DE102018004502A1

DE102018004502A1 - Schankanlagensteuerungsmodul sowie Verfahren zum Betreiben eines Schankanlagensteuerungsmoduls

Info

Publication number: DE102018004502A1
Application number: DE102018004502.2A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-06-07
Filing date: 2018-06-07
Publication date: 2019-12-12
Also published as: EP3578505B1; EP3578505A1

Abstract

Ein Schankanlagensteuerungsmodul weist eine Pumpe und eine Leitung auf, an der ein Strömungsmessgerät angeordnet ist. Das Strömungsmessgerät steht als Messeinrichtung und die Pumpe steht als Stelleinrichtung mit einer Steuereinheit in Verbindung.Dies ermöglicht es, die Pumpe in Abhängigkeit von der in der Leitung gemessenen Strömung zu steuern.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schankanlagensteuerungsmodul mit einer Pumpe und einer Leitung, an der ein Strömungsmessgerät angeordnet ist, und ein Verfahren zum Betreiben eines Schankanlagensteuerungsmoduls.
Insbesondere zum Zapfen von Getränken ist es bekannt, dass auf einem Vorratsbehälter ein konstanter Druck eingestellt wird, mit dem das Getränk vom Vorratsbehälter zu einem Zapfhahn gefördert wird. Sofern der Zapfhahn deutlich höher angeordnet ist als der Vorratsbehälter oder eine längere Leitung vorhanden ist, muss der Druck auf dem Vorratsbehälter soweit gesteigert werden, dass das Getränk gut gefördert werden kann. Bei der Verwendung von Kohlensäure als Fördergas führt dies häufig dazu, dass das Getränk im Vorratsbehälter aufkarbonisiert.
Es wurde daher vorgeschlagen, zwischen Vorratsbehälter und Zapfhahn eine Pumpe einzusetzen, die das Getränk fördert. Dadurch kann der Kohlensäuredruck auf dem Behältnis reduziert werden.
Als Pumpe hat sich eine pneumatische Membranpumpe bewährt, die mit einem konstanten pneumatischen Druck verbunden ist und somit einen bestimmten Druck in der Leitung zwischen der Pumpe und dem Zapfhahn aufrechterhält.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Schankanlage durch ein Schankanlagensteuerungsmodul weiterzuentwickeln und ein Verfahren zum Betreiben eines Schankanlagensteuerungsmoduls vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird mit einem gattungsgemäßen Schankanlagensteuerungsmodul gelöst, bei dem das Strömungsmessgerät als Messeinrichtung und die Pumpe als Stelleinrichtung mit einer Steuereinheit in Verbindung stehen.
Dies ermöglicht es, in Abhängigkeit von der Strömung in der Leitung, die Leistung der Pumpe und beim Einsatz einer pneumatischen Membranpumpe mittels eines Druckregelventils den Pumpendruck zu variieren.
Während bekannte Schankanlagensteuerungsmodule den Druck in der Leitung zwischen Pumpe und Zapfhahn konstant halten, ermöglicht das erfindungsgemäße Schankanlagensteuerungsmodul die Leistung der Pumpe bzw. den Druck an der Membranpumpe nach einer Vorgabe zu steuern und in Abhängigkeit von der Strömung in der Leitung die Leistung der Pumpe zu variieren. Über die Steuerung und vorzugsweise über die Regelung der Leistung an der Pumpe bzw. des Drucks an einer pneumatischen Membranpumpe wird der Durchfluss pro Zeiteinheit bestimmt.
Dies ermöglicht es in Zeiten, in denen nicht gezapft wird und somit keine Strömung in der Leitung vorliegt, den Druck in der Leitung zu reduzieren und in Zeiten, in denen eine Flüssigkeit durch die Leitung strömt, den Druck in der Leitung zu erhöhen. Da der Leitungswiderstand bei einer erhöhten Strömungsgeschwindigkeit in der Leitung stark ansteigt (der Widerstand steigt mit dem Quadrat der Geschwindigkeit), sollte bei einer erhöhten Strömungsgeschwindigkeit auch die Leistung der Pumpe erhöht werden.
