CN103380076A - 用于在远程饮料系统上实现节能的系统和方法 - Google Patents

Abstract

对碳酸化器在饮料系统中是否已循环进行检测并且基于如果碳酸化器已循环则对使饮料系统中的碳酸水循环的循环泵进行停用的一种方法和系统。

Description

用于在远程饮料系统上实现节能的系统和方法

背景技术

技术领域

本公开涉及远程饮料系统。特别地，本公开涉及用于在远程饮料系统上实现节能的系统和方法。

相关技术描述

常规的远程饮料系统包括循环泵和搅拌器。循环泵使碳酸水在介于碳酸化器与饮料分配器之间的封闭路径中连续地循环，其中，一些碳酸水周期性地从饮料系统的封闭路径分配至用户。搅拌器搅动或移动水浴中的水以冷却这种饮料系统部件和远程饮料系统的制冷系统部件，其中，所述这种饮料系统部件如结合二氧化碳和水以形成碳酸水的碳酸化器以及各种换热器。通常，循环泵使碳酸水连续地循环并且搅拌器对水浴中的水连续地进行搅动。因而，搅拌器和循环泵均消耗例如来自电源的能量。

这种远程饮料系统的问题是碳酸水的连续循环和水浴中的水的连续搅动需要循环泵和搅拌器的连续能源消耗。

本公开克服了这种远程饮料系统的不足之处并且允许关闭和打开循环泵。本公开还通过允许关闭和打开搅拌器电动机来克服这种远程饮料系统的不足之处。

发明内容

提供了一种对碳酸化器在饮料系统中是否已循环进行检测并且在碳酸化器已循环的情况下停用循环泵和水浴搅拌器的方法和系统，其中，该循环泵使碳酸水在饮料系统中循环，该水浴搅拌器使冷却介质保持移动并混合以提供热交换。

一种用于在饮料系统中使用的节能方法，该方法包括：对碳酸化器在饮料系统中是否已循环进行检测；并且如果碳酸化器已循环，则停用使碳酸水在饮料系统中循环的循环泵。

该方法还包括：对碳酸化器循环的结束进行检测；将碳酸化器运行时间(carbonator elapsedtime)设定为零；以及增加碳酸化器运行时间。

该方法还包括确定碳酸化器运行时间是否比碳酸化器运行时间设定值大。

该方法还包括确定由循环泵循环的碳酸水的温度是否低于碳酸水设定值。

该方法还包括提供具有与碳酸化器热连通的冷却介质的水浴；以及确定冷却介质的水浴温度是否低于水浴设定值。

该方法还包括确定错误代码的存在。

该方法还包括在停用循环泵之前，将节能运行时间设定为零。

该方法还包括检测是否存在第二循环泵。该方法还包括检测第二循环泵是否被停用。

该方法还包括停用水浴中的搅拌器。该方法还包括：在停用水浴中的搅拌器之后，检测碳酸化器是否已循环；增加节能运行时间；以及检测节能运行时间是否比节能运行时间设定值大。该方法还包括：如果节能运行时间比节能运行时间设定值大，则起动搅拌器和循环泵。

节能系统包括处理器和存储器，所述存储器具有以处理器可读取的形式存储在其中的指令，其中，当处理器读取了所述指令时，所述指令使处理器执行以下步骤：检测碳酸化器在饮料系统中是否已循环；以及如果碳酸化器已循环，则停用使碳酸水在饮料系统中循环的循环泵。

根据以下详细的描述、附图以及所附权利要求，本领域的技术人员将领会和理解本公开的上述特征和优点以及其他的特征和优点。

附图说明

图1为饮料分配器系统的第一实施方案的说明图。

图2为饮料分配器系统的第二实施方案的说明图。

图3为在远程饮料系统上实现节能的方法。

具体实施方式

图1为饮料分配器系统100(“系统100”)的第一实施方案的说明图。系统100连接至水供给105、糖浆供给110以及二氧化碳供给115。水供给105可以是任意水源，例如公共供水。糖浆供给110可以供给用于形成饮料的任意调味料。二氧化碳供给115可以是二氧化碳的任意来源。

