DE102004039777A1

DE102004039777A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen von gekühltem Wasser an einen Verbraucher und Verwendung einer solchen Vorrichtung

Info

Publication number: DE102004039777A1
Application number: DE200410039777
Authority: DE
Inventors: Michail Karageorgiou
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-08-16
Filing date: 2004-08-16
Publication date: 2006-05-11

Abstract

Dargestellt und beschrieben sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen von gekühltem Wasser an wenigstens einen Verbraucher (4, 4') sowie eine Verwendung einer vorgenannten Vorrichtung. Um sowohl durch eine gleichmäßige Bereitstellung einer ausreichenden Menge eisgekühlten Wassers eine Beschleunigung des Herstellungsprozesses als auch eine Wiederverwendung des benutzten Wassers zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass das gekühlte Wasser aus wenigstens einem Vorratsbehälter (1) zu dem wenigstens einen Verbraucher (4, 4') gefördert und das vom Verbraucher (4, 4') kommende erwärmte Wasser in einem geschlossenen Kreislauf über wenigstens ein Kühlaggregat (2) wieder jedem Vorratsbehälter (1) zur Verfügung gestellt wird. Darüber hinaus wird das Wasser im oberen Bereich jedes Vorratsbehälters (1) entnommen, durch das wenigstens eine Kühlaggregat (2) geleitet und jedem Vorratsbehälter (1) wieder zugeführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen von gekühltem Wasser an wenigstens einen Verbraucher sowie eine Verwendung einer vorgenannten Vorrichtung.

Manche Herstellungsprozesse, wie beispielsweise die Herstellung von Speiseeis, benötigen eisgekühltes Wasser als Kühlmedium. Da diese Prozesse oft im nicht-industriellen Bereich mit entsprechenden separaten Maschinen erfolgt, wird das benötigte gekühlte Wasser von den jeweiligen Maschinen selbst erzeugt. So haben beispielsweise Maschinen zum Herstellen von Speiseeis einen Wasseranschluss, der mit dem Frischwassernetz verbunden werden kann. Das beim Herstellungsprozess erwärmte Wasser wird bei vielen Maschinen nicht wiederverwendet, sondern als Abwasser der Kanalisation zugeführt. Hierbei findet – insbesondere bei einem Dauerbetrieb der Eismaschine – ein erheblicher Wasserverbrauch statt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Bereitstellen von gekühltem Wasser an einen entsprechenden Verbraucher anzugeben, so dass einerseits durch eine gleichmäßige Bereitstellung einer ausreichenden Menge eisgekühlten Wassers eine Beschleunigung des Herstellungsprozesses und andererseits eine Wiederverwendung des benutzten Wassers möglich ist.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das abgekühlte Wasser aus wenigstens einem Vorratsbehälter zu dem wenigstens einen Verbraucher gefördert und das vom Verbraucher kommende erwärmte Wasser in einem geschlossenen Kreislauf über wenigstens ein Kühlaggregat wieder jedem Vorratsbehälter zur Verfügung gestellt wird.

Konstruktiv erfolgt die Lösung der Aufgabe durch eine Vorrichtung mit wenigstens einem Vorratsbehälter, wenigstens einem Kühlaggregat und wenigstens einer Pumpe zum Fördern des gekühlten Wassers an den/die Verbraucher, wobei die Vorrichtung wenigstens eine Zuführleitung zum Anschluss des wenigstens einen Verbrauchers und wenigstens eine Rückführleitung vom wenigstens einen Verbraucher über das wenigstens eine Kühlaggregat zum wenigstens einen Vorratsbehälter aufweist.

Beim Kühlaggregat kann es sich nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung um einen Durchlauf kühler oder um einen Trockenkühler handeln.

Bevorzugt beträgt die Temperatur des gekühlten Wassers 2°C bis 6°C, gegebenenfalls können dem Wasser Zusätze an Frostschutzmittel bzw. Korrosionsschutzmittel zugesetzt werden. Dies ist unkritisch, da das Wasser in einem geschlossenen System verbleibt und nicht mit dem im Verbraucher hergestellten Produkt, wie beispielsweise einem Lebensmittel, in Kontakt tritt.