Vorteilhaft ist es, wenn das Strömungsmessgerät das in der Leitung strömende Volumen über der Zeit misst. Alternativ oder kumulativ kann vorgesehen sein, dass das Strömungsmessgerät den Druck in der Leitung über der Zeit misst.
Für das Schankanlagensteuerungsmodul kann jede Pumpe eingesetzt werden. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Pumpe eine pneumatische Pumpe, insbesondere eine pneumatische Membranpumpe, ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das Schankanlagensteuerungsmodul ein Zapf- und Bedienpanel aufweist, das mit der Steuereinheit für die Pumpe so verbunden ist, dass an ihm die Leistung der Pumpe manuell eingestellt werden kann. Dies ermöglicht es, am Zapfhahn die Leistung der Pumpe zu erhöhen, wenn der Volumenstrom zu gering ist. Beispielsweise bei einer Verstellung eines Kompensators an einem Zapfhahn kann darauf abgestimmt auch die Leistung der Pumpe variiert werden. Insbesondere auch wenn kein Kompensatorhahn verwendet wird, kann man mit der Veränderung der Pumpenleistung für optimales Zapfen sorgen. Dadurch können der Druck und der Durchfluss optimal an den CO₂-Sättigungsdruck, die Höhendifferenz, die Leitungslänge und den Leitungsdurchmesser angepasst werden.
Es ist bekannt, in Abhängigkeit von der Temperatur im Raum, in dem der Behälter steht, mit einer Gasdruckeinheit einen speziellen Gasdruck im Behälter einzustellen, der eine Kohlensäureentbindung verhindert und/oder dazu dient, Flüssigkeit aus dem Behälter herauszudrücken. Dieser Gasdruck wird in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur variiert.
Wenn ein derartiges Schankanlagensteuerungsmodul einen Behälter, der mit der Leitung in Verbindung steht, eine Gasdruckeinheit, die einen Gasdruck im Behälter einstellt, und eine Temperaturmesseinrichtung aufweist, die an der Leitung angeordnet ist und mit der Steuereinheit in Verbindung steht, kann der Gasdruck in Abhängigkeit von einer an der Temperaturmesseinrichtung gemessenen Temperatur gesteuert werden.
Wenn man den CO₂-Gehalt (Gramm pro Liter) des Getränkes kennt und dieser in der Steuereinheit hinterlegt ist, kann der Gasdruck sogar geregelt werden. Dabei sollten nur diejenigen Messwerte verwendet werden, die die Temperatur während einer Strömung in der Leitung angeben. Somit wird nur diejenige Temperatur als Stellgröße verwendet, die der Temperatur der Flüssigkeit im Behälter entspricht.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Gasdruckeinheit eine über die Steuereinheit geregelte Kohlendioxidversorgung aufweist.
Um während der Befüllung eines Glases beispielsweise das Glas zunächst mit einem geringen Volumenstrom zu befüllen und anschließend mit einem höheren Volumenstrom und kurz vor Ende der Befüllung wieder mit einem geringeren Volumenstrom zu befüllen, wird vorgeschlagen, dass das Schankanlagensteuerungsmodul eine Volumeneingabeeinrichtung aufweist, die mit der Steuereinheit in Verbindung steht, damit die Pumpe in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem mit dem Strömungsmessgerät gemessenen Volumenstrom und dem an der Volumeneingabeeinrichtung angegebenen Volumenstrom gesteuert werden kann.
Als Widerstand zur Reduzierung des Druckes zwischen Behälter und Zapfhahn und insbesondere zwischen Pumpe und Zapfhahn können eine Getränkeleitung mit geringerem Durchmesser, eine Wendel, ein verstellbarer Kompensator oder eine spezielle Höhe zwischen dem Behälter und dem Zapfhahn dienen.
