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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Gerätes zur
Erzeugung von heißem
Wasser, insbes. eines Espresso-, Kaffee-, Teeautomaten o. dgl.,
und Gerät
zur Durchführung des
Verfahrens.
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Bei
herkömmlichen
Espresso-, Kaffee-, Teeautomaten o. dgl. muss heißes Wasser
zu Verfügung gestellt
werden, um das jeweilige Getränk
zuzubereiten. Dieses Wasser wird entweder unmittelbar vor der Zubereitung
des Getränks
oder bereits beim Einschalten der Maschine erhitzt. Wird das Wasser
unmittelbar vor der Zubereitung des Getränks erhitzt, muss der Konsument
eine gewisse Zeit warten, bis das Wasser die notwendige Temperatur
erreicht hat. Wird das Wasser bereits beim Einschalten der Maschine
erhitzt und dann bis zum jeweiligen Bedarfsfall vorgehalten, erfordert
dies viel Energie.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der
eingangs genannten Art und ein entsprechendes Gerät zu schaffen,
das unnötige Wartezeiten
für den
Konsumenten bei der Heißwassererzeugung
vermeidet und das darüber
hinaus mit weniger Energie auskommt.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch ein Verfahren zum Betrieb eines Gerätes zur
Erzeugung von heißem
Wasser, insbes. eines Espresso-, Kaffee-, Teeautomaten o. dgl.,
dadurch gelöst,
dass das Wasser im wesentlichen nur während der Entnahme von Wasser
erhitzt wird.
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Ein
entsprechendes Gerät
ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Heizsystem vorgesehen ist, welches
das zu erhitzende Wasser im wesentlichen nur bei der Entnahme von
Wasser erhitzt.
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Aufgrund
dieser Ausgestaltung wird ein Verfahren zum Betrieb eines Gerätes zur
Erzeugung von heißem
Wasser, insbes. eines Espresso-, Kaffee-, Teeautomaten o. dgl. bzw.
ein entsprechendes Gerät geschaffen,
bei dem bei Bedarf praktisch sofort heißes Wasser zur Verfügung steht,
ohne dass dies vorgehalten werden muss und dadurch zu einem erhöhten Energieverbrauch
führt,
da insbes. kein Stand-By-Strom zum Warmhalten des Wassers mehr benötigt wird.
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Die
Unteransprüche
beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der
Erfindung.
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Besonders
einfach lässt
sich das erfindungsgemäße Verfahren
dadurch weiterbilden, dass das Wasser in einem Heizsystem erhitzt
wird, das im wesentlichen nur dann arbeitet, wenn Wasser aus dem Gerät entnommen
wird. Das Heizsystem wird praktisch erst angeschaltet, wenn der
Konsument heißes Wasser
aus dem Gerät
entnimmt. Daher verbraucht das erfindungsgemäße Verfahren bzw. das nach
diesem Verfahren arbeitende Gerät
in der übrigen
Zeit keine Energie.
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Bei
einem Gerät
zur Durchführung
des Verfahrens weist das Heizsystem vorteilhafterweise einen Boiler
auf. Alternativ kann das Heizsystem auch einen Durchlauferhitzer
aufweisen.
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Besonders
einfach lässt
sich das Heizsystem realisieren, wenn es nach einer bevorzugten Ausgestaltung
aus einem Rohr und einem darin verlaufenden Heizleiter besteht.
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Das
Rohr kann vorteilhafterweise als Edelstahlrohr ausgebildet sein.
Somit lassen sich auch die lebensmitteltechnischen Vorschriften
in einfacher Weise erfüllen.
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Das
Rohr kann weiterhin auch von einem Aluminium-Strangpressprofil gebildet
sein und somit kostengünstig
hergestellt werden.
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Für eine gute
Wärmeleitung
ist das Rohr nach einer bevorzugten Weiterbildung mit vorzugsweise
sternförmig
angeordneten Rippen versehen.
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Wenn
das Rohr als Aluminium-Strangpressprofil ausgebildet ist, weist
dieses nach einer bevorzugten Weiterbildung eine zentrale Öffnung auf,
in welcher der Heizleiter angeordnet ist. Somit werden einerseits
ein einfacher Aufbau und andererseits eine gute Energieausbeute
beim Erhitzen des Wassers gewährleistet.
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Damit
das Aluminium-Strangpressprofil auch in lebensmitteltechnischer
Hinsicht unbedenklich ist, ist das Aluminium-Strangpressprofil vorteilhafterweise
auf seiner Oberfläche
eloxiert und/oder gesealt.