Nach einer weiteren Lehre der Erfindung wird das Wasser im oberen Bereich jedes Vorratsbehälters entnommen, durch das wenigstens eine Kühlaggregat geleitet und dem jeweiligen Vorratsbehälter wieder zugeführt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass nur relativ „warmes" Wasser des Vorratsbehälters entnommen, kurz gekühlt und dem Vorratsbehälter wieder zugeführt wird, um den Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erhöhen. Dabei sollte die Rückführung des nachgekühlten Wassers so erfolgen, dass eine Durchmischung des Wassers im jeweiligen Vorratsbehälter zuverlässig vermieden wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens eine Pumpe in der wenigstens einen Zuführleitung der Vorrichtung vorgesehen, so dass die Pumpe als Druckpumpe verwendet werden kann. Der Pumpendruck der eingesetzten Pumpe beträgt gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Erfindung 1,5 bis 3,5 bar, bevorzugt 2 bis 2,5 bar.

Konstruktiv ist es besonders zweckmäßig, wenn die wenigstens eine Pumpe und das wenigstens eine Kühlaggregat unterhalb des entsprechenden Vorratsbehälters angeordnet sind. Aufgrund der Größe der verwendeten Aggregate ist es darüber hinaus zweckmäßig, die Pumpe zwischen Vorratsbehälter und Kühlaggregat vorzusehen. Es ist jedoch alternativ ebenso möglich, das Kühlaggregat bzw. die Kühlaggregate auch außerhalb der Vorrichtung aufzustellen, beispielsweise an relativ Kühlen Stellen in der Nähe der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Zweckmäßiger Weise ist in jedem Vorratsbehälter ein Überlauf vorgesehen. Auf diese Weise kann ein „Überfüllen" des Systems zuverlässig verhindert werden.

Eine andere Lehre der Erfindung sieht vor, dass jeder Vorratsbehälter eine weitere Pumpe zum Umwälzen des Wassers aufweist. Zur Steuerung dieser weiteren Pumpe ist ein bevorzugt im oberen Bereich jedes Vorratsbehälters angeordneter Temperaturfühler vorgesehen. Dieser Temperaturfühler kann dann, wenn das gesamte Wasser im Vorratsbehälter ausreichend gekühlt ist, die zuvor erwähnte weitere Pumpe solange ausschalten, bis eine entsprechende Erwärmung des Wassers eine nochmalige Kühlung erfordert.

Es versteht sich von selbst, dass jeder Vorratsbehälter und die entsprechenden Leitungen mit einer entsprechenden Isolation versehen sind, um einerseits energiesparend arbeiten zu können und andererseits Kondenswasser auf der äußeren Oberfläche jedes Vorratsbehälters und der Leitungen zuverlässig zu vermeiden.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist jeder Vorratsbehälter einen Wassereinlass zum Füllen bzw. zur Reinigung des Systems und einen Wasserauslass auf. Es ist zweckmäßig, wenn der Wassereinlass mit der Zuführleitung zur Förderpumpe über eine Bypass-Leitung verbindbar ist. Bei einer solchen Ausgestaltung kann die Pumpe notfalls – beispielsweise während der Reinigung oder Wartung des Vorratsbehälters – unmittelbar mit Frischwasser versorgt werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann im unteren Bereich jedes Vorratsbehälters ein Sensor zur Füllstandskontrolle vorgesehen sein. Wird hier ein zu niedriger Wasserstand detektiert, kann die Förderpumpe zwangsabgeschaltet werden.

Nach einer weiteren Lehre der Erfindung sind alle Komponenten der Vorrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Dieses Gehäuse sorgt einerseits für die Aufnahme sämtlicher Komponenten, so dass hier nur Zuführ- und Abführleitung/en des gekühlten Wassers, der Überlauf, ein entsprechender Wassereinlass und Wasserauslass sowie benötigte elektrische Zuleitungen zum Kühlaggregat vom Gehäuse abgehen. Die Zuführ- und Abführleitungen weisen zweckmäßiger weise jeweils ein Ventil, beispielsweise ein Elektroventil, auf. Bevorzugt kann ein solches Gehäuse in seiner Größe und Geometrie den nachgeschalteten Verbrauchern angepasst sein, so dass Verbraucher und erfindungsgemäße Vorrichtung ein einheitliches Äußeres aufweisen.