系统100具有连接至水供给105的增压器120。来自水供给105的水穿过连接至增压器120的系统100的过滤器125。增压器120增加水压，该增压器120向普通水(plain water)热交换器和碳酸化器两者进料。过滤器125去除供水中的污染物和颗粒物。

水从过滤器125流向普通水热交换器130以及碳酸泵135和140。普通水热交换器130冷却或降低向其供给的水的温度。在本文中，普通水指没有被碳酸化器碳酸化的水。水从普通水热交换器130流向线导管145。普通水从线导管145经由导管150流向饮料分配器155a、155b和155c。饮料分配器155a、155b和155c将糖浆和普通水混合以形成饮料并且将饮料分配给用户。替代性地，饮料分配器155a、155b和155c能够分配没有糖浆的普通水。

碳酸泵135和140各自具有连接至使泵运转的电源的电动机。碳酸泵135和140各自连接至一个或多个碳酸水预冷热交换器160。碳酸泵135和140引起水从水供给105流向碳酸水预冷热交换器160。碳酸水预冷热交换器160冷却或降低向其供给的水的温度。

水从碳酸水预冷热交换器160流向碳酸化器165。碳酸化器165结合二氧化碳和水以形成碳酸水。

碳酸水从碳酸化器165流向循环泵170。循环泵170具有连接至使泵运转的电源的电动机。循环泵170例如可以是通过磁铁使叶轮旋转的磁力驱动泵并且在电动机与叶轮之间没有机械连接。循环泵170使碳酸水从循环泵170流向线导管145。线导管145连接至碳酸水后冷热交换器175并且通过导管150连接至饮料分配器155a、155b和155c。碳酸水经由导管150从线导管145流向饮料分配器155a、155b和155c。饮料分配器155a、155b和155c将糖浆和碳酸水混合以形成饮料并且将饮料分配给用户。替代性地，饮料分配器155a、155b和155c能够分配没有糖浆的碳酸水。

循环泵170将碳酸水从线导管145循环至碳酸水后冷热交换器175。碳酸水后冷热交换器175冷却或降低碳酸水的温度，所述碳酸水随后被循环返回到碳酸化器165中。循环泵170将碳酸水从碳酸化器165循环至循环泵170、线导管145、碳酸水后冷热交换器175并且返回至碳酸化器165，直到碳酸水被饮料分配器155a、155b和155c中的一个分配器分配。

糖浆供给110连接至产品热交换器180。产品热交换器180冷却或降低来自糖浆供给110的糖浆的温度。产品热交换器180连接至线导管145并且将糖浆供给至线导管145。线导管145经由导管150连接至饮料分配器155a、155b和155c。

饮料分配器155a、155b和155c将糖浆和碳酸水或普通水混合以形成饮料并且将饮料分配给用户。饮料分配器155a、155b和155c各自可以位于不同的位置处。例如，第一饮料分配器位于餐厅的过道窗口(drivethrough window)附近以供餐厅雇员通过该过道窗口为顾客提供服务，并且两个饮料分配器位于餐厅的自助服务区中以供顾客使用。

二氧化碳供给115连接至碳酸化器165。二氧化碳供给115将二氧化碳供给至碳酸化器165，所述碳酸化器165将二氧化碳和水结合以形成碳酸水。

普通水热交换器130、碳酸水预冷热交换器160、碳酸化器165、碳酸水后冷热交换器175以及产品热交换器180均定位在水浴185内。水浴185是充注有冷却介质如水和/或冰以冷却或降低下述物质的温度的容器：碳酸化器165中的碳酸水、普通水热交换器130中的普通水、碳酸水预冷热交换器160中的碳酸水、碳酸水后冷热交换器175中的碳酸水以及产品热交换器180中的糖浆。水浴185中的冷却介质与制冷系统190热连通。制冷系统190具有压缩机195、冷凝器200和蒸发器205以执行蒸汽压缩循环。冷凝器200可以远离压缩机195和蒸发器205或者与压缩机195和蒸发器205位于相同位置。蒸发器205与冷却介质热连通以冷却或降低冷却介质的温度。

