht einer Kühltransportvorrichtung; und Fig. 3 ein Funktionsschema der Kühltransportvorrichtung.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Horizontalschnitt durch eine mobile Kühltransportvorrichtung 1 , die teilweise in einen Fahrzeugaufbau 107 integriert ist. Der Fahrzeugaufbau 107 ist Teil eines Fahrzeuganhängers 100, insbesondere eines Sattelaufliegers. Dieser weist Fahrzeugräder 101 , hier insbesondere 6 Stück, und eine Anhängerkupplung 102, insbesondere einen Königszapfen, auf. Am hinteren Ende des Fahrzeugaufbaus 107 ist eine Laderaumtür 103 ausgebildet. Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer solchen Kühltransportvorrichtung 1, wobei eine Zugmaschine 106 über die Anhängerkupplung 102 mit dem Fahrzeuganhänger 100 verbunden ist. Gleiche Bezugsziffern betreffen damit die gleichen Bauteile in den Fig. 1 und 2, welche daher gemeinsam beschrieben werden.

Die Kühltransportvorrichtung 1 nach den Fig. 1 und 2 verfügt über eine Kühlkammer 10 und eine Maschinenkammer 20 im Fahrzeugaufbau 107. Diese zwei Kammern 10, 20 nehmen einen Großteil der Grundfläche des Fahrzeuganhängers 100 ein. Die Maschinenkammer 20 ist mittels einer Klimatisierungsvorrichtung 11 temperiert. Diese Klimatisierungsvorrichtung 11 sitzt an der Vorderseite des Fahrzeuganhängers 100 und arbeitet nach dem Wärmepumpenprinzip. Ein Wärmetauscher dieser Wärmepumpe steht mit dem Innenraum der Maschinenkammer 20 für den Wärmeaustausch in Verbindung. Insbesondere ist dieser Wärmetauscher auf der Innenseite der Maschinenkammer 20 oder zumindest direktem Zugang hierzu angeordnet. Außerdem kann die Klimatisierungsvorrichtung 11 zur Temperierung Umgebungsluft LU in die Maschinenkammer 20 leiten. Damit liegt die Klimatisierungsvorrichtung 11 zumindest im Wesentlichen, nämlich maximal mit Ausnahme des einen Wärmetauschers, außerhalb der Maschinenkammer 20 sowie vollständig außerhalb der Kühlkammer 10. Die Klimatisierungsvorrichtung 11 ist derart ausgelegt, dass sie eine Temperatur T1 in der Maschinenkammer 20 deckelt oder diese hält (+/-5 Grad), wobei die Temperatur T 1 beispielsweise auf einen Wert zwischen 15 °C und 25 °C definiert werden kann. Die Temperatur T 1 liegt dabei unter der für den Betrieb einer Kältemaschine 21 kritischen Temperatur, die zum Temperieren der eigentlichen Kühlkammer 10 in der Maschinenkammer 20 angeordnet ist.

Die Kältemaschine 21 ist dazu ausgestaltet, die Kühlkammer 10 auf eine Temperatur T2 zu kühlen, die geringer ist als die erste Temperatur T 1. Die mit der Kältemaschine 21 zu erzielende Temperatur T2 beträgt wenigstens -30 °C, vorzugsweise bis zu -100 °C.

Die Kältemaschine 21 ist als Luftkreislauf-Kältemaschine ausgebildet, mit der die Kühlkammer 10 temperiert ist. Diese Kältemaschine 21 ist als Plug and Play-Einheit innerhalb der Maschinenkammer 20 platziert. Außerdem verfügt die Kältemaschine 21 über eine Entfeuchtungs- bzw. Snowcatcher-Einheit, die in der Plug and Play-Einheit, außerhalb dieser Einheit oder in der Kühlkammer 10 angeordnet sein kann.

Die als Luftkreislauf-Kältemaschine ausgebildeten Kältemaschine 21, arbeitet mit der Kühlkammerluft LW als Verdichtungsmittel bzw. Kältemittel. Dafür weist die Kältemaschine 21 einen Wärmepumpenkreislauf 23 entsprechend der Schemaskizze nach Fig. 3 auf, der eine Niederdruckseite 23A und eine Druckseite 23B aufweist. Die Kühlkammer 10 ist Teil der Niederdruckseite 23A des Wärmepumpenkreislaufs 23. Die Kältemaschine 21 ist zur Temperierung der Kühlkammer 10 nach dem offenen Joule-Kreisprozess oder umgekehrten Brayton-Kreisprozess ausgestaltet. Der Druck auf der Niederdruckseite 23A entspricht zumindest im Wesentlichen dem Umgebungsdruck außerhalb der Kühlkammer 10 bzw. der gesamten Kühltransportvorrichtung 1.

