CN108351145A - 用于冷却液体的设备和方法以及设备作为用于存储装置的部件的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于冷却液体、尤其是饮料的设备(1)，该设备(1)包括蓄冷器(12)和热管线(2)，该蓄冷器(12)和待被冷却的液体借助于该热管线(2)被热连接，且该蓄冷器(12)包括相变材料，该设备还包括用于至少从该热管线(2)除热的除热装置(6)，且该蓄冷器(12)包括载体材料，该相变材料集成到该载体材料中。

Description

用于冷却液体的设备和方法以及设备作为用于存储装置的部 件的用途
技术领域
本发明涉及用于冷却液体、特别是食品(诸如饮料)的设备，以及该设备作为用于存储液体的供应容器的部件的用途。
背景技术
用于含水液体、尤其是饮料的冷却设备在现有技术中是已知的。从而主要目标是从待被冷却的液体移除热量。现有技术中已知有几种设备和技术。例如，已知的是与用于冷却饮用水和饮料的冷却设备一起利用诸如珀耳帖元件的热电模块。珀耳帖元件是基于珀耳帖效应的热电转换器，其在电流流动时产生温度差，或在温度差时产生电流流动。珀耳帖元件可以被用于冷却，且在相反电流方向下以及用于加热。
当使用热电模块(诸如珀耳帖元件)时的一个缺点是，这些热电模块仅可以提供每单位时间相对小的冷却或加热容量。
通过使用潜在的蓄热器提供了从液体移除热量的另一种可能性。这些提供了以相对高的能量密度存储热能的可能性。从而，利用材料的融化焓和凝固焓，该材料的熔化温度或凝固温度取决于所用方法的施加温度/转化温度的范围。这样的材料在英语中被命名为Phase Change Material(相变材料)，缩写为PCM。
每个PCM具有用于此化合物的典型温度范围，出于此，它可以被用作热量存储和/或冷却元件并且具有特性转变温度。在高于此特性转变温度时，PCM吸收热量并且转变但仍保持恒定的温度。例如，以此方式，确保在材料的温度上升之前它可以吸收一定的热能。然而热量容量是有限的，这导致它不能提供连续的热量吸收。另外，潜在的蓄热器需要重复的再生。
已知的是PCM经历多次相变且可以在相应的PCM材料典型温度范围中提供高热量存储容量。从而，可以以不同的方式配置PCM的相变。例如，存在一个晶体修改到另一个中的转变的固体/固体转变。此外，还已知诸如在熔炼处发生的固体/液体相变。然而，存在根据PCM的当前相的PCM不是固体的缺点，且因此不能被安装到作为构造部件的主体。在此情形下，总是存在包含PCM的另一设备的需要。此外，不利的是，PCM具有特定蒸汽压力。附加地，存在以下危险：PCM在改变相时将最终失去与冷却介质的热接触，例如，在某一空间中，当PCM由于重力掉落或向下流动时。作为结果，能够在待被冷却的介质和PCM之间形成空气间隙。大多数PCM具有表现出差的导热性的倾向。此问题增加了待被冷却的介质的最终间隙形成。
作为结果，在现有技术中存在不能以任何数目的任意位置安装PCM的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于冷却液体、尤其是饮料的设备，以消除现有技术的缺点。本发明的一个目标尤其是提供一种用于冷却液体的设备，该设备独立于其安装位置提供冷却功能。
通过具有权利要求1的特征的冷却液体的设备，以及该设备作为用于具有权利要求24的特征的存储装置的部件的用途来解决该目的。在相应的从属权利要求中给出了其他有利的实施方案。该设备和该设备的用途之间的所有组合和单个组合可以被一起使用。另外，还可以考虑且可能的是将该设备的单个或多个特征和该设备的用途以任何结合的方式组合。
根据本发明，提出了一种用于冷却液体、特别是饮料的设备。该设备包括蓄冷器和热管线，其中该蓄冷器和待被冷却的液体经由热管线连接，且其中该蓄冷器包括相变材料。该设备还设置有用于至少从该热管线移除热量的装置。该蓄冷器包括载体材料，该载体材料被集成到该相变材料内。
在此上下文中“冷却”或“供冷”也被理解为“散热”。此外“热量”也被理解为“缺少冷”并且“冷”被理解为“缺少热量”。
在此上下文中“相变材料”被理解为所谓的潜热蓄热器或Phase Change Material(相变材料)，PCM。例如，通过这些材料，在相应的过程的施加/转换温度中利用相应熔化的凝固焓。
根据下文应该理解，“材料”和“基体材料”被理解为PCM被集成到其中的载体材料。
在此上下文中“集成”被理解为PCM或其中包括PCM的封装。在其形成中，其被载体材料包围，使得在该过程期间不会使PCM在其各种聚集状态下蒸发、渗出或流出。
