EP2393749A1 - Energieeffiziente getränkeabgabeeinrichtung und verfahren zur energieeffizienten getränkabgabe - Google Patents

Energieeffiziente getränkeabgabeeinrichtung und verfahren zur energieeffizienten getränkabgabe

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EP2393749A1
EP2393749A1 EP10710183A EP10710183A EP2393749A1 EP 2393749 A1 EP2393749 A1 EP 2393749A1 EP 10710183 A EP10710183 A EP 10710183A EP 10710183 A EP10710183 A EP 10710183A EP 2393749 A1 EP2393749 A1 EP 2393749A1
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EP
European Patent Office
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heat
beverage
dispensing device
capacity
beverage dispensing
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Gero C. Langenberg
Steen Andersen
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Danfoss AS
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Danfoss AS
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Application granted granted Critical
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    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D1/00—Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
    • B67D1/08—Details
    • B67D1/0857—Cooling arrangements
    • B67D1/0858—Cooling arrangements using compression systems
    • B67D1/0861—Cooling arrangements using compression systems the evaporator acting through an intermediate heat transfer means
    • B67D1/0864—Cooling arrangements using compression systems the evaporator acting through an intermediate heat transfer means in the form of a cooling bath
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B67D1/00—Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
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    • B67D1/0878—Safety, warning or controlling devices
    • B67D1/0882—Devices for controlling the dispensing conditions
    • B67D1/0884—Means for controlling the parameters of the state of the liquid to be dispensed, e.g. temperature, pressure
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    • B67D1/0888—Means comprising electronic circuitry (e.g. control panels, switching or controlling means)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D31/00—Other cooling or freezing apparatus
    • F25D31/002—Liquid coolers, e.g. beverage cooler
    • F25D31/003—Liquid coolers, e.g. beverage cooler with immersed cooling element

Definitions

  • the invention relates to a beverage dispensing device for a beverage with a heat exchanger, which is in operative connection with a heat transfer medium, in particular water, and has a control unit.
  • the invention relates to a method for controlling a beverage dispensing device for a beverage with a heat exchanger, which is in operative connection with a heat transfer medium, in particular water, and has a control unit.
  • the beverage dispensing device has a cooling coil, a circulation device and a cooling water tank.
  • a sensor measures the ice thickness of a layer of ice that absorbs the heat of the drink.
  • the cooling performance of the beverage dispensing device is driven up or down.
  • the cooling capacity will be adjusted depending on the previous beverage tax, since it is assumed that the previous beverage tax will be similar to that of the near future.
  • Adjusting the cooling capacity as a function of the ice thickness has the following advantage over a device which constantly supplies the same cooling capacity. This reduces the problem that the beverage leaves the dispenser too hot or too hot. In addition, it prevents the cooling water tank completely iced up, which could lead to damage to the tank. Above all, you also save energy.
  • the object of the invention is to reduce energy consumption in a beverage dispensing device.
  • Heat carrier at least one unit controls and regulates the desired heat capacity.
  • the beverage flow is an ideal indicator for the beverage delivery, because it measures directly and immediately. In practice, however, the skilled person will be particularly interested in the consumption of the beverage dispenser. Consumption represents the accumulated flow over a certain period of time. For example, the consumption can be the number of glasses tapped per hour.
  • the control unit can control the unit taking into account the beverage flow rate and the heat capacity. By controlling the heat capacity of the heat carrier, the following effect is achieved: the heat / cold reservoir, which is the
  • Heat transfer fluid is available for heat exchange changes. You can use as a heat carrier, for example, water.
  • the heat absorption capacity of water already changes by cooling part of the water to ice.
  • the ice content of the water acts in the beverage dispenser as a cold / heat reservoir: If you cool the drink by heat exchange with the partially frozen water, so is a Melt part of the ice. With a high flow / consumption you need a lot of stock ice, but little with a low one.
  • a desired heat capacity for example by adjusting the thickness of the ice, one has a sufficient cold / heat reservoir and at the same time can minimize energy consumption ,
  • At least one unit is designed as a display, in particular as a lamp.
  • a display may indicate to an operator the current status of the beverage delivery.
  • an electric light indicator or a lamp can be used.
