CN107796173A - 用于冷却液体的方法和制冷器具 - Google Patents

Abstract

用于将包装在容器中的液体冷却到目标温度(T_soll)的方法具有步骤：a)将所述容器放置(S1)在制冷器具中；b)估计(S5、S7)所述容器的相应于液体的所述目标温度(T_soll)的目标表面温度(T_soll‑ΔT)；c)监控(S7)所述容器的表面温度(T)，并且当达到所述目标表面温度时发出信号(S8)。

Description

用于冷却液体的方法和制冷器具

技术领域

本发明涉及一种用于快速冷却包装在容器中的液体、尤其是在瓶或罐中的饮料的方法，以及一种用于实施所述方法的制冷器具。

背景技术

由US 9 080 807 B2已知一种具有瓶冷却器的制冷器具，在该制冷器具中瓶遭受冷空气流并且在此由传感器监控所述瓶的表面温度，以便当由传感器感测的温度达到调节值时关断冷空气流。

在此忽视的是，瓶的表面温度只在热平衡情况下与瓶内容物的温度一致。在冷却期间存在热失衡，结果是：冷却过程进行越快，表面温度和内容物的温度偏离越剧烈。即，快速冷却瓶的目的越好地达到，越不可能从瓶表面的温度推断出内容物的温度。

该发明者的实际试验示出，在冷空气流中快速冷却的过程中，在瓶的表面和内容物之间可能出现15-20℃的温度差。以传统的制冷器具尝试将香槟酒瓶从室温冷却到例如6℃的使用者承担以下风险：发现打开之后内容物还是温热的。

发明内容

本发明的任务是，说明用于快速冷却液体的方法，所述方法更好地符合实际要求。

所述任务通过用于将包装在容器中的液体冷却到目标温度的方法来解决，所述方法具有步骤：

a)将容器放置在制冷器具中；

b)估计相应于液体目标温度的容器的目标表面温度；

c)监控容器的表面温度并且当达到目标表面温度时发出信号。

因为目标温度根据饮料类型可以是不同的，所以该方法在准备步骤中应该要求应用者输入目标温度。这种输入可以直接地指定目标温度，但也可以考虑，应用者只输入饮料种类并且所述方法根据针对不同饮料类型指定目标温度的表格为所说明的饮料找出合适的目标温度。

为了避免饮料过度冷却至低于输入的目标温度并且为了给使用者时间来将容器从制冷器具取出，制冷器具中的容器遭受的冷却功率应该在达到冷空气流的目标表面温度时减少。这尤其可以由此实现：容器遭受的冷空气流在达到目标表面温度时被关断。

可以测量容器的表面温度，其方式是，使具有尽量低的固有热容的温度传感器例如热元件与容器接触。但是，优选的是无接触式的表面温度测量。

根据所述方法的简单构型，可以在步骤b)中要求由使用者输入容器类型，以便根据该容器类型估计容器表面和内容物之间预期的温度差。因为例如玻璃与金属相比是明显更差的热导体，并且此外，玻璃瓶的壁厚明显大于饮料罐的壁厚，因此在玻璃瓶的情况下比在饮料罐的情况下预期在表面和内容物之间存在更大的温度差。

该温度差虽然长远看来不恒定；所述温度差在冷却期间以容器内部和外部的温度彼此平衡的程度减小；但是，这对于根据本发明的方法没有意义，因为估计的温度差只须在容器冷却结束的时间点和实际相符；在此之前温度差还更大对于冷却结束的时间点和在这个时间点达到的容器内容物温度没有影响。

因为使用者虽然能够区分饮料容器的大部分不同材料，但是没有可能来测量饮料容器的壁厚，因此在步骤b)中根据优选的进一步发展估计容器的热传导性并且比目标温度低一个取决于估计的热传导性的温度差地选择目标表面温度。