通过将相变材料集成到另一种材料中，相变材料的任何转移或移位取决于聚集状态和设备的安装位置，诸如例如，避免了液体或粘性形式中的向下渗漏。以此方式，还防止了热管线和PCM之间的热接触缺乏，诸如穿过热管线和PCM之间的空间距离。
PCM与另一种材料混合基本上是可能的。此外，封装形式的PCM被添加到另一种材料也是可能的。此外，PCM的层可以被引入到另一种材料中，或这样的材料可以具有PCM被引入到其中的孔或空腔。
此外，PCM可以被集成到基体中，其中可以设想PCM或PCM的封装具有用于耦合到另一种材料的活性基团。
在又一实施方案中，相变材料可以被集成到作为支撑或基体材料的聚合物中。从而，有利的是，组分自由渗出或流出。将相变材料集成到聚合物中可以例如通过挤出工艺来实施，诸如当使用石蜡作为相变材料时。
相变材料可以例如是天然以及合成石蜡，例如具有0至20℃，优选地0至10℃且尤其优选地大约5℃的熔点的石蜡。
在又一实施方案中，PCM包括石蜡。例如，该石蜡可以是天然石蜡或合成石蜡。
尤其优选的是，PCM均匀地分布在载体材料内。这样的分布可以通过将PCM大体上均匀混合到载体材料中来实现。另外，PCM和载体材料之间的化合物也是预期的。此外，PCM也可以被间接地例如经由封装附接至载体材料。
在此上下文中“平均”或“平均地”意味着PCM横跨蓄冷器分布且相对于蓄冷器或载体材料的固定尺寸大体上表现出恒定的百分比。例如，可以是PCM相对于蓄冷器或载体材料的恒定的重量百分比(重量％)或体积百分比(vol％)。
在又一实施方案中，载体材料包括在载体材料中的聚合物。该聚合物例如作为共混聚合物或嵌段共聚物呈现。
在此上下文中共混聚合物被理解为两个或多个不同聚合物的混合物。该混合物具有物理性质，使得在聚合物大分子之间没有新的化学键产生。
在此上下文中嵌段共聚物被理解为在没有额外的溶剂的情况下的单体的聚合作用。
在又一实施方案中，该载体材料包括来自组LDPE(低密度聚乙烯)、HDPE(高密度聚乙烯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯和/或嵌段共聚物，尤其是苯乙烯嵌段共聚物，以及这些的混合物。
在又一实施方案中，载体材料的重量相对于蓄冷器的重量是其重量的1至25％，且特别优选地是其重量的1％至10％。
因为PCM在许多实施方案中表现出低导热性，因此当载体材料或基体材料是非常导热时是特别有利的，或者通过合适的填充材料增加导热性使得热量或冷可以被传输到PCM或从PCM传输。
从而，PCM与载体材料、基体材料或封装材料不存在或仅存在非常小的相互作用是有利的。特别地，应该避免蓄热容量的缩减。
大体上，相变材料可以被嵌入到在本文中被设计作为载体材料和/或基体材料的另一种材料中，且相变材料横跨该材料分布且被集成到同一材料中使得防止了相变材料的上述不利性能和效果。该相变材料应该通过PCM可以进行的任何聚集条件而被载体材料包围或集成到载体材料中并且保持在该载体材料中。同时，该载体材料应该使得从热管线到PCM的热量被反向运输。以此方式，待被冷却的液体向热管线释放热量。
聚合物、特别是弹性体硬化聚合物大体上被用作基体材料。
这些弹性体材料改善了PCM或PCM的封装材料在基体材料中的连接性。
在又一实施方案中，该载体材料包括添加剂。
有利地，该添加剂提高了蓄冷器的导热性。例如，碳结构可以被纳入到支撑材料或基体材料中。将金属纤维、金属泡沫、金属氧化物或陶瓷结构一起纳入到蓄冷器的载体材料中也是有利的。例如，尤其优选的是石墨作为添加剂。
在又一实施方案中，其中尤其是利用石墨材料，优选地膨胀石墨作为添加剂。
例如，这些添加剂相对于蓄冷器的重量百分比是5至10％。
本发明使连续散热的装置(诸如例如热电元件)和附加的蓄冷器的性能优化。
待冷却液体的最大耗散热能源于散热装置的容量和再生状态下蓄冷器可最大程度释放的冷量。这些可以各自经由热管线向待被冷却的液体供冷。此外，散热装置还可以从蓄冷器移除热量，以用于PCM的再生。
作为用于从热管线散热的装置的热电模块最佳地以稳定的、但是相对小的散热容量正常地起作用。此相对小的散热容量因此代表热电模块的最大冷却容量。
另一方面，蓄冷器是无源部件，其可以存储热量或冷。该蓄冷器因此可以根据其构造或设计容量来吸收和释放热量或冷。
设想散热装置能够从待被冷却的液体移除热量以及从蓄冷器移除热量，且设想这可能并且会同时发生。以此方式，热量将从蓄冷器消散直到它被完全装载。然后，蓄冷器可以相对迅速地从待被冷却的液体经由热管线吸收热量。
散热装置用于从热管线连续地移除热量，然而具有相对低的移除容量。从而待被消散的热量可能起源于待被冷却的液体或起源于蓄冷器或起源于二者。
在对于冷却容量的高需求时，蓄冷器吸收附加的热量。然而蓄冷器可以仅吸收有限量的热量。吸收特性使得蓄冷器如果必要的话可以在短时间内吸收相对大量的热量直到达到蓄冷器的最大热量吸收容量。这之后，从蓄冷器再次移除热量是必要的，以便使蓄冷器再生或“充电”，使得在新的循环中它可以再次吸收相对大量的热量。