  • this display can also be switched on and off continuously, i. be dimmed.
  • all components of the beverage dispensing device are conceivable, in particular also a compressor. But there are also external aggregates conceivable.
  • At least one unit is designed as a circulation device.
  • the circulating device which is arranged inside the container of the beverage dispensing device, serves to circulate the heat carrier and thus ensures a uniform temperature distribution within the beverage dispensing device. It can the Circulating also serve to control the amount of heat that is withdrawn from the drink, and thus to influence the output temperature of the drink.
  • another heat exchanger is in operative connection with the heat transfer medium.
  • the heat carrier itself can be cooled.
  • supply and discharge lines can be provided, which carry away the heat of the heat carrier.
  • a solids content of the heat carrier in particular ice, is arranged on a further heat exchanger.
  • the further heat exchanger removes the heat of the heat carrier, then forms
  • Solid content first on a surface of the heat carrier In the case of water, therefore, an ice layer will form on the surface of the heat exchanger.
  • This ice layer represents a cold reservoir, since it requires, for example, for the conversion of 0 ° cold ice into 0 ° cold water 333 kJ / kg.
  • the heat absorption capacity of the water is increased.
  • a heat receiving capacity sensor measures a thickness of a solid portion of the heat carrier, in particular an ice thickness.
  • the heat-absorption capacity of water can be measured, for example, by that the ice content and the water content and their respective temperature are measured.
  • a heat-absorbing capacity sensor is designed as at least one ultrasonic sensor, or as at least one conductivity sensor, or as at least one pressure sensor, or as at least one laser sensor or as at least one thermal sensor in the beverage dispensing device or as a combination of said sensors to measure the heat-absorbing capacity.
  • a heat absorption measurement can be carried out with the aid of one of the above-mentioned sensors. But it is also conceivable, for example, that one attaches a whole field of heat sensors, so that part of the heat sensors of ice and a part of water is surrounded. Due to the ratio of heat sensors, which are in the ice or not in the ice, so on the heat capacity can be closed.
  • the heat carrier is designed as a coolant.
  • water or glycol / water offer themselves as a coolant.
  • the above object is achieved by a method of the type mentioned in that at least one unit in response to a beverage flow and an actual heat capacity of the heat carrier is controlled and the target heat capacity is controlled.
  • the control unit knowing the beverage flow and the heat capacity, can control the device so that energy consumption and cooling performance are optimal. For this, on the one hand, the warm-up capacity has to be adjusted. An adaptation of the heat absorption capacity can take place, for example, by cooling or heating the heat exchanger.
  • an aggregate is regulated, which can be done for example via the control unit.
  • the aggregate to be controlled can be, for example, a compressor, a display and / or a circulating device. But also not belonging to the beverage dispenser unit is conceivable. To regulate in particular the attitude of the achievement and the running time is to be paid.
  • the aggregate is regulated so that at a low drink flow a low heat absorption capacity, in particular a low ice thickness, at a mean flow a medium heat absorption capacity, in particular a mean ice thickness, at a large flow a large heat absorption capacity, in particular a large ice thickness, he - is witnessed.
  • the heat exchanger must maintain a different heat reservoir at the same inlet temperature of the beverage in order to be able to reliably cool the drink to the same temperature. In order to save energy, it is therefore useful to set the heat absorption capacity, in particular the ice thickness, just so great that a sufficient cooling effect is achieved.
  • the heat absorption capability is controlled by changing a solid fraction, in particular an ice thickness fraction of the heat carrier, in particular water.
  • the heat absorption capacity of the heat carrier can be increased, for example, by increases the solids content. So you have to muster extra energy, for example, to bring ice into a liquid state.
  • the beverage flow or average beverage flow or weighted beverage flow over a period of time is determined to determine consumption, average consumption or weighted consumption.
  • the consumption is the size in relation to the flow, which interests the professional in particular. If no large fluctuations in consumption are to be expected, the formation of a simple average offers itself, in order to make a statement for the future consumption.
  • a weighting tends to weight the last consumption higher than the penultimate one, as the last consumption should be a good indicator of future consumption.
  • Fig. 2 shows the beverage flow as a function of time.