为了估计容器的热传导性，可以使所述容器遭受不同的冷却功率并且测量所述容器的产生的表面温度。

在其中发生这种情况的时间间隔应该相对于冷却过程的整个持续时间而言是短的并且应该直接相继进行，以使在这些时间间隔内出现的液体冷却保持足够少，以便在估计热传导性时能够忽略所述冷却。

此外，这些时间间隔应该形成冷却的开始，因为瓶内容物的温度还能够以好的准确性与周围温度相同地呈现。

为了使容器遭受所提到的不同冷却功率，可以调整、尤其接通和关断掠过容器的冷空气流。

尤其在第一时间段中，容器可以没有冷空气流冷却并且在第二时间段中遭受冷空气流，以便根据在此测量的表面温度估计容器的热传导性。因此，可以在实现估计之后不中断空气流地变换到正常的快速冷却运行中并且保持该快速冷却运行，直到达到目标表面温度。

对准确的估计有用的是，容器在放置在制冷器具中之后在第一时间段中遭受冷空气流，而在第二时间段中中断冷空气流。在之前考察的情况下、即在第一时间段中没有冷空气流冷却并且在第二时间段中以冷空气流冷却的情况下只观察到温度下降，而当从还是热的液体到表面的热输入比向表面周围的空气的热输出更强烈时，在此在第二时间段中甚至出现表面温度升高。

为了能够尽量准确地估计液体的起始温度，应该直接在将容器放置在制冷器具中之后测量表面温度，当所述表面温度几乎还没有机会向制冷器具释放热量时。

当达到目标表面温度时，可以通过网络给移动器具发送通知，以便使得使用者注意到容器的冷却结束并且所述容器的内容物到达所设置的饮用温度。

此外，所述任务通过制冷器具解决，所述制冷器具具有存放室、用于感测装载在存放室中的容器表面温度的温度传感器和控制单元，该控制单元设置、尤其编程用于估计容器的相应于液体的目标温度的目标表面温度、用于监控容器的表面温度，并且当达到目标表面温度时发出信号。

附图说明

由下面对实施例的描述参照附图使本发明的其他特征和优点变得明确。在此示出：

图1具有快速冷却格的制冷器具的透视图；

图2通道元件的立体视图；和

图3在图1中示出的制冷器具的快速冷却格在深度方向上的截面，该制冷器具具有在其中安装的通道元件；

图4工作方法的流程图，该工作方法由快速冷却装置的控制单元实施；和

图5进一步发展的工作方法的流程图。

具体实施方式

图1以透视图示出制冷器具的下部分。在器具的机体2内部的存放室1以专业常用的方式通过格底3划分成多个格并且可以通过侧面铰链连接的门4关闭。在最下面的格中安置有拉出盒5和在活门6后面的快速冷却格7。穿过在此透明示出的活门6可以在快速冷却格内部看到通道元件8。

如通过在机体2的侧壁上的虚线所表明，拉出盒5不在机体2的整个深度上延伸，而是在所述拉出盒后面存在机器室9，该机器室包含压缩机并且可能包含用于冷却存放室的制冷机的其他组件。

如果机器室9不在机体的整个宽度上延伸，则快速冷却格7可以占据大于拉出盒5的深度，如通过在最下面的格底3上的虚线所图示表明，使得当可供快速冷却格7使用的深度在该快速冷却格的前侧与图1的示图有偏差地由于在门内侧安装的、在门4关闭时嵌入到存放室1中的门搁架而减小时，在该快速冷却格中还可以安置典型的0.7到1升容积的瓶。

通道元件8在图2中详细示出。柱形接收腔10在该接收腔前面的、在装入状态中朝向活门6的端侧上具有装载开口11，通过该装载开口可以将瓶沿着该接收腔的纵轴线12的方向推入接收腔10中。

装载开口11由密封环16包围，该密封环在活门6的闭合位态中贴靠在该活门的背侧上。

在与装载开口11相对置的端侧上存在与接收腔10共轴的连接短管13，冷空气通过该连接短管可以进入到接收腔10中并且可以沿着瓶掠过。矩形截面的管件14从接收腔10在装载开口11附近与轴线12成直角地向下分岔并且在该管件的下端部上承载第二连接短管15，冷空气通过该第二连接短管可以再流出。接收腔10和管件14由坚硬的、在按照规定使用时形状稳定的塑料制成；连接短管13、15由可变形的、橡胶弹性材料制成。