Gemäß Fig. 3 weist die Kältemaschine 21, nämlich die Druckseite 23B des Wärmepumpenkreislaufs 23, einen Wärmetauscher 22 als Temperatursenke auf, der mit Umgebungsluft LU außerhalb der Kühlkammer 10 in Verbindung steht. Der Wärmetauscher 22 sitzt innerhalb der Kältemaschine 21. Die Umgebungsluft LU wird mit einem Gebläse an dem Wärmetauscher 22 vorbeigeführt. Der Luftstrom der Umgebungsluft LU lässt sich bei entsprechender Ausgestaltung auch durch Fahrtwind unterstützen.

Weiterhin sind die Niederdruckseite 23A und die Druckseite 23B des Wärmepumpenkreislaufs 23 durch einen Verdichter und eine Expansionsvorrichtung voneinander getrennt. Dazu weist die Kältemaschine 21 einen luftgekühlten, elektrischen Antrieb 28 auf, mit dem ein TurboExpander 28A als Expansionsvorrichtung und ein Turbo-Kompressor 28B als Verdichter angetrieben sind. Turbo-Expander 28A und Turbo-Kompressor 28B sind jeweils eine Turboturbine. An einem Ende einer durchgängigen Welle 28C sitz ein Turboexpanderrad des Turbo-Expanders 28A und am anderen Ende ein Turbokompressorrad des Turbo-Kompressors 28B. Dazwischen sitzt der Antrieb 28, insbesondere ein Elektromotor, der die Welle 28C inklusive dem Turboexpanderrad und dem Turbokompressorrad antreibt. Die gesamte Welle 28c mit Turbokompressorrad und Turboexpanderrad sollte luftgelagert ausgeführt sein und hierdurch im Betrieb zumindest im Umfangsrichtung, vorzugsweise auch in Längsrichtung der Welle 28C keine Berührungspunkte mit dem Gehäuse aufweisen.

Darüber hinaus weist die Kältemaschine 20 einen Rekuperator 29 auf. Der Rekuperator 29 sitzt im Wärmepumpenkreislauf 23 einerseits in der Druckseite 23B zwischen dem Wärmetauscher 22 und dem Turbo-Expander 28A, und andererseits in der Niederdruckseite 23B zwischen der Kühlkammer 10 und dem Turbo-Kompressor 28B. Hierdurch wird mit dem Rekuperator 29 Energie von der in die Kühlkammer 10 zurückgeführten Kaltluft LK auf aus der Kühlkammer 10 austretende Kühlkammerluft LW übertragen. Das geschieht insbesondere noch auf dem erhöhten Temperaturbereich der zurückströmenden Kaltluft LK vor der Entspannung im Turbo- Expander 28A. Der Rekuperator 29 ist also ein Luft- Luftwärmetauscher zweier Leitungsabschnitte des Wärmepumpenkreislaufs 23, nämlich zwischen Niederdruckseite 23A und Druckseite 23B. Der Wärmetauscher 22 hingegen ist ein Luft-Luftwärmetauscher, der zwischen der Druckseite 23B des Wärmepumpenkreislaufs 23 und der Umgebungsluft LU wirkt.

Der Wärmepumpenkreislauf 23 der Kühlkammerluft LW umfasst folgende Stationen:

- Ansaugen von Kühlkammerluft LW aus der Kühlkammer 10 über den Rekuperator 29 zum Turbo-Kompressor 28B, inklusive Vorwärmen der Kühlkammerluft LW im Rekuperator;

Verdichten der angesaugten und im Rekuperator 29 vorgewärmten Kühlkammerluft LW mit dem Turbo-Kompressor 28B, wodurch sich die Kühlkammerluft LW auf der Druckseite 23B vor dem Wärmetauscher 22 erwärmt;

Leiten der so erwärmten Kühlkammerluft LW zum Wärmetauscher 22 als Wärmesenke; Erstes Abkühlen der erwärmten Kühlkammerluft LW im Wärmetauscher 22 durch Übertragung von Energie auf die Umgebungsluft LU;

Leiten der abgekühlten Kühlkammerluft LW zum Rekuperator 29;

Zweites Abkühlen der erwärmten Kühlkammerluft LW im Rekuperator 29 durch Übertragung von Energie auf die Kühlkammerluft LW auf der Niederdruckseite 23A, wodurch diese vorgewärmt wird;

Leiten der zweifach abgekühlten Kühlkammerluft LW zum Turbo-Expander 28A; Entspannen der zweifach abgekühlten Kühlkammerluft LW mit dem Turbo-Expander 28A zu Kaltluft LK;

Leiten der Kaltluft LK vom Turbo-Expander 28A in die Kühlkammer 10. Dieser Prozess ist also kontinuierlich, das Verdichtermedium bzw. Kältemittel ist die Kühlkammerluft LW aus der Kühlkammer 10 als solche, und die Wärmesenke ist von der Umgebung bzw. Umgebungsluft LU gebildet.