  • the heat transfer medium 4 may be a coolant, in particular water, air or a saline solution.
  • a supply line 13 the beverage 2 is passed into a heat exchanger 3.
  • the supply line 13 is connected to a reservoir, not shown here.
  • the beverage 2 is guided via a discharge line 14 to a dispensing valve (not shown).
  • the heat exchanger 3 is formed in a spiral shape. In this case, it surrounds a circulation device 6.
  • the circulation device 6, which may have, for example, a stirrer, ensures a homogeneous temperature distribution in the container 12.
  • Fig. 1 is indicated by two arrows, as the heat transfer medium 4 is moved by the circulating device 6.
  • the heat transfer medium 4 is not only connected to the heat exchanger 3 in connection, but in addition to a further heat exchanger 8.
  • the further heat exchanger 8 may be formed as a cooling device. In Fig. 1, the further heat exchanger is shown as a line spiral. On a contact surface of the further heat exchanger
  • the solids content 9 should never be 100% of the heat carrier 4, since otherwise damage to one of the components of the beverage dispenser could occur.
  • a heat capacity of the heat carrier 4 can be measured by a heat receiving ability sensor 10 become.
  • the heat-absorbing capacity sensor 10 can be designed as at least one ultrasonic sensor, or as at least one conductivity sensor, or as at least one pressure sensor, or as at least one laser sensor or as at least one heat sensor. In this case, the heat-absorbing capacity sensor 10 can measure the solids content 9 of the heat carrier 4.
  • thermal sensor not only a thermal sensor but also an entire array of thermal sensors can be provided.
  • a part of this field can be surrounded by the solid state portion 9, while a part of the field is in a non-solid part of the heat carrier. Due to the relative proportion of heat sensors, which are arranged in the solid content 9, one can thus determine the solids content 9.
  • a beverage flow sensor 11 is provided which is arranged in the inlet and outlet lines 13 and 14 in FIG.
  • beverage flow sensor 11 a plurality of sensors is conceivable. For example, with a heat sensor or a rotary wheel, beverage flow can be measured.
  • the size of the beverage flow and the heat capacity are then transmitted to a control unit 5.
  • the control unit 5 then controls an aggregate 6 or 7.
  • the aggregate 6 or 7 may be, for example, the circulation device 6 or a display 7.
  • the display may be, for example, a lamp or a complex electronic display panel. But it is also possible lent that the performance of the further heat exchanger 8 is changed by a flow in the other heat exchanger 8 is adjusted. But it is also conceivable a variety of other devices that are operated by the control unit in dependence on the beverage flow and the heat capacity. External devices that are in operative connection with the dispenser are conceivable.
  • the beverage 2 When the dispensing valve is opened, the beverage 2 is conveyed from the reservoir through the supply line 13, through the heat exchanger 3 and the discharge line 14 to the dispensing valve.
  • the beverage 2 is brought in the heat exchanger 3 to the desired temperature.
  • the heat exchanger 3 in turn is in the heat exchange in the heat transfer medium 4.
  • the heat absorption capacity of the heat transfer 4 is also determined by the temperature and the state of aggregation.
  • the desired heat absorption capacity is regulated by the control unit 5 controlling the further heat exchanger 8, and thus adjusting the temperature and the solids content 9 of the heat carrier 6.
  • the control unit 5 uses the size of the beverage flow rate and the heat absorption capacity and then controls the further heat exchanger 8. In this way energy can be saved in the beverage dispenser.
  • the control unit can also drive a variety of other devices to reduce their energy consumption.
  • the beverage flow A is shown as a function of time t. In a region I to II, the flow A is low and the control unit 5 controls the heat absorption capacity so that only a small solid fraction 9 is formed. In a range II to III, the beverage flow is medium, so that a medium-sized solid content is formed. In a range III to IV, the flow and the solids content is finally maximum. In the area that is after time IV, finally, the flow is again medium-sized and thus also the solids content. By adjusting the heat capacity, the power consumption can be reduced.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getränkeabgabeeinrichtung (1) für ein Getränk (2) mit einem Wärmetauscher (3), der mit einem Wärmeträger (4), insbesondere Wasser, in Wirkverbindung steht, und eine Steuereinheit (5) auf- weist. Der Energieverbrauch in der Getränkeabgabeeinrichtung soll gesenkt werden. Dazu ist vorgesehen, dass die Steuereinheit (5) in Abhängigkeit von einem Getränkedurchf luss und einer Ist- Wärmeaufnahmefähigkeit des Wärmeträgers (4) zumindest ein Aggregat (6) oder (7) ansteuert und die Soll- Wärmeaufnahmefähigkeit regelt.