图3示出具有在其中安装的通道元件8的快速冷却格7的纵向截面。连接短管13插到互补的刚性连接短管17上，该连接短管从机体2的背壁18向内伸出到快速冷却格7中，并且所述连接短管13通过该连接短管17与空气通道19连通，该空气通道在背壁18中延伸至位于该截平面外部的、在图中不能看到的蒸发器腔。

风扇20安置在连接短管17中，以便将冷空气流从蒸发器腔驱动至接收腔10。

在接收腔10底部上的肋片21能够实现，由风扇循环的冷空气环流过放置在接收腔10中的圆形容器22、此处是瓶的整个周边，在容器22和接收腔10的底部之间不存在窄的楔形部，在该楔形部中由于缺少空气运动而不出现有效的热交换。代替地，肋片21的螺旋线形走向输送在容器22下的空气流。

连接短管15插到在快速冷却格7的底部24上的互补的刚性连接短管23上，该底部同时也是存放室1的底部。经过连接短管23和衔接到该连接短管上的、在底部24中埋入式地延伸到绝缘材料层25中的空气通道26，与容器22接触的加热的空气回到蒸发器腔。冷空气从接收腔10的泄漏被密封环16阻止；因此，排除快速冷却格7周围环境的过度冷却，更确切地说，在快速冷却格7中包围接收腔10的空气室27作为热隔绝层起作用。因此，当存放室1的位于快速冷却格7外部的区域丝毫没有冷却需求时，容器22也可以通过冷空气冷却，所述冷空气的温度明显低于所述区域的额定温度。

根据简化的、没有特意标明的构型，通道元件自由地安装在存放室1中。取消连接短管15、衔接到该连接短管上的空气通道26和活门6，使得与瓶22接触的加热的空气在通道元件的朝向门的端部上逸出并且分散在存放室1中。

至少一个温度传感器28安装在通道元件8上，以便感测容器22的表面温度。在此，所述温度传感器可以是热元件，该热元件由弹簧压抵容器22；优选地，所述温度传感器是已知的红外线传感器，该红外线传感器根据由容器22发出的热辐射确定该容器的表面温度，而不触碰该容器。

图3示出两个温度传感器28，一个温度传感器在容器22上面，另一个温度传感器位于所述容器下面。下面的温度传感器28具有以下优点：当容器22没有完全满时，液态内容物在容器22内部也与该下面的温度传感器对置并且影响所测量的表面温度。为了在上方的温度传感器28中减小以下可能性，即在没有打开的容器中通常存在的剩余空气也与该上方的温度传感器对置，该温度传感器优选应该偏心地、即相对于图3的经过容器22和通道元件8的纵轴线延伸的截平面错开地布置。

温度传感器28和控制单元29连接，该控制单元控制风扇20和可能的压缩机的运行。在其上可对控制元件29的运行进行编程的操作接口可以设置在制冷器具的机体2或门4上；在这里所示出的情况下替代于这样的操作接口或附加于所述操作接口地设置有网络接口30，该网络接口允许通过联网的外部器具例如智能手机或平板电脑对控制单元29进行编程。当下面提到操作接口时，在此始终既可以涉及制冷器具的装入的操作接口，又可以涉及外部器具的接口。

图4示出根据本发明的第一构型的控制单元29的运行方法的流程图。所述方法以步骤S1开始，即使用者将容器22插入到通道元件8中。为了启动容器22和该容器的内容物的冷却，可以设置，使用者在操作接口实施相应的输入。依据更舒适的变型方案，控制单元29至少和门4的敞开一样长时间地连续监控由温度传感器28提供的测量值并且在所感测的温度突然升高时识别出要冷却的容器位于通道元件8中，以便然后自动地开始冷却过程。