Schließlich betrifft die Erfindung noch die Verwendung der zuvor näher beschriebenen Vorrichtung zur Versorgung einer Maschine zum Herstellen bzw. Zur Abgabe von Eis, insbesondere Speiseeis. Diese Art von Verbraucher werden als selbständige Einheit eingesetzt und sind bislang relativ teuer im Betrieb, da das verwendeten Wasser nicht zurück geführt wird. Durch die Erfindung lassen sich aufgrund der ständig steigenden Wasser- und insbesondere Abwasserkosten erhebliche Einsparungen erreichen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der einzigen Figur ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung gezeigt, die zunächst und im wesentlichen aus einem Vorratsbehälter 1, einem Kühlaggregat 2 und einer Pumpe 3 besteht. Das im Vorratsbehälter 1 befindliche Wasser wird mittels der Pumpe 3 dem Kühlaggregat 2 zugeführt und von dort an einen Verbraucher 4 weitergeleitet. Der Verbraucher 4 weist einen Einlass 4E und einen Auslass 4A auf. Das Wasser wird dabei über einzelne Zuführleitung 5A und 5B geleitet, welche sich, wie strichpunktiert angedeutet, auch auf mehrere Verbraucher 4, 4' verteilen können.
Ist der Verbraucher eine Maschine zum Herstellen bzw. zur Abgabe von Speiseeis, so beträgt die Temperatur des aus dem Verbraucher 4 bzw. 4' rückfließenden Wassers wenigstens ca. 15°C. Über entsprechende Rückführleitungen 6A, 6B wird das erwärmte Wasser wiederum durch das Kühlaggregat 2 geführt und über eine oder mehrere Leitung/en 6 zurück in den Vorratsbehälter 1 geleitet.
Damit die erfindungsgemäße Vorrichtung jederzeit die entsprechend benötigte Menge eisgekühlten Wassers bereitstellen kann, weist die Vorrichtung im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel eine weitere Pumpe 7 auf, mit der das Wasser des Vorratsbehälters 1 im Kreislauf geführt wird. Dazu verlässt das Wasser den Vorratsbehälter 1 über eine im oberen Bereich endende Leitung 8 und wird über eine Leitung 9 ebenfalls dem Kühlaggregat 2 zugeführt. Von dort gelangt es über eine Leitung 10 zurück in den Vorratsbehälter 1.
Das in den Vorratsbehälter 1 über die Rückführleitung 6 oder die Leitung 10 zurückgeführte heruntergekühlte Wasser kann gleichmäßig im oberen Bereich des Vorratsbehälters 1 derart verteilt werden, ohne dass eine Durchmischung des Wassers im Vorratsbehälter 1 stattfindet. Dazu können die Enden der Leitungen 6 bzw. 10 bevorzugt einen vergrößerten Querschnitt aufweisen, beispielsweise von einer ½-Zoll auf eine 1-Zoll-Leitung. Im oberen Bereich jedes Vorratsbehälters ist zweckmäßiger Weise ein Überlauf 11 angeordnet.
Ein Temperaturfühler 12 im oberen Bereich des Vorratsbehälters 1 sorgt in Verbindung mit einer entsprechenden für sich bekannten Steuereinheit 13 für das Ein- bzw. Ausschalten der Kreislaufpumpe 7.
Der Vorratsbehälter 1 weist schließlich noch einen Wassereinlass 14 zum Füllen bzw. zur Reinigung der Vorrichtung und einen Wasserauslass 15 auf.
Schließlich können alle Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse 16 angeordnet sein, welches nur schematisch dargestellt ist. Ein im unteren Bereich des Vorratsbehälters 1 angeordneter Sensor 17 dient zur Füllstandskontrolle. Absperrventile 18 und 19, die Elektro- oder Magnetventile sein können, erlauben die Möglichkeit des Anschlusses/Abklemmens von Verbrauchern 4 oder 4', ohne das System entleeren zu müssen.
Es ist klar, dass die Form, Größe und Geometrie des Gehäuses 16 so ausgestaltet sein kann, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung dem entsprechenden Verbraucher ähnelt, so dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht nur ökonomische Vorteile erreicht werden, sondern auch ein entsprechender ästhetischer Eindruck. Dazu kann das Gehäuse 16 aus Edelstahl hergestellt sein.