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Das
Heizsystem ist nach einer bevorzugten Ausgestaltung derart dimensioniert,
dass es ein Volumen von ca. 200 ml hat und diese 200 ml bei einer Leistung
von 2500-3000 Watt in max. 30 sec auf ca. 90° aufheizen kann.
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Um
das Bauvolumen des gesamten Gerätes möglichst
gering zu halten, ist das Heizsystem unterhalb des Behälters für das zu
erhitzende Wasser angeordnet. Alternativ kann das Heizsystem auch
unmittelbar vor einem Auslass für
das heiße
Wasser angeordnet sein.
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Damit
das Heizsystem nicht überhitzen
und nur dann in Betrieb genommen werden kann, wenn ausreichend Wasser
in dem Behälter
vorhanden ist, ist nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Behälter für das zu
erhitzende Wasser mit einem Schwimmer versehen, welcher mit einem
Reed-Schalter zusammenarbeitet. Dieser Reed-Schalter erlaubt eine Funktion
nur bei einem ausreichend hohen Wasserstand in dem Behälter für das zu
erhitzende Wasser.
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Weiterhin
ist nach einer vorteilhaften Weiterbildung zwischen dem Behälter für das zu
erhitzende Wasser und dem Heizsystem eine Pumpe angeordnet, die
sich vorzugsweise ebenfalls unterhalb des Behälters für das zu erhitzende Wasser
befindet.
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Nach
einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein vorzugsweise mit dem Reed-Schalter zusammenwirkendes
Relais vorgesehen, welches eine Funktion der Pumpe und/oder des
Heizsystems nur bei einem ausreichenden Wasservorrat in dem Behälter erlaubt.
Dadurch können
Schäden
an der Pumpe und/oder dem Heizsystem bei Leerlauf vermieden werden.
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Weiter
kann vorteilhafterweise ein beheizter, vorzugsweise als Bimetallschalter
ausgebildeter Thermoschalter vorgesehen sein, der bei Überhitzung
das Heizsystem abschaltet. Dies dient einer Erhöhung der Betriebssicherheit.
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Der
Thermoschalter kann so ausgelegt sein, dass er eine gewisse Vorheizung
des in dem Heizsystem befindlichen Wassers bewirkt. Dadurch kann die
Zeit, bis heißes
Wasser zu Verfügung
steht, noch weiter verkürzt
werden.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung kann zwischen dem Behälter für das zu
erhitzende Wasser und dem Heizsystem ein Rückschlagventil vorgesehen sein,
um einen Rückfluss
von heißem
Wasser in den Behälter
zu verhindern.
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Weiterhin
kann zwischen dem Heizsystem und dem Auslass für das heiße Wasser ein Entlüftungsventil
vorgesehen sein.
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Das
erfindungsgemäße Gerät kann nach
einer vorteilhaften Weiterbildung so ausgelegt sein, dass es gänzlich ohne
Elektronik auskommt. In diesem Fall erfolgt der gesamte Prozessablauf
in dem Gerät
ausschließlich über eine
elektrische Steuerung.
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Alternativ
kann das erfindungsgemäße Gerät natürlich auch
elektronisch gesteuert werden. In diesem Fall erfolgt der Prozessablauf
in dem Gerät über einen
elektronischen Regelkreis.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Gerätes,
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2 ein
Schaltbild des Prozessablaufes in dem erfindungsgemäßen Gerät mit Hilfe
einer elektrischen Steuerung, und
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3 ein
Schaltbild des Prozessablaufes in dem erfindungsgemäßen Gerät mit Hilfe
eines elektronischen Regelkreises.
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In 1 ist
eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Gerätes zur Erzeugung von heißem Wasser
an Hand eines Espressoautomaten dargestellt. Dabei wurden Details,
die speziell mit der Erzeugung des jeweiligen Getränks zu tun
haben, wie ein Aufnahmebehälter
für das
Kaffeepulver oder den Instantbeutel, der Übersichtlichkeit halber weggelassen.
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Man
erkennt im linken Bereich der 1 einen
Behälter 1 für das zu
erhitzende Wasser, der ein Fassungsvermögen von beispielsweise ca.
1,5-2 l haben kann. Rechts daneben ist ein Auslass 2 für heißes Wasser
oder für
das fertige Getränk
vorgesehen. Im Bereich des Auslasses 2 ist weiterhin ein Ein-/Aus-Schalter 3 vorgesehen,
der jedoch auch an einer beliebigen anderen und ergonomisch günstigen Stelle
angeordnet sein kann.
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Unterhalb
des Behälters 1 für das erhitzende Wasser
ist eine Pumpe 4 und ein Heizsystem 5 angeordnet.
Alternativ kann das Heizsystem 5 auch unmittelbar vor dem
Auslass 2 angeordnet sein (nicht dargestellt).