通过还在步骤S1中在门4打开时测量容器22的表面温度的方式，确保所述表面温度还尽可能与容器内容物的温度一致。

在步骤S2中，控制单元要求使用者通过操作接口指定温度T_soll，容器22的内容物应该冷却到该温度。这可以发生，其方式是，使用者以数字方式指定该温度或者使用者指定容器22中的饮料种类。在后一种情况下，要么外部设备要么控制单元29查询饮料和饮料对应的饮用温度的列表，以便由此获取指定饮料的目标温度。

在可选的步骤S3中可以要求使用者指定容器22的尺寸；根据该尺寸和已知的由风扇20循环的冷空气流的冷却功率，控制单元29可以实施预计的冷却持续时间的估计并且可以通过操作接口输出结果。

在步骤S4中，控制单元29要求使用者说明容器22的材料。因为容器22的材料和壁厚相关联：玻璃瓶的壁厚通常大于塑料瓶或饮料罐的壁厚，因此材料说明允许对容器的热传导性进行推断并且由此允许对在冷却期间在容器内容物和该容器表面之间的预期的温度差进行推断。控制单元根据储存的表格获取该温度差ΔT，该表格包含由制冷器具的生产商以不同容器类型和容器内容物的不同起始温度实施的冷却试验的结果(S5)。

接下来(S6)控制单元29启动风扇20并且只要压缩机不是已经运行，启动所述压缩机，以便将冷空气流引导经过容器。在风扇20和压缩机运行期间，所述控制单元持续地监控容器的表面温度T(S7)。一旦所述表面温度下降到T_soll-ΔT，关断风扇20并且向操作接口发送通知(S8)，以便使得使用者注意到容器冷却了并且可以取出。

如果实施了步骤S2，在发送通知之前在步骤S8中还可以实施可靠性检查，用于冷却容器所需的时间是否大致相当于预测的值。如果所需时间明显短于所预期的时间，这可能例如因为在通道元件8中的杂质妨碍温度测量；在这种情况下，发给使用者的通知应该提示该使用者，所期望的温度T_soll可能没达到，并且要求该使用者检查，容器是否正确放置在通道元件8中。

图5示出控制单元29的进一步发展的工作方法的流程图。步骤S1、S2与图4中的情况相同；也可以实施可选的步骤S3，以便基于该步骤能够实现在另外的方法过程中得到的测量值的可靠性检查。不发生对容器22的类型的询问，替代地，控制单元29在门关闭后立即在限定的时间间隔内向容器(S4’)加载以冷空气流。该时间间隔可以持续10秒到一分钟，优选地，所述时间间隔持续大约30秒。因为容器材料的热容通常小于液体内容物的热容，表面温度在该时间内像冷从外部穿过壁材料扩散到容器22内部那样长时间地快速下降，并且一旦在壁材料中形成差不多稳定的温度梯度，所述表面温度下降就变慢，因为液体和容器壁接触发出的热量可以从该容器壁的内部通过对流快速补充供应。如果容器22具有高热传导系数和低热容，尤其如果所述容器是由金属或塑料薄壁地制成，少数几秒足够用于形成温度梯度，并且表面温度在步骤S4’的时间段过程中达到一个值，该值比根据步骤S1中存在的表面温度获取的液体温度仅低几度；在容器具有较低的热传导系数的情况下，典型地在容器由具有较大壁厚的玻璃制成的情况下，表面温度的下降明显更剧烈并且梯度的形成在该时间段的末端可能还没有结束。因此，优选地在步骤S4’期间进行、但至少在步骤S4’结束时实施的对表面温度T的测量提供关于容器壁情况的第一推断。