Durch die Pumpenregelung kann der Volumenstrom an der Pumpe geregelt werden. Die bestehende Verbraucherkennlinie (Höhe, Leitungslänge und Querschnitt) bleibt unverändert. Ohne Pumpe müsste man den Widerstand (Länge der Stauleitung oder Länge der Rohrwendel oder die Kompensatorstellung) verändern.
Während bekannte Verfahren zum Betreiben von Schankanlagen darauf ausgelegt sind, den Druck in der Leitung zwischen Pumpe und Zapfhahn konstant zu halten, sieht das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Schankanlagensteuerungsmoduls mit einer Pumpe, die über einer Leitung mit einem Zapfhahn in Verbindung steht, vor, dass die Leistung der Pumpe derart geregelt wird, dass damit der Druck in der Leitung variiert wird. Dies ermöglicht es, über die Variation des Drucks in der Leitung den Volumenstrom in der Leitung zu steuern und mit unterschiedlichen Volumenströmen zu zapfen, die sich nicht aufgrund der Gegebenheiten einstellen, sondern gesteuert vorgegeben werden. Dies ermöglicht es auch, mit einer Regelung dafür zu sorgen, dass am geschlossenen Zapfhahn immer nur ein definierter Druck wie beispielsweise ein notwendiger Minimaldruck ansteht.
Ein weiterer Aspekt eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Schankanlagensteuerungsmoduls mit einem Behälter, der über eine Leitung mit einem Zapfhahn in Verbindung steht, einer Gasdruckeinheit, die einen Gasdruck im Behälter einstellt und einer Temperaturmesseinrichtung, die in der Leitung angeordnet ist und mit der Steuereinheit in Verbindung steht, sieht vor, dass die Gasdruckeinheit in Abhängigkeit von einer Temperatur gesteuert wird, die während einer Strömung in der Leitung gemessen wird. Dies ermöglicht es, nur dann die Temperatur in der Leitung zu messen, die für die Steuerung der Gasdruckeinheit benötigt wird, wenn in der Leitung eine Strömung vorliegt. Dabei kann auch in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit oder mit einer Zeitverzögerung die Temperatur gemessen werden, um die Temperatur der Flüssigkeit im Behälter nur dann zu messen, wenn eine Strömung in der Leitung vorliegt.
Es gibt auch Konfigurationen, bei denen ein Behälter in einem warmen Umfeld lagert und nach der Pumpe ein Durchlaufkühler eingebaut ist. Dann vermindert sich die Temperatur der geförderten Flüssigkeit im Durchlaufkühler, was dazu führt, dass der Sättigungsdruck nach dem Durchlaufkühler niedriger ist. In dieser Konfiguration ist es sinnvoll, zwischen dem Durchlaufkühler und dem Zapfhahn einen Temperatursensor einzubauen, um auf der Grundlage der damit gemessenen Temperatur entsprechend dem dort vorliegenden CO₂-Sättigungsdruck den Pumpendruck einzustellen.
Ist nach einem Behälterwechsel ein CO₂-haltiges Getränk in einem neu angeschlossen Behälter wärmer, so steigt der notwendige CO₂-Sättigungsdruck. Die Regeleinheit, die den Pumpendruck in Abhängigkeit von der Temperatur einstellt, erhöht somit den Kopfdruck im Behälter. Da sich an der Verbraucherkennlinie nichts ändert (selbe Höhe, Leitungslänge, Leitungsdurchmesser, Volumenstrom) kann somit der pneumatische Pumpendruck über die Schankanlagensteuereinheit automatisch verändert werden.
Ein Ausführungsbeispiel eines Schankanlagensteuerungsmoduls für eine manuelle Schankanlage und ein Ausführungsbeispiel eines Schankanlagensteuerungsmoduls für eine Computerschankanlage sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigt

1 schematisch ein Schankanlagensteuerungsmodul als Teil einer manuellen Schankanlage und
2 schematisch ein Schankanlagensteuerungsmodul als Teil einer Computerschankanlage.

Das in der 1 gezeigte Schankanlagensteuerungsmodul 1 weist eine Pumpe 2 und eine Leitung 3 auf, an der als Strömungsmessgerät 4 ein Flowmeter angeordnet ist. Das Strömungsmessgerät 4 bildet somit eine Messeinrichtung, die über die Leitung 5 mit der Steuereinheit 6 in Verbindung steht. Die Pumpe 2 dient als Stelleinrichtung, die über die Leitung 7 mit einer Druckluftversorgung 8 in Verbindung steht. Diese Druckluftversorgung ist über die Leitung 9 mit einer Druckluftquelle verbunden und über die Leitung 10 wird ein Steuersignal von der Steuereinheit 6 auf die Drucklufteinrichtung 8 übertragen, um die Leistung der Pumpe 2 zu steuern. Im vorliegenden Fall ist die Pumpe 2 eine pneumatische Membranpumpe, deren Leistung über den mittels der Steuereinheit 6 und der Drucklufteinheit 8 über den an der Pumpe 2 anliegenden Druck gesteuert wird. Als Eingangssignal für die Steuereinheit 6 dient das mit dem Flowmeter gemessene Signal, das dem in der Leitung 3 strömenden Volumen über der Zeit entspricht.
In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel wird anstelle des Flowmeters als Strömungsmessgerät 4 ein Druckmessgerät verwendet, das den Druck in der Leitung über der Zeit misst.
Ein Behälter 11 ist im vorliegenden Fall mit einem kohlensäurehaltigen Getränk 12 gefüllt und der Behälter 11 steht über ein Kegventil 13 mit der Pumpe 2 in Verbindung, um aus dem Behälter 11 kohlensäurehaltige Flüssigkeit 12 mittels der Pumpe 2 über das Strömungsmessgerät 4 zum Zapfhahn 14 zu fördern. Das Kegventil 13 steht über eine Leitung 15 mit der Gasdruckeinheit 16 in Verbindung, die über die Leitung 17 mit einer Gasversorgung, wie im vorliegenden Fall mit einer Kohlendioxidquelle, in Verbindung steht. Eine Steuerleitung 18 verbindet die Gasdruckeinheit 16 mit der Steuereinheit 6.
In der Leitung 3 ist zwischen der Pumpe 2 und dem Kegventil 13 eine Temperaturmesseinrichtung 19 angeordnet, die über eine Signalleitung 20 ein der gemessenen Temperatur entsprechendes Signal an die Steuereinheit 6 weitergibt.
Dies ermöglicht es, den Gasdruck 21 im Behälter 11 mittels der Gasdruckeinheit 16 entsprechend durch die Steuereinheit 6 vorgegebenen Werten einzustellen. Diese von der Steuereinheit 6 über die Leitung 18 weitergegebenen Werte werden durch die an der Temperaturmesseinrichtung 19 gemessenen Werte bestimmt. Dies ermöglicht eine Steuerung über einmalig gemessene Werte und auch eine Regelung entsprechend weiterer an die Steuereinheit 6 gemeldeter Daten.
Beim Betreiben dieses Schankanlagensteuerungsmoduls 1 kann die Leistung der Pumpe 2 über die Steuereinheit 6 entsprechend dem mit dem Strömungsmessgerät 4 gemessenen Volumenstrom oder einem in der Leitung 3 gemessenen Druck zwischen der Pumpe 2 und dem Zapfhahn 14 gesteuert werden. Während des Zapfbetriebs kann die Leistung der Pumpe 2 bzw. der an der pneumatischen Membranpumpe anliegende Druck auch entsprechend der am Strömungsmessgerät 4 gemessenen Strömung geregelt werden.
Der Gasdruck 21 im Behälter 11 kann über die Gasdruckeinheit 16 in Abhängigkeit von einer mit der Temperaturmesseinrichtung 19 gemessenen Temperatur eingestellt werden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn nur Temperaturwerte verwendet werden, die während einer Strömung in der Leitung 3 gemessen werden. Werte zur Strömung in der Leitung 3 werden vom Strömungsmessgerät 4 erfasst und über die Leitung 5 an die Steuereinheit weitergegeben, sodass die Steuereinheit in der Lage ist, nur Temperaturen zu verwerten, die während einer Strömung in der Leitung 3 gemessen wurden.
In der 2 werden für die den in der 1 entsprechenden Einheiten dieselben Bezugsziffern verwendet.
Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel dienen zwei Leitungen 30, 31 dazu, über eine Stelleinrichtung 32 den Zapfhahn 14 zu steuern. Über ein Bedienpanel 33 mit Tasten 34, 35 und 36 (nur exemplarisch beziffert) können Signale über Leitungen 37 bis 39 an die Steuereinheit weitergegeben werden, um beispielsweise anzugeben, welches Volumen von welchem Getränk gewünscht ist. Über ein Stellrad 40 kann darüber hinaus die Leistung der Pumpe 2 manuell variiert werden.
Bevorzugt ist jedoch eine Betriebsweise, bei der entsprechend der an der Temperaturmesseinrichtung 19 gemessenen Temperatur mit der Gasdruckeinheit der Druck im Behälter 11 eingestellt wird. Entsprechend dem mit dem Strömungsmessgerät 4 in der Leitung 3 gemessenen Volumenstrom wird die Leistung der Pumpe 2 bzw. der an der Membranpumpe anliegende Gasdruck eingestellt oder geregelt. Die Tasten 34, 35 und 36 ermöglichen es, entsprechend einem vorgegebenen Algorithmus für bestimmte benötige Volumina am Zapfhahn 14 einen an- und abschwellenden Volumenstrom am Zapfhahn bereitzustellen, der das Zapfen erleichtert.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn an der Volumeneingabeeinrichtung 33 ein spezielles Volumen vorgegeben wird und die Pumpe 2 in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem mit dem Volumenstromessgerät 4 gemessenen Volumenstrom und dem an der Volumeneingabeeinrichtung 33 eingegebenen Volumen gesteuert wird.