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Das
Heizsystem 5 kann als Boiler oder als Durchlauferhitzer
ausgelegt sein. Das Heizsystem 5 kann aus einem vorzugsweise
als Edelstahlrohr ausgebildeten Rohr und einem darin verlaufenden
Heizleiter bestehen. Das Rohr kann auch als Aluminium-Strangpressprofil
bestehen und vorzugsweise sternförmig
angeordnete Rippen aufweisen. In dem Aluminium-Strangpressprofil
kann eine zentrale Öffnung
vorgesehen sein, in welcher der Heizleiter angeordnet ist. Das Aluminium-Strangpressprofil
kann auf seiner Oberfläche
eloxiert und/oder gesealt sein.
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Vorzugsweise
ist das Heizsystem 5 so ausgelegt sein, dass es ein Volumen
von ca. 200 ml aufweist und diese 200 ml bei einer Leistung von
ca. 2500-3000 Watt
in max. 30 sec auf ca. 90° aufheizt.
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An
dem Behälter 1 für das zu
erhitzende Wasser ist ein Schwimmer 6 angeordnet, welcher
mit einem Reed-Schalter 7 zusammenarbeitet. Dieser Reed-Schalter 7 wirkt
mit einem Relais 8 zusammen, welches eine Funktion der
Pumpe 4 und/oder des Heizsystems 5 nur bei einem
ausreichenden Wasservorrat in dem Behälter 1 erlaubt.
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Weiterhin
ist ein beheizter, vorzugsweise als Bimetallschalter ausgebildeter
Thermoschalter 9 vorgesehen, der bei Überhitzung das Heizsystem 5 abschaltet.
Dieser Thermoschalter 9 kann auch dazu verwendet werden,
eine gewisse Vorheizung des in dem Heizsystem 5 befindlichen
Wassers zu gewährleisten.
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Zwischen
dem Behälter 1 für das zu
erhitzende Wasser und dem Heizsystem 5 ist außerdem noch ein
Rückschlagventil 10 und
zwischen dem Auslass 2 und dem Heizsystem 5 ein
Entlüftungsventil 11 vorgesehen.
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Das
erfindungsgemäße Gerät arbeitet
wie folgt:
Wenn der Konsument den Ein-/Aus-Schalter 3 betätigt, wird
das Heizsystem 5 mit Strom versorgt. Gleichzeitig pumpt
die Pumpe 4 Wasser aus dem Behälter 1 durch das Heizsystem 5,
welches dabei auf die erforderliche Temperatur von z. B. 90° erhitzt wird.
Von dem Heizsystem 5 gelangt das heiße Wasser dann zum Auslass 2,
wo es z. B. in eine Tasse fließt.
Das Heizsystem 5 arbeitet gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
im wesentlichen nur, wenn auch Wasser aus dem Gerät entnommen
wird. In der übrigen
Zeit ist das Heizsystem 5 nicht in Betrieb und verbraucht
somit auch keine Energie.
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Das
erfindungsgemäße Gerät kann nach
einer Ausführungsvariante
gänzlich
ohne eine elektronische Regelung auskommen. In diesem Fall wird der
gesamte Prozessablauf über
eine elektrische Steuerung gesteuert. Ein entsprechendes Schaltbild ist
in 2 dargestellt. Dabei überwacht der Schwimmer 6 in
Verbindung mit dem Reed-Schalter 7 und dem Relais 8 die
Pumpe 4 und/oder das Heizsystem 6. Ein Rückfluss
des erhitzten Wassers in den Behälter 1 wird
durch das Rückschlagventil 10 verhindert. Diese
Schaltung gewährleistet,
dass die Pumpe 4 und/oder das Heizsystem 5 nur
bei ausreichendem Wasser im Behälter 1 arbeiten.
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Nach
einer alternativen Ausgestaltung kann das erfindungsgemäße Gerät auch mit
einem elektronischen Regelkreis versehen sein. Ein entsprechendes
Schaltbild ist in 3 dargestellt. Dabei überwacht
eine Elektronik 12 des Prozessablauf und regelt die Pumpe 4 und/oder
das Heizsystem 5 in Abhängig
des Schwimmers 6.
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Die
vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur
zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der
Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen
und Modifikationen möglich,
ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.
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- 1
- Behälter für zu erhitzendes
Wasser
- 2
- Auslass
- 3
- Ein-/Aus-Schalter
- 4
- Pumpe
- 5
- Heizsystem
- 6
- Schwimmer
- 7
- Reed-Schalter
- 8
- Relais
- 9
- Thermoschalter
- 10
- Rückschlagventil
- 11
- Entlüftungsventil
- 12
- Elektronik