Description

Energieeffiziente Getränkeabgabeeinrichtung und Verfahren zur energieeffizienten Getränkeabgabe
Die Erfindung betrifft eine Getränkeabgabeeinrichtung für ein Getränk mit einem Wärmetauscher, der mit einem Wärmeträger, insbesondere Wasser, in Wirkverbindung steht, und eine Steuereinheit aufweist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Regelung einer Getränkeabgabeeinrichtung für ein Getränk mit einem Wärmetauscher, der mit einem Wärmeträger, insbesondere Wasser, in Wirkverbindung steht, und eine Steuereinheit aufweist.
Aus JP 2002203275 A ist eine Methode zur Steuerung von Getränkeabgabeeinrichtungen bekannt. Die Getränkeabgabeeinrichtung weist eine Kühlschlange, eine Umwälz- einrichtung und einen Kühlwassertank auf. Ein Sensor misst die Eisdicke einer Eisschicht, die die Wärme des Getränks aufnimmt. In Abhängigkeit von der Eisdicke wird die Kühlleistung der Getränkeabgabeeinrichtung hoch oder runter gefahren. Zusätzlich ist vorgesehen, dass die Kühlleistung in Abhängigkeit von der bisherigen Getränkeabgabe eingestellt wird, da davon ausgegan- gen wird, dass die bisherige Getränkeabgabe der der nahen Zukunft in etwa gleicht.
Die Kühlleistung in Abhängigkeit von der Eisdicke einzustellen hat gegenüber einer Vorrichtung, die ständig die gleiche Kühlleistung liefert, den folgenden Vorteil. Man verringert auf diese Weise das Problem, dass das Getränk die Abgabeeinrichtung zu warm oder zu heiß verlässt. Außerdem verhindert man, dass der Kühlwassertank vollständig vereist, was zu einer Beschädigung des Tanks führen könnte. Vor allem spart man auch Energie ein.
Allerdings ist es mit einer derartigen Vorrichtung schwierig, die Kühlleistung der Abgabeeinrichtung opti- mal an die tatsächliche Abgabe anzupassen. Eis schmilzt bzw. kristallisiert relativ langsam, weswegen für ein schnelles Tauen oder Gefrieren hohe Leistungen erforderlich sind. Dies führt aber dazu, dass immer eine etwas größere Eisschicht als eigentlich erforderlich an- gelegt werden muss, um auch bei einem plötzlichen Anstieg der Getränkeabgabe noch ausreichend kühlen zu können. Um dieses Problem zu lösen, ist deswegen in JP 2002203275 A vorgesehen, die Kühlleistung auch in Abhängigkeit von der bisherigen Abgabe einzustellen. Dies funktioniert jedoch nur solange, soweit die aktuelle Getränkeabgabe nicht zu stark von der bisherigen Getränkeabgabe abweicht. Aufgrund der nicht optimal an die Abgabe angepassten Kühlleistung muss man aber einen zu hohen Energieverbrauch in Kauf nehmen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Ge- tränkeabgabeeinrichtung den Energieverbrauch zu senken.
Diese Aufgabe wird bei einer Getränkeabgabeeinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Steuereinheit in Abhängigkeit von einem Getränke- durchfluss und einer Ist-Wärmeaufnahmefähigkeit des
Wärmeträgers zumindest ein Aggregat ansteuert und die Soll-Wärmeaufnahmefähigkeit regelt .