水浴185具有搅拌器210。该搅拌器210具有连接至使搅拌器运转的电源的电动机。搅拌器210引起流动或使冷却介质在水浴185中移动，以移动冷却介质而使其与蒸发器205接触或不接触来对冷却介质进行冷却，以及使冷却介质与普通水热交换器130、碳酸水预冷热交换器160、碳酸化器罐165、碳酸水后冷热交换器175以及产品热交换器180接触或不接触以降低每个部件及其中的液体的温度。

系统100具有控制系统215。该控制系统215设置有与至少循环泵170和/或搅拌器210连通的中央处理器220。控制系统215可以操作系统100的所有部件。控制系统215还设置有与处理器220连通的存储器225。机器可读指令230固定在存储器225中以供处理器220执行。指令230永久地存储在存储介质235上用于加载到存储器225中以使处理器220执行本文中所描述的方法的步骤。存储介质235进而在物理上可以远离处理器220、靠近处理器220或靠近和远离的一些组合。

图2为饮料分配系统300(“系统300”)的第二实施方案的说明图。系统300类似于系统100，其中，在系统300中与系统100的部件相同的部件具有相同的附图标记。系统300与系统100不同之处在于包括两个碳酸化器305和310，所述两个碳酸化器305和310各自接纳来自碳酸水预冷热交换器160的水并且各自将二氧化碳和水结合以形成碳酸水。

系统300与系统100的不同之处还在于包括两个循环泵315和320。循环泵315和320中的每个循环泵均具有连接至使泵运转的电源的电动机。循环泵315和/或320例如可以是通过磁铁使叶轮旋转的磁力驱动泵并且在电动机与叶轮之间没有机械连接。循环泵315接纳来自碳酸化器310的碳酸水并且使碳酸水从循环泵315流向线导管325。循环泵320接纳来自碳酸化器305的碳酸水并且使碳酸水从循环泵320流向线导管325。线导管325类似于线导管145，然而，线导管325为十六线导管而线导管145为十四线导管。

线导管325通过导管150连接至碳酸水后冷热交换器330以及饮料分配器155a、155b和155c。碳酸水后冷却热交换器330冷却或降低碳酸水的温度。来自碳酸水后冷热交换器330的碳酸水流入碳酸化器305和310两者中。碳酸水后冷热交换器330类似于碳酸水后冷热交换器175，然而，两者可以具有不同的管长度和/或弯头数。另外，碳酸水经由导管150从线导管325流向饮料分配器155a、155b和155c。

系统300具有两个独立的碳酸化和循环系统。第一碳酸化和循环系统包括循环泵315，该循环泵315将碳酸水从碳酸化器310循环至循环泵315、线导管325、碳酸水后冷热交换器330并且返回至碳酸化器310，直到碳酸水被饮料分配器155a、155b和155c中的一个分配器分配。第二碳酸化和循环系统包括循环泵320，该循环泵320将碳酸水从碳酸化器305循环至循环泵320、线导管325、碳酸水后冷热交换器330并且返回至碳酸化器305，直到碳酸水被饮料分配器155a、155b和155c中的一个分配器分配。第一碳酸化和循环系统及第二碳酸化和循环系统可以具有它们自己的预冷热交换器和后冷热交换器。另外，碳酸化器305可以将碳酸水循环至饮料分配器155a、155b和155c中的任意数目的饮料分配器或所有的饮料分配器，尽管碳酸水罐310也可以将碳酸水循环至饮料分配器155a、155b和155c中的任意数目的饮料分配器或所有的饮料分配器。