Claims

Verfahren zum Bereitstellen von gekühltem Wasser an wenigstens einen Verbraucher (4, 4'), wobei das gekühlte Wasser aus wenigstens einem Vorratsbehälter (1) zu dem wenigstens einen Verbraucher (4, 4') gefördert und das vom Verbraucher (4, 4') kommende erwärmte Wasser in einem geschlossenen Kreislauf über wenigstens ein Kühlaggregat (2) wieder jedem Vorratsbehälter (1) zur Verfügung gestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des gekühlten Wassers 2°C bis 6°C beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser Zusätze an Frostschutzmittel und/oder Korrosionsschutzmittel enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser im oberen Bereich jedes Vorratsbehälters (1) entnommen, durch das wenigstens eine Kühlaggregat (2) geleitet und jedem Vorratsbehälter (1) wieder zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführung des nachgekühlten Wassers so erfolgt, dass in jedem Vorratsbehälter (1) eine Durchmischung des Wassers vermieden wird.
Vorrichtung zum Bereitstellen von gekühltem Wasser an wenigstens einen Verbraucher (4, 4') mit wenigstens einem Vorratsbehälter (1), wenigstens einem Kühlaggregat (2) und wenigstens einer Pumpe (3) zum Fördern des gekühlten Wassers an den/die Verbraucher (4, 4'), wobei die Vorrichtung wenigstens eine Zuführleitung (5, 5A, 5B) zum Anschluss des wenigstens einen Verbrauchers (4, 4') und wenigstens eine Rückführleitung (6, 6A, 6B) vom wenigstens einen Verbraucher (4, 4') über das wenigstens eine Kühlaggregat (2) zum wenigstens einen Vorratsbehälter (1) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlaggregat (2) ein Durchlauf kühler ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlaggregat ein Trockenkühler ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Pumpe (3) in der Zuführleitung (5) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpendruck der Pumpe (3) 1,5 bis 3,5 bar, bevorzugt 2 bis 2,5 bar, beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Pumpe (3) unterhalb des jeweiligen Vorratsbehälters (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Kühlaggregat (2) unterhalb jedes Vorratsbehälters (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Vorratsbehälter (1) einen Überlauf (11) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Vorratsbehälter (1) eine weitere Pumpe (7) zum Umwälzen und erneuten Kühlen des Wassers aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der Pumpe (7) im oberen Bereich jedes Vorratsbehälters (1) ein Temperaturfühler (12) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen (6 bzw. 10) für das aus dem Kühlaggregat (2) zurückfließende Wasser im Innern jedes Vorratsbehälters (1) einen vergrößerten Querschnitt aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Vorratsbehälter (1) einen Wassereinlass (14) zum Füllen bzw. zur Reinigung des Systems und einen Wasserauslass (15) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Wassereinlass (14) und Leitung (5) eine Bypass-Leitung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Bereich jedes Vorratsbehälters (1) ein Sensor (17) zur Füllstandskontrolle vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass alle Komponenten der Vorrichtung in einem Gehäuse (16) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die das Gehäuse (16) verlassenden Leitungen (5A, 6A) jeweils ein Absperrventil (18 bzw. 19) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass alle Komponenten mit Ausnahme des Kühlaggregates in einem Gehäuse angeordnet sind.
Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 22 zur Versorgung einer Maschine zum Herstellen bzw. zur Abgabe von Eis, insbesondere Speiseeis.