在又一实施方案中，蓄冷器和热管线至少在某一区域中彼此邻接。
通过该连接，热管线和蓄冷器之间的热传递速率受到影响。因此。例如具有较大连接，可以在热管线和蓄冷器之间实现改进的热传递。
待被冷却的液体直接邻接在热管线处可以使待被冷却的液体和邻接的热管线之间的热传递性能优化。
用于此目的热管线可以被配置为整体结构，以便引导待被冷却的液体。
还可以设想例如待被冷却的液体沿着热管线中的液体管线结构被引导。此管线结构例如可以被构造成螺旋状物。
此外，设想在沿着该热管线、在热管线中或穿过热管线的多个凹部中引导待被冷却的液体。
此外，设想待被冷却的液体取自存储罐或新鲜水源并且被运送到与热管线接触。
还提供了，通过与热管线的热接触已经冷却的液体，出于存储它的目的该液体被引导到存储罐内。
此外，设想热管线在上游或优选地在下游设置有使液体富有CO2，也就是使该液体碳酸化的技术设备。
这样的技术设备可以例如是用于通过碳酸化的混合腔或者它可以被设计为在线碳酸化。
这样的技术设备可以被配置为用于待被冷却的液体，优选地已经冷却的液体的存储罐，作为气室，尤其是具有已分配的CO2源。
以一个优选的方式，热管线设置有热传导材料。尤其优选的是该热管线由热传导材料制成。适合于热管线的例如是金属，尤其是铝或铜且以其传导性为优选。
该热管线还被构造为单独的构造部件，或者它可以被集成到另一个构造部件中。
例如可以设置，该热管线由铸件或通过压铸方式被生产为单件。
此外，该热管线可以具有使有效热传递表面扩大的表面结构。这可以例如通过薄片结构来实现。如果该热管线的具有表面结构的区域被定位在邻接该热管线的第一区域中，这是尤其有利的。以此方式，可以通过扩大的热管线的表面来改善热管线和蓄冷器之间的导热性。
在又一实施方案中，设想除热装置是热电元件或热电模块。例如，可以设想是珀耳帖元件。
此外，设置了散热装置可以邻接该热管线，特别是直接热接触该热管线。
另外，散热装置可以包括通风机，以通过经过该装置的空气流改善向周围环境的散热。
在又一实施方案中，该设备设置有隔热件。
还设置了该隔热件邻接该蓄冷器。从而，该隔热件应该在它不邻接该热管线的那些区域中围绕该蓄冷器。因此避免了蓄冷器将冷传递到外部区域。这种冷然后将不再可用于传递到待被冷却的液体。
此外，原理上，整个设备可以被嵌入到隔热件中。
隔热件可以例如包括发泡材料。此外，隔热件可以是空气枕或真空。另外，隔热件可以包括冷反射的装置。
用于隔热件的材料被设想为尤其是来自聚苯乙烯(EPS)、聚丙烯(EPP)或聚乙烯(EPE)，优选地来自聚氨酯(PUR)的膨胀泡沫。此外，也可以是上述的结合物。
在又一实施方案中，该隔热件设置有面板，特别是真空隔热件面板。
在又一实施方案中，该设备包括用于接收液体的存储罐。优选地，该热管线邻接该存储罐。该存储罐和该热管线热连接或相对于彼此隔热件。
还可以预想的是，在该存储罐接收被冷却之后已经冷却的液体时，该存储罐和该热管线处于热连接。
此外，当该存储罐和该热管线相对于彼此热隔热件时也是有利的。例如，当该存储罐被选择成保持未冷却的液体时是有利的。如果存储罐显示的温度比液体被冷却到的温度高，则这可以是有利的。
例如，液体容器可以被配置成包含冷却的液体。该液体可被取自该容器且被供应到热管线用于冷却。这之后，液体可以例如到引导至出口点。
在一个替代实施方案中，存储罐被配置成使已经冷却的液体可用。该液体可以例如由取自用于未冷却的液体的另一个存储罐的未冷却液体制备或由来自新鲜水源的液体制备，且被供应到热管线用于冷却。冷却的液体然后被供应到用于备货的存储罐。随后，冷却的液体从该存储罐被抽出并且被引导至出口，例如龙头或水龙头。
此外，优选的是，该存储罐被布置在该热管线内，其中该热管线包围该存储罐。
在又一实施方案中，该热管线形成存储罐作为整体部件。
在一个优选实施方案中，该热管线大体上被形成为中空圆柱体。也可以以任何其他形状配置该热管线。
优选的是，该蓄冷器主要被布置在该热管线的外壳上。
在一个尤其优选的实施方案中，该设备可以是是碳酸化设备，诸如用于使液体碳酸化的碳酸化器。这是特别优选的，因为这样的冷却设备和碳酸化设备一起可以是一个单元。给出了对于此的需求，因为饮料在被导出之前常常必须被立刻碳酸化。以此方式，不需要若干单元或设备，因为这两个功能在集成在上述设备中。
在一个碳酸化器中，液体(例如饮用水)在压力下与CO2混合。这可以通过在线方法实现，其中待被碳酸化的液体被引导穿过混合腔，在该混合腔中流液体被供应有气态CO2，优选地在压力下，该压力高于以液体的给定温度溶解在液体中的CO2的平衡压力。然后碳酸化的液体可以被供应到用于存储的另一存储罐和/或供应到用于从该设备导出的一个导出点。