糖浆供给110连接至产品热交换器335。产品热交换器335冷却或降低来自糖浆供给110的糖浆的温度。产品热交换器335类似于产品换热器180，然而，两者可以具有不同的管长度和/或弯头数。产品热交换器335连接至线导管325并且将糖浆供给至线导管325。线导管325经由导管150连接至饮料分配器155a、155b和155c。

在图3中示出了在远程饮料系统400(“方法400”)如系统100和300上实现节能的方法。当碳酸化器循环结束时，方法400从步骤405开始。碳酸化器例如碳酸化器165、305和310包括：液位传感器，当碳酸水下降到预定的最小水平时，信号被发送至控制器例如控制系统215上的信息输入端，此时开始碳酸化器循环，其触发使碳酸泵例如碳酸泵135或140的电动机通电的继电器；以及二氧化碳阀，该二氧化碳阀引起更多碳酸水的产生，这些碳酸水充注碳酸化器直到实现预定的最大限度，此时信号被发送回至控制器以关闭继电器，因而使碳酸泵的电动机和二氧化碳阀断电，从而结束碳酸化器循环。控制器保持对碳酸化循环进行计数。

方法400接着进行至步骤410，其中将碳酸化器循环运行时间设定为零。在步骤410中，在每个碳酸化器循环之后将碳酸化器循环运行时钟复位至零。当碳酸化器运行时间增加时，方法400接着前进到步骤415。碳酸化器运行时间可以由计时器来增加。

方法400从步骤415前进到确定碳酸化器循环是否已发生的步骤420。如果碳酸化器循环已发生，则然后方法400返回到步骤405。如果碳酸化器循环还没有发生，则方法400前进到步骤425。

步骤425确定碳酸化器运行时间是否比碳酸化器运行时间设定值大。如果碳酸化器运行时间不比碳酸化器运行时间设定值大，则方法400返回到步骤415。如果碳酸化器运行时间比碳酸化器运行时间设定值大，则方法400前进到步骤430。碳酸化器运行时间设定值为基于测试优化的经过的多个分钟。运行时间设定值可以是恒定的数值或可以是在确定范围内现场可调的。

步骤430确定循环温度是否低于循环温度设定值。循环温度为在碳酸水返回到后冷热交换器如后冷却换热器175或330之后的碳酸水的温度。如果循环温度不低于循环温度设定值，则方法400返回到步骤415。如果循环温度低于循环温度设定值，则方法400前进到步骤435。循环温度经由在碳酸水所循环的循环回路中的内嵌热敏电阻器来感测。循环温度被反馈到控制器例如控制系统215上的输入端。在系统300中，第一输入端可以用于第一碳酸化和循环系统并且第二输入端可以用于第二碳酸化和循环系统。

步骤435确定水浴温度例如水浴185的冷却介质的温度是否低于水浴温度设定值。如果水浴温度不低于水浴温度设定值，则方法400返回到步骤415。如果水浴温度低于水浴温度设定值，则方法400前进到步骤440。在水浴例如水浴185中可以设置有温度热敏电阻器以对冷却介质的温度进行感测。水浴温度用于错误代码。如果水浴温度超过设定值，则为搅拌器或循环电动机出现故障的指示。方法400可以包括：如果出现任意错误代码，则系统立即退出节能模式并返回到正常操作。

步骤440确定是否存在任意错误代码。如果存在错误代码，则方法400返回到步骤415。如果不存在错误代码，则方法400前进到步骤445。错误代码被产生并通过4段显示器来显示以提醒存储器对提供产品冷却至关重要的、系统例如系统100和300的部件之一已失效。监测系统正常运行中的各种温度和压力。如果所述系统参数的操作超出可允许的限度，则在控制器例如控制系统215内存在确定是否要显示正确的错误代码的逻辑。