Die mobile Kühltransportvorrichtung nach Fig. 1 weist eine Entfeuchtungseinheit 24 (im Englischen auch als snowcatcher unit bezeichenbar) für die Kühlkammerluft LW auf, mit der die Luftfeuchtigkeit in der Kühlkammer 10 gesenkt wird. Die Entfeuchtungseinheit 24 kann Teil der Kältemaschine 10 sein, oder in der Wandung zwischen Maschinenkammer 20 und Kühlkammer 20 sitzen, oder separat in der Kühlkammer 20 platziert sein. Die zum Turbo-Kompressor 28B strömende Kühlkammerluft LW kann insbesondere über Filterkerzen der Entfeuchtungseinheit 24 angesaugt werden. Mit einer Sensorvorrichtung wird die Druckdifferenzsensor über den Filterkerzen gemessen. An den Filterkerzen sammelt sich die Luftfeuchtigkeit in Form von Schnee, Eis, Dreckpartikeln und CO2-Kristallen, und sobald ein Grenzwert der Druckdifferenz überstiegen wird, wird der agglomerierte Schnee usw. durch einen Druckstoß auf die Filterkerzen gelöst. Der abgefallene Schnee usw. fällt in eine Ausschleusungsvorrichtung, sodass er aus der Kühlkammer 10 und auch aus dem Wärmepumpenkreislauf 23 transportiert wird.

Die Entfeuchtungseinheit 24 nach Fig. 1 kann bei Fig. 3 in einem Leitungsabschnitt der Abluftleitung 25 zwischen Kühlkammer 10 und Rekuperator 29 angeordnet werden. Die Rückführung der Kaltluft LK in die Kühlkammer 10 wiederum kann mittels einem Deckenkanal als Zuluftleitung 26 umgesetzt werden. Die Kaltluft LK wird so über die Grundfläche der Kühlkammer 10 verteilt ausgebracht und sinkt aufgrund der höheren Dichte in Richtung Boden der Kühlkammer 10. Dadurch wird eine homogene Temperaturverteilung erzielt. Die Luftentnahme der Kühlkammerluft LW aus der Kühlkammer 10 erfolgt vorzugsweise in der geodätisch oberen Hälfte, vorzugsweise im oberen Drittel, der Kühlkammer 10. Hier schichtet sich nämlich die etwas wärmere Luft ein, die folglich entnommen wird und effizienter abgekühlt werden kann.

Für einen Transport oder eine Lagerung von Waren mit entsprechenden Anforderungen ist die Kältemaschine 21 zur Erzielung einer Temperatur in der Kühlkammer von wenigstens -30 °C, sowie vorzugsweise bis wenigstens -60 °C, und besonders bevorzugt bis zu wenigstens -100 °C ausgebildet bzw. ausgelegt.

In Fig. 1 erkennbar ist, dass die Kältemaschine 21 vollständig außerhalb der Kühlkammer angeordnet ist, nämlich in der Maschinenkammer 20. Dort ist die Kältemaschine 21 beabstandet von der Außenseite platziert. Der Zugang zur Maschinenkammer 20 erfolgt über eine seitlich ausgerichtete Zutrittstür 104 (siehe Fig. 1 und 2). Neben der Zutrittstür 104 befindet sich ein Lüftungsgitter 105. Über diese Luftgitter 105 wird der Kältemaschine 21 die Umgebungsluft LU für den Wärmetauscher 22 und die Kühlung von deren elektrischen Antrieb 28 zugeführt. In der Maschinenkammer 20 befindet sich zudem eine Überwachungseinrichtung 40, die Teil einer Steuereinheit zum Steuern der Kühltransportvorrichtung 1 ist.

Weiterhin weist die Kühlkammer 10 eine Zutrittsschleuse 12 auf der Seite der Laderaumtür 103 auf. Hinter der Laderaumtür 103 ist dazu ein Zutrittszwischenraum 13 zwischen zwei einzelnen Türen 14, 15 ausgebildet. Damit wird ein direkter Luftaustausch zwischen Umgebung und Kühlkammer 10 verhindert. Optional ließe sich auch die Laderaumtür 103 und die erste Tür 13 der Zutrittsschleuse 12 durch ein Bauteil ausführen.