接下来风扇在步骤S5’期间停止，由此使得从容器表面的热传输变缓慢。如果容器具有低热传导系数，则温度下降可以缓慢地继续进行；如果热传导系数高，表面温度T再次升高。在其他情况中，对至少在步骤S5’结束时达到的表面温度和优选在步骤S4’过程中的表面温度的其他值进行的测量允许对容器22的热传导系数进行推断并且由此对容器22的表面和内容物之间的温度差ΔT进行推断，该温度差在以风扇20的冷空气流加载容器22时出现。控制单元29在步骤S5”中分析地计算该差值ΔT或者根据经验表格查阅所述差值。

接下来是参照图4所描述的步骤S6到S8。

步骤S4’、S5’也可以以相反的顺序实施，其中，在步骤S5”中使用的公式或表格根据步骤顺序而言是不同的。

附图标记列表

1 存放室

2 机体

3 格底

4 门

5 拉出盒

6 活门

7 快速冷却格

8 通道元件

9 机器室

10 接收腔

11 装载开口

12 轴线

13 连接短管

14 管件

15 连接短管

16 密封环

17 连接短管

18 背壁

19 空气通道

20 风扇

21 肋片

22 瓶

23 连接短管

24 底部

25 绝缘材料层

26 空气通道

27 空气室

28 温度传感器

29 控制单元

30 网络接口

Claims (14)

1.用于将包装在容器(22)中的液体冷却到目标温度(T_soll)的方法，所述方法具有步骤：

a)将所述容器(22)放置(S1)在制冷器具中；

b)估计(S5、S7)所述容器(22)的相应于液体的所述目标温度(T_soll)的目标表面温度(T_soll-ΔT)；

c)监控(S7)所述容器(22)的表面温度(T)，并且，当达到所述目标表面温度时发出信号(S8)。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法具有输入液体的所述目标温度(T_soll)的准备步骤(S2)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标温度的输入间接地通过输入饮料类型和询问针对不同饮料类型指定目标温度的表格来实现。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在达到所述目标温度时，在所述制冷器具中所述容器(22)遭受的冷却功率降低(S8)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，无接触地测量(S7)所述容器的所述表面温度(T)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，在所述方法中，在步骤b)中要求所述容器的类型的输入(S4)并且比所述目标温度(T_soll)低一个取决于输入类型的温度差(ΔT)地估计(S5)所述目标表面温度(T_soll-ΔT)。

7.根据权利要求1到5中任一项所述的方法，在所述方法中，在步骤b)中估计(S4'、S5')所述容器的热传导性并且比所述目标温度(T_soll)低一个取决于所估计的热传导性的温度差(ΔT)地选择(S5”)所述目标表面温度(T_soll-ΔT)。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，为了估计所述容器的热传导性，使所述容器(22)遭受不同的冷却功率并且测量(S4'、S5')所述容器的产生的表面温度(T)。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，使所述容器(22)遭受不同的冷却功率，其方式是，调整、尤其接通和关断掠过所述容器(22)的冷空气流。

10.根据权利要求7所述的方法，在所述方法中，所述容器(22)在放置在所述制冷器具中之后在第一时间段中遭受冷空气流(S4')，在第二时间段中中断所述冷空气流(S5')并且根据在所述第一和所述第二时间段中测量的表面温度估计热传导性。

11.根据权利要求7所述的方法，在所述方法中，所述容器在放置在所述制冷器具中之后在第一时间段中没有冷空气流冷却并且在第二时间段中遭受所述冷空气流并且根据在所述第一和所述第二时间段中测量的表面温度估计热传导性。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，在所述方法中，直接在所述容器(22)放置在所述制冷器具中之后测量(S1)所述表面温度(T)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，在所述方法中，为了发出已达到所述表面温度的信号(S8)，通过网络给移动式设备发送通知。

14.制冷器具，具有存放室(1)、用于感测装载在所述存放室(1)中的容器(22)的表面温度的温度传感器(28)和控制单元(29)，该控制单元设置、尤其编程用于，估计(S5、S7)所述容器的相应于液体的目标温度(T_soll)的目标表面温度(T_soll-ΔT)，监控所述容器的表面温度(T)，并且当达到所述目标表面温度时发出信号(S8)。