Der Getränkedurchfluss ist ein idealer Indikator für die Getränkeabgabe, da er diese direkt und sofort misst. In der Praxis wird der Fachmann jedoch vor allem am Verbrauch der Getränkeabgabeeinrichtung interessiert sein. Der Verbrauch stellt den über einen bestimmten Zeitraum akkumulierten Durchfluss dar. Beispielsweise kann der Verbrauch die Anzahl der gezapften Gläser pro Stunde sein. Die Steuereinheit kann unter Berücksichtigung des Getränkedurchflusses und der Wärmeaufnahmefähigkeit das Aggregat ansteuern. Durch eine Regelung der Wärmeaufnahmefähigkeit des Wärmeträgers erzielt man folgenden Effekt: das Wärme-/Kältereservoir, das dem
Wärmeträger zum Wärmetausch zur Verfügung steht, ändert sich. Man kann als Wärmeträger beispielsweise Wasser verwenden. Die Wärmeaufnahmefähigkeit von Wasser ändert sich schon dadurch, dass man durch Kühlung einen Teil des Wassers zu Eis werden lässt. Der Eisanteil des Wassers wirkt in der Getränkeabgabeeinrichtung wie ein Kälte-/Wärmereservoir : kühlt man das Getränk durch Wärmetausch mit dem teils gefrorenen Wasser, so wird ein Teil des Eises schmelzen. Bei einem hohen Durch- fluss/Verbrauch benötigt man also viel vorrätiges Eis, bei einem niedrigen dagegen wenig. Durch das ständige Messen der Ist-Wärmeaufnahmefähigkeit, also beispiels- weise durch das Messen der Eisdicke, und das Regeln einer Soll-Wärmeaufnahmefähigkeit, also beispielsweise durch das Anpassen der Eisdicke, verfügt man über ein ausreichendes Kälte-/Wärmereservoir und kann gleichzeitig den Energieverbrauch minimieren.
Zur Ansteuerung eines Aggregats ist insbesondere die Regelung der Leistung und der Laufzeit zu zählen.
Vorzugsweise ist mindestens ein Aggregat als Anzeige, insbesondere als Lampe, ausgebildet. In Abhängigkeit vom Getränkedurchfluss und/oder der Wärmeaufnahmefähigkeit kann eine Anzeige beispielsweise einem Bediener den aktuellen Status der Getränkeabgabe anzeigen. Als Anzeige kann sowohl eine elektrische Leuchtanzeige oder eine Lampe benutzt werden. Diese Anzeige kann beispielsweise auch kontinuierlich an- und abgeschaltet werden, d.h. gedimmt werden. Als weitere Aggregate, die von der Steuereinheit geregelt werden, sind alle Bauteile der Getränkeabgabeeinrichtung denkbar, insbeson- dere auch ein Kompressor. Es sind aber auch externe Aggregate denkbar.
Vorzugsweise ist mindestens ein Aggregat als Umwälzeinrichtung ausgebildet. Die Umwälzeinrichtung, die inner- halb des Behälters der Getränkeabgabeeinrichtung angeordnet ist, dient zum Umwälzen des Wärmeträgers und sorgt so für eine gleichmäßige Temperaturverteilung innerhalb der Getränkeabgabeeinrichtung. Dabei kann die Umwälzeinrichtung auch dazu dienen, die Wärmemenge, die dem Getränk entzogen wird, zu steuern und so die Ausgabetemperatur des Getränks zu beeinflussen. Bei angehaltener Umwälzeinrichtung wird sich ein Temperaturgefälle zwischen dem Wärmetauscher und beispielsweise einer
Wand des Behälters einstellen, das höher ist, als wenn die Umwälzeinrichtung betätigt wird. Dadurch wird auch die Wärmeabgabe des Getränks innerhalb des Wärmetauschers beeinflusst.
Vorzugsweise steht ein weiterer Wärmetauscher mit dem Wärmeträger in Wirkverbindung. Mit Hilfe des weiteren Wärmetauschers kann der Wärmeträger selbst abgekühlt werden. Dabei können Zu- und Ableitungen vorgesehen sein, die die Wärme des Wärmeträgers abtransportieren.