这也可以在风室发生，也就是，其中存储待被碳酸化的液体且被保持在CO2下的存储罐。供应到风室的CO2的气体压力再次优选地高于CO2的平衡压力，CO2以存储在风室中的液体的给定温度溶解在液体中。为了从该设备取出碳酸化的冷却的液体，该液体被引导至导出点。
在一个尤其优选的实施方案中，该设备包括泵，通过该泵被供应到混合腔或风室的液体被置于相对于周围压力升高的压力下。特别地，该泵被接合成将液体置于压力下，该压力大体上对应于在一个温度下溶解在该液体中的CO2的平衡压力，在该温度下通过与热管线的热相互作用来校准液体。此泵可以被布置在液体和热管线之间的相互作用的区域处的上游或下游。
本发明还包括一种方法，该方法可以用于如上所述的所有不同实施方式中的预期用途。
另外，且也与上述设备分离的，根据本发明的精神，还提出了所描述的设备作为用于存储液体的存储装置的部件的用途。尤其优选的是，该热管线被配置为用于存储装置的壁。
更优选的是，该热管线被配置为中空圆柱体。然而，也可以以任何其他形状形成该热管线。
附加地且有利地，底和顶棚被设置作为壁，使得在该热管线的内部中形成封闭的存储空间。此布置具有以下优点：除了热管线，不需要设置单独的存储罐。
通过此优选的用途，该热管线因此可以形成存储罐的壁，使得其他构造部件可以被省去。附加地，所述壁同时具有冷却功能。
还可以设置的是，该设备被至少部分地配置为用于碳酸化器的外壳，且由此组成或者如此地制成。
尤其优选的是空中圆柱体形状，其中热管线被成形为中空圆柱体和壁，或用于碳酸化器的外壳的壳体表面。在此实施方案中，一方面，热管线可以至少部分地形成用于碳酸化器的外壳，且另一方面，包含集成到外壳中的冷却设备。
随后的附图中示出了一个实施方案的另一个有利配置的一个实施例。该处示出的特征不限于此实施方案。而是上述特征中的一个或多个可以与本发明的其他发展中的实施方案中的一个或多个结合。
附图说明
图1示出了具有存储罐的冷却设备。
具体实施方式
图1中示出了冷却设备1，其中热管线2被配置为包围存储罐的中空圆柱体。热管线2由铝制成且被配置为压铸主体。
热管线2直接邻接在从热管线2移除热量的装置6处，并且热连接到该装置。散热装置6在此被示意性地例示为一个块状物。优选地，它是蒸发器或珀耳帖元件。散热装置6还包括通风机8，该通风机8支持通过空气移动来移除热量，且因此支持从热管线移除热量。
热管线2设置有螺旋通道10，该螺旋通道10作为螺线延伸穿过中空圆柱体且待被冷却的液体被引导穿过此螺旋管线10，其中待被冷却的液体和热管线2热连接。
热管线2与蓄冷器12邻接，其中热管线2的外壳表面设置有薄片14。蓄冷器12被形成为嵌入到热管线2的薄片14中的结构。
例如，蓄冷器12可以由具有粘合的相变材料的聚合物制成，其中该聚合物优选地包括导热添加剂，诸如例如，石墨。这改善了蓄冷器12到热管线2的热耦合。
薄片14使热管线和蓄冷器12之间的热传递表面扩大，并且还改善了热管线到蓄冷器的热耦合。
蓄冷器12包括附加的隔热件16，该隔热件16在蓄冷器12的区域中包围冷却设备，使得蓄冷器12基本上可以仅向热管线2供冷。这不会导致蓄冷器的容量的损耗，以便冷却设备的外部区域，并且向待被冷却的液体仅供冷。
该设备还被设立为使得待被冷却的饮料在入口侧20处被引导到该冷却设备内且在出口侧22处作为冷却的饮料离开该冷却设备。
附加地，设置冷却的饮料在入口点处被引入到存储罐4中。存储罐4可以以多种方式被配置，一方面，它可以被设立成保持冷却的饮料，且在另一方面，它还可以包括其他功能和设备，例如诸如，用于使冷却的饮料碳酸化的碳酸化器(本文未示出碳酸化器)。
因为碳酸化器是必须在其中建立某一压力以便使饮料碳酸化的设备，因此可以进一步设想，该热管线被装备成确保存储罐4中的一定的压力稳定性。
图1以俯视图例示了罐4，而以截面视图示出了热管线2和示出展示冷却装置6的蓄冷器12中的布置。
附图标记
1 冷却设备
2 热管线
4 存储罐
6 除热装置
8 通风机
10 液体管线
12 蓄冷器
14 薄片
16 隔热件
20 入口侧
22 出口侧
24 输入到存储罐中

Claims (25)

1.用于冷却液体、尤其是饮料的设备(1)，包括蓄冷器(12)和热管线(2)，其中该蓄冷器(12)和待被冷却的液体热连接，且其中该蓄冷器(12)包括相变材料，其中该设备还具有用于至少从该热管线(2)除热的除热装置(6)，其特征在于，该蓄冷器(12)包括载体材料，该载体材料被集成到该相变材料内。
2.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，该相变材料包括石蜡。