Die Außenwandungen 16 der Kühlkammer 10, die Außenwandungen 17 der Zutrittsschleuse 12 und die Außenwandungen 27 der Maschinenkammer 20 sind jeweils mit Dämmstoff thermisch isoliert. Dabei ist die thermische Isolierung der Außenwandungen 16 inklusive Boden und Decke der Kühlkammer 10 wesentlich stärker ausgeführt, als diejenige der Maschinenkammer 20 und der Zutrittsschleuse 12. Damit verbleibt mehr Platz in der Maschinenkammer 20 für die Kältemaschine 21 und weitere Komponenten, sowie in der Zutrittsschleuse 12 bspw. als Umkleidebereich und Zwischenlagerraum beim Be- und Entladen. Die Kapazität des Lagerraums in der Kühlkammer 10 lässt sich hierdurch maximieren.

Des Weiteren weist die Kühltransportvorrichtung 1 ein Stromaggregat 30 auf, das zur Stromversorgung mit der Klimatisierungsvorrichtung 11 und der Kältemaschine 21 verbunden ist. Das Stromaggregat 30 verfügt über eine erste und eine zweite Stromaggregateinheit 31 , 32, wobei die Stromversorgung mittels einer Sicherheitsschaltung redundant durch die erste und zweite Stromaggregateinheit 31, 32 erfolgt. Das Stromaggregat 30 ist außerhalb der Maschinenkammer 20 und der Kühlkammer 10 angeordnet. Gemäß Fig. 2 ist das Stromaggregat 30 erkennbar tiefer als die Maschinenkammer 20 und die Kühlkammer 10 angeordnet. Im Besonderen hängt es zwischen den Fahrzeugrädern 101 und der Anhängerkupplung 102 unterhalb der Kühlkammer 10.

Die Überwachungseinrichtung 40 in der Maschinenkammer 20 gibt verschiedene Betriebszustände bzw. -parameter an einen Empfänger aus, so insbesondere den Aufenthaltsort (bspw. mittels GPS-Modul), die Temperatur T1 der Maschinenkammer 20 (bspw. mittels Temperatursensor), die Temperatur T2 in der Kühlkammer 10 (bspw. mittels Temperatursensor), den Betriebszustand der Klimatisierungsvorrichtung 11 (bspw. mittels Datensignal), den Betriebszustand der Kältemaschine 21 (bspw. mittels Datensignal), den Betriebszustand des Stromaggregats 30 (bspw. mittels Datensignal oder Strommesseinheit), den Füllstand von Energiequellen wie Akkumulatoren (bspw. mittels Strommesseinheit) oder Tanks (bspw. mittels Füllstandssensor), den Öffnungszustand der Zugänge zu der Kühltransportvorrichtung 1 (bspw. mittels Türkontakten), und den Zustand der Entfeuchtungseinheit 24 (bspw. mittels Datensignal). Zum Empfängerkreis dieser Daten gehört vorzugsweise der Fahrer, denn dieser kann am schnellsten Probleme beheben. Zum Empfängerkreis gehört bevorzugt auch eine Zentrale, welche die Daten bspw. über eine Mobilfunkschnittstelle erhalten kann.

Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.

Im Ausführungsbeispiel ist die Maschinenkammer 20 zwischen der Klimatisierungsvorrichtung 11 und der Kühlkammer 10 angeordnet, und das Stromaggregat 30 sitzt unterhalb der Kühlkammer 10. Alternativ können jedoch auch das Stromaggregat 30 und/oder die Klimatisierungsvorrichtung 11 innerhalb eines zumindest im Wesentlichen kubischen Gehäuse wie beispielsweise von einem Seefrachtcontainer (ISO-Container) angeordnet sein. Dazu lassen sich darin zusätzliche Kammern für die Klimatisierungsvorrichtung 11 und/oder das Stromaggregat 30 ausbilden.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.

Bezugszeichen liste

Kühltransportvorrichtung 28C Welle

29 Rekuperator

Kühlkammer

Klimatisierungsvorrichtung 30 Stromaggregat

Zutrittsschleuse 31 erste Stromaggregateinheit

Zutrittszwischenraum 32 zweite Stromaggregateinheit

Tür

Tür 40 Überwachungseinrichtung und

Außenwandungen der Kühlkammer weitere Steuerelektronik

Außenwandungen der

Zutrittsschleuse 100 Fahrzeuganhänger

101 Fahrzeugräder

Maschinenkammer 102 Anhängerkupplung

Kältemaschine 103 Laderaumtür

Wärmetauscher 104 Zutrittstür

Wärmepumpenkreislauf 105 Lüftungsgitter A Niederdruckseite 106 Zugmaschine B Druckseite 107 Fahrzeugaufbau

Entfeuchtungs- bzw. Snowcatcher

Einheit LK Kaltluft

Abluftleitung LW Kühlkammerluft

Zuluftleitung LU Umgebungsluft

Außenwandungen der T1 Temperatur in der

Maschinenkammer Maschinenkammer elektrischer Antrieb T2 Temperatur in der KühlkammerA Turbo- Expander B Turbo-Kompressor