Claims

Schankanlagensteuerungsmodul (1)mit einer Pumpe (2) und einer Leitung (3), an der ein Strömungsmessgerät (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungsmessgerät (4) als Messeinrichtung und die Pumpe (2) als Stelleinrichtung mit einer Steuereinheit (6) in Verbindung stehen.
Schankanlagensteuerungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungsmessgerät (4) das in der Leitung (3) strömende Volumen über der Zeit misst.
Schankanlagensteuerungsmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungsmessgerät (4) den Druck in der Leitung (3) über der Zeit misst.
Schankanlagensteuerungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (2) eine pneumatische Pumpe ist.
Schankanlagensteuerungsmodul, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Zapf- und Bedienpanel (33) aufweist, das mit der Steuereinheit (6) für die Pumpe (2) so verbunden ist, dass an ihm die Leistung der Pumpe (2) manuell eingestellt werden kann.
Schankanlagensteuerungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Behälter (11), der mit der Leitung (3) in Verbindung steht, eine Gasdruckeinheit (16), die einen Gasdruck (21) im Behälter (11) einstellt, und eine Temperaturmesseinrichtung (19) aufweist, die an der Leitung (3) angeordnet ist und mit der Steuereinheit (6) in Verbindung steht, damit die Gasdruckeinheit (16) in Abhängigkeit von einer an der Temperaturmesseinrichtung (19) gemessenen Temperatur gesteuert werden kann, die während einer Strömung gemessenen wird.
Schankanlagensteuerungsmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasdruckeinheit (16) eine über die Steuereinheit (6) geregelte Kohlendioxidversorgung aufweist.
Schankanlagensteuerungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Volumeneingabeeinrichtung (33) aufweist, die mit der Steuereinheit (6) in Verbindung steht, damit die Pumpe (2) in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem mit dem Strömungsmessgerät (4) gemessenem Volumenstrom und dem an der Volumeneingabeeinrichtung (33) eingegebenen Volumen gesteuert werden kann.
Verfahren zum Betreiben eines Schankanlagensteuerungsmoduls (1) mit einer Pumpe (2), die über eine Leitung (3) mit einem Zapfhahn (14) in Verbindung steht, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung der Pumpe (2) derart gesteuert wird, dass damit der Druck in der Leitung (3) variiert wird.
Verfahren zum Betreiben eines Schankanlagensteuerungsmoduls (1) mit einen Behälter (11), der über eine Leitung (3) mit einem Zapfhahn (14) in Verbindung steht, einer Gasdruckeinheit (16), die einen Gasdruck (21) im Behälter (11) einstellt, und einer Temperaturmesseinrichtung (19), die an der Leitung (3) angeordnet ist und mit der Steuereinheit (6) in Verbindung steht, insbesondere nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasdruckeinheit (16) in Abhängigkeit von einer Temperatur gesteuert wird, die während einer Strömung in der Leitung (3) mit der Temperaturmesseinrichtung (19) gemessenen wird.