3.根据权利要求1或2所述的设备(1)，其特征在于，该载体材料包括聚合物，该聚合物尤其是共混聚合物和/或嵌段共聚物。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的设备(1)，其特征在于，该载体材料相对于该蓄冷器的重量百分比在1％至10％之间。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的设备(1)，其特征在于，该载体材料形成基体，该相变材料被集成在该基体中。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的设备(1)，其特征在于，该蓄冷器包括添加剂。
7.根据权利要求6所述的设备(1)，其特征在于，该添加剂包括石墨，特别是膨胀石墨。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的设备(1)，其特征在于，该蓄冷器(12)和该热管线(2)至少在某一区域中彼此邻接。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的设备(1)，其特征在于，该热管线(2)具有引导该液体的整体结构。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的设备(1)，其特征在于，该热管线(2)由导热材料形成。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的设备(1)，其特征在于，该热管线(2)包括使有效热传递表面扩大的表面结构(14)。
12.根据权利要求11所述的设备(1)，其特征在于，该表面结构(14)包括薄片。
13.根据权利要求11或12所述的设备(1)，其特征在于，该表面结构(14)被至少布置在该热管线(2)的第一表面处，该热管线(2)和该蓄冷器(12)彼此邻接。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的设备(1)，其特征在于，除热装置(6)包括热电模块。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的设备(1)，其特征在于，除热装置(6)邻接该热管线(2)。
16.根据前述权利要求中的任一项所述的设备(1)，其特征在于，除热装置(6)包括通风机(8)。
17.根据前述权利要求中的任一项所述的设备(1)，其特征在于，该设备(1)包括隔热件(16)，该隔热件(16)邻接该蓄冷器(12)。
18.根据权利要求17所述的设备(1)，其特征在于，该隔热件(16)包括发泡材料。
19.根据前述权利要求中的任一项所述的设备(1)，其特征在于，该设备(1)包括用于接收液体的存储罐(4)且该热管线(2)邻接该存储罐。
20.根据前述权利要求中的任一项所述的设备(1)，其特征在于，该热管线(2)大体上被成形为中空圆柱体。
21.根据权利要求20所述的设备(1)，其特征在于，该蓄冷器(12)大体上被布置在该中空圆柱体的外壳表面处。
22.根据权利要求20或21所述的设备(1)，其特征在于，该存储罐(4)被布置在该中空圆柱体(2)内，其中该中空圆柱体包围该存储罐(4)。
23.根据前述权利要求中的任一项所述的设备(1)，其特征在于，该设备(1)是碳酸化设备，其具有用于使液体碳酸化的碳酸化器。
24.根据权利要求1至23中的任一项所述的设备的用途，作为用于存储液体的存储装置的设备部件。
25.根据权利要求24所述的用途，其特征在于，该热管线(2)被配置为用于存储装置的壁。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220186947A1 (en) * 2020-12-15 2022-06-16 Embry-Riddle Aeronautical University, Inc. Phase change material and applications

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020162339A1 (en) * 2001-05-04 2002-11-07 Harrison Howard R. High performance thermoelectric systems
CN202244656U (zh) * 2011-06-03 2012-05-30 劲创股份有限公司 饮料保冷箱及饮料保冷装置