Vorzugsweise ist ein Festkörperanteil des Wärmeträgers, insbesondere Eis, an einem weiteren Wärmetauscher angeordnet. Wenn der weitere Wärmetauscher die Wärme des Wärmeträgers abtransportiert, dann bildet sich ein
Festkörperanteil zunächst auf einer Oberfläche des Wärmeträgers. Im Falle von Wasser wird sich also eine Eisschicht auf der Oberfläche des Wärmetauschers ausbilden. Diese Eisschicht stellt ein Kältereservoir dar, da man beispielsweise zur Umwandlung von 0° kaltem Eis in 0° kaltes Wasser 333 kJ/kg benötigt. Durch die Ausbildung der Eisschicht ist also die Wärmeaufnahmefähigkeit des Wassers erhöht.
Vorzugsweise misst ein Wärmeaufnahmefähigkeitssensor eine Dicke eines Festkörperanteils des Wärmeträgers, insbesondere eine Eisdicke. Die Wärmeaufnahmefähigkeit von Wasser kann beispielsweise dadurch gemessen werden, dass der Eisanteil und der Wasseranteil und deren jeweilige Temperatur gemessen werden.
Vorzugsweise ist ein Wärmeaufnahmefähigkeitssensor als zumindest ein Ultraschallsensor, oder als zumindest ein Leitfähigkeitssensor, oder als zumindest ein Drucksensor, oder als zumindest ein Lasersensor oder als zumindest ein Wärmesensor in der Getränkeabgabeeinrichtung ausgebildet oder als Kombination der genannten Senso- ren, um die Wärmeaufnahmefähigkeit zu messen. Eine Wärmeaufnahmefähigkeitsmessung kann mit Hilfe einer der oben genannten Sensoren durchgeführt werden. Es ist aber auch beispielsweise denkbar, dass man ein ganzes Feld von Wärmesensoren anbringt, so dass ein Teil der Wärmesensoren von Eis und ein Teil von Wasser umgeben ist. Aufgrund des Verhältnisses von Wärmesensoren, die sich im Eis bzw. nicht im Eis befinden, kann so auf die Wärmeaufnahmefähigkeit geschlossen werden.
Vorzugsweise ist der Wärmeträger als ein Kühlmittel ausgebildet. Insbesondere Wasser oder Glykol/Wasser bieten sich als Kühlmittel an.
Die oben genannte Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass zumindest ein Aggregat in Abhängigkeit von einem Getränkedurch- fluss und einer Ist-Wärmeaufnahmefähigkeit des Wärmeträgers angesteuert wird und die Soll-Wärmeaufnahmefähigkeit geregelt wird.
Die Steuereinheit kann unter Kenntnis des Getränkedurchflusses und der Wärmeaufnahmefähigkeit die Vorrichtung so steuern, dass Energieverbrauch und Kühl- leistung optimal sind. Dazu muss zum einen die Warme- aufnahmefahigkeit angepasst werden. Ein Anpassen der Warmeaufnahmefahigkeit kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Warmetrager abgekühlt oder erwärmt wird. Zum anderen wird ein Aggregat geregelt, was zum Beispiel über die Steuereinheit erfolgen kann. Das zu regelnde Aggregat kann beispielsweise ein Kompressor, eine Anzeige und/oder eine Umwalzeinrichtung sein. Aber auch ein nicht zur Getrankeabgabeeinrichtung gehörendes Aggregat ist denkbar. Zur Regelung ist insbesondere die Einstellung der Leistung und der Laufzeit zu zahlen.
Vorteilhafterweise wird das Aggregat so geregelt, dass bei einem geringen Getrankedurchfluss eine geringe War- meaufnahmefahigkeit , insbesondere eine geringe Eisdicke, bei einem mittleren Durchfluss eine mittlere Warmeaufnahmefahigkeit, insbesondere eine mittlere Eisdicke, bei einem großen Durchfluss eine große Warmeaufnahmefahigkeit, insbesondere eine große Eisdicke, er- zeugt wird. Je nach Getrankedurchfluss/Verbrauch muss der Warmetrager bei gleicher Eingangstemperatur des Getränks ein unterschiedliches Warmereservoir bevorhal- ten, um das Getränk verlasslich auf dieselbe Temperatur abkühlen zu können. Um Energie einzusparen ist es daher sinnvoll, die Warmeaufnahmefahigkeit, insbesondere die Eisdicke, gerade so groß einzustellen, dass ein ausreichender Kuhleffekt erzielt wird.