在步骤445中，饮料系统例如系统100和300进入节能模式并且方法400前进到步骤450。

在步骤450中，将节能运行时间设定为零，并且方法400前进到步骤455。

在步骤455中，例如循环泵170或循环泵315和320的电动机被关闭，并且方法400前进到步骤460。

在步骤460中，方法400确定饮料系统例如系统100和300是否为双循环系统。双循环系统具有多于一个的循环泵，例如，系统300具有循环泵315和320。然而，系统100是具有循环泵170的单循环系统。如果饮料系统不是双循环系统，则方法前进到步骤465。如果饮料系统是双循环系统，则方法前进到步骤475。

在步骤465中，方法400将搅拌器电动机关闭并且前进到步骤470。例如，控制系统215将搅拌器210的电动机关闭。

在步骤475中，方法400确定两个循环电动机是否处于节能模式。例如，控制系统215确定两个循环泵315和320中的两个电动机是否被关闭或停用。如果两个循环电动机处于节能模式，则方法400前进到步骤465。如果两个循环电机未处于节能模式，则方法400前进到步骤470。

在步骤470中，方法400确定碳酸化循环是否已发生。如果碳酸化循环已发生，则方法400转到步骤405。如果碳酸化循环还未发生，则方法400前进到步骤480。

在步骤480中，节能运行时间被增加并且方法前进到步骤485。节能运行时间例如能够通过包括在控制系统215中的定时器来增加。

在步骤485中，方法400确定节能运行时间是否比节能模式运行时间设定值大。如果节能运行时间不大于节能模式运行时间设定值，则方法转到步骤470。如果节能运行时间比节能模式运行时间设定值大，则方法前进到步骤490。

在步骤490中，搅拌器和循环泵的电动机被打开或起动并且不再处于节能模式下，并且方法400前进到步骤495。例如，控制系统215将搅拌器210的电动机以及循环泵170或315的电动机320打开。

在步骤495中，方法400确定循环温度是否低于设定值。如果循环温度低于设定值，则方法400前进到步骤450。如果循环温度不低于设定值，则方法400重复步骤495。

在常规饮料系统例如不具有方法400的系统100和300中，循环泵的电动机24小时/天、7天/周处于运行状态，只要饮料系统处于运行状态。在饮料系统不对碳酸化器的循环进行检测的时间期间，方法400关闭搅拌器例如搅拌器210的电动机和循环泵例如循环泵170、315和/或320的电动机。方法400对碳酸化器电动机/泵循环的频率进行监测以确定对饮料的需求并且由此产生存储活动。方法400识别低需求时间段并且关闭和/或循环非必要的功能以节能。

方法400以及包括方法400的系统100和300具有关键参数以确保系统性能被保持在最低可接受的水平。这些参数可以是硬编码的或根据需要或期望为用户可调节的。

方法400可以是由例如控制系统215实施的基于系统的软件。类似于系统100和300的现有饮料系统可以具有能够编程为包括方法400的控制系统215，或者控制器可以通过软件升级而用方法400进行改装，所述软件升级包括使用系统中已经存在的如下传感器的运行计时器：例如循环温度传感器、水浴温度传感器、制冷剂液体管路温度传感器、抽吸线传感器和/或水压力传感器。在方法400中，碳酸化器运行时间设定值、循环温度设定值、水浴温度设定值和节能模式运行时间设定值可以是认为适合于应用的用户可调节的(变量)或硬编码的(常数)。

相对于不具有方法400的饮料系统例如系统100和300，方法400可以允许约5％至约10％的能量节省。根据导管所处的周围环境以及放置在存储器中的系统上的要求，相对于不具有方法400的的饮料系统如系统100和300，能量节省可以多于或少于约5％至约10％。

方法400中可以独立地对搅拌器和循环泵进行控制。因此，方法400可以修改为仅对循环泵进行控制。方法400也可以修改为仅对搅拌器进行控制。

方法400可用于类似于系统100和300的其他饮料系统。

也应该认识到，在本文中术语“第一”“第二”“第三”“上”“下”等可以用来修饰各种元件。这些修饰语并不意味着对修饰元件的空间次序、连续次序或分级次序，除非有具体说明。

尽管已参照一个或多个示例性实施方案对本公开进行了描述，但本领域的技术人员应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以做出各种改变并且等同方案可以取代本公开的元件。另外，在不脱离本公开的范围的情况下，可以做出许多改型以使特定情形或材料适于本公开的教导。因此，本公开并不意图限制于如具体实施方式所设想的、所公开的特定实施方案(多个实施方案)，而是也将包括落入所附权利要求的范围之内的所有实施方案。

Claims (24)

1.一种在饮料系统中使用的节能方法，所述方法包括：

检测碳酸化器是否已经在所述饮料系统中循环；以及

如果所述碳酸化器已经循环，则停用使碳酸水在所述饮料系统中循环的循环泵。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

检测碳酸化器循环的结束；

将碳酸化器运行时间设定为零；以及

增加所述碳酸化器运行时间。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：

确定所述碳酸化器运行时间是否比碳酸化器运行时间设定值大。

4.根据权利要求2所述的方法，还包括：

确定由所述循环泵循环的所述碳酸水的温度是否低于碳酸水设定值。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

提供具有与所述碳酸化器热连通的冷却介质的水浴；以及

确定所述冷却介质的水浴温度是否低于水浴设定值。

6.根据权利要求2所述的方法，还包括：

确定错误代码的存在。

7.根据权利要求2所述的方法，还包括：

在停用所述循环泵之前，将节能运行时间设定为零。

8.根据权利要求2所述的方法，还包括：

检测是否存在第二循环泵。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括

检测所述第二循环泵是否被停用。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括

停用所述水浴中的搅拌器。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括：

在停用所述水浴中的搅拌器之后，检测碳酸化器是否已循环；

增加所述节能运行时间；以及

检测所述节能运行时间是否比节能运行时间设定值大。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括：

如果所述节能运行时间比节能运行时间设定值大，则起动所述搅拌器和所述循环泵。

13.一种节能系统，包括：

处理器；以及

存储器，所述存储器具有以所述处理器能够读取的形式存储在所述存储器中的指令，其中在被所述处理器读取时所述指令使所述处理器执行下述步骤：

检测碳酸化器是否已经在饮料系统中循环；以及

如果所述碳酸化器已经循环，则停用使碳酸水在所述饮料系统中循环的循环泵。

14.根据权利要求13所述的系统，还包括：

检测碳化器循环的结束；

将碳酸化器运行时间设定为零；以及

增加所述碳酸化器运行时间。

15.根据权利要求14所述的系统，还包括：

确定所述碳酸化器运行时间是否比碳酸化器运行时间设定值大。

16.根据权利要求14所述的系统，还包括：

确定由所述循环泵循环的所述碳酸水的温度是否低于碳酸水设定值。

17.根据权利要求13所述的系统，还包括：

提供具有与所述碳酸化器热连通的冷却介质的水浴；以及

确定所述冷却介质的水浴温度是否低于水浴设定值。

18.根据权利要求14所述的系统，还包括：

确定错误代码的存在。

19.根据权利要求14所述的系统，还包括：

在停用所述循环泵之前，将节能运行时间设定为零。

20.根据权利要求14所述的系统，还包括：

检测是否存在第二循环泵。

21.根据权利要求20所述的系统，还包括：

检测所述第二循环泵是否被停用。

22.根据权利要求13所述的系统，还包括：

停用所述水浴中的搅拌器。

23.根据权利要求22所述的系统，还包括：

在停用所述水浴中的搅拌器之后，检测碳酸化器是否已循环；

增加所述节能运行时间；以及

检测所述节能运行时间是否比节能运行时间设定值大。

24.根据权利要求23所述的系统，还包括：

如果所述节能运行时间比节能运行时间设定值大，则起动所述搅拌器和所述循环泵。

Images