DE102013215255A1 (de) * 2013-08-02 2015-02-05 Siemens Aktiengesellschaft Elektronisches oder elektrisches Bauteil mit PCM-haltiger Kühlung
CN105003950A (zh) * 2015-08-06 2015-10-28 许求鑫 相变储能电热水器

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2514463A (en) * 1948-10-25 1950-07-11 Jr George W Bayers Liquid carbonator
US4821914A (en) * 1988-04-01 1989-04-18 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Low temperature storage container for transporting perishables to space station
US5192513A (en) * 1991-07-26 1993-03-09 William C. Stumphauzer High speed process and apparatus for carbonating water
WO2002055280A1 (de) * 2001-01-11 2002-07-18 Rubitherm Gmbh Kunststoffteil und verfahren zur herstellung eines kunststoffteiles
US20030188540A1 (en) * 2002-04-03 2003-10-09 John Van Winkle Cooling system for a beverage dispenser
DE102005014742A1 (de) 2004-09-27 2006-04-06 Aqamore Gmbh Vorrichtung zum Kühlen von Lebensmitteln
DE102007039472A1 (de) 2007-08-21 2009-02-26 Biologic Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur intermittierenden Imprägnierung und Ausgabe von Trinkwasser
ES2372458B1 (es) * 2010-07-07 2012-12-10 Sociedad Anónima Damm Dispositivo de enfriado de bebidas.
GB2494880B (en) 2011-09-21 2018-04-11 Bae Systems Plc Layer assembly for heat exchanger
WO2015177168A1 (de) * 2014-05-19 2015-11-26 Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V. Flexible pcm-flächengebilde
DE102014213800A1 (de) 2014-07-16 2016-01-21 BSH Hausgeräte GmbH Kühlschrank mit einer Wasserspendereinheit und einem Phasenwechselmaterial

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020162339A1 (en) * 2001-05-04 2002-11-07 Harrison Howard R. High performance thermoelectric systems
CN202244656U (zh) * 2011-06-03 2012-05-30 劲创股份有限公司 饮料保冷箱及饮料保冷装置
DE102013215255A1 (de) * 2013-08-02 2015-02-05 Siemens Aktiengesellschaft Elektronisches oder elektrisches Bauteil mit PCM-haltiger Kühlung
CN105003950A (zh) * 2015-08-06 2015-10-28 许求鑫 相变储能电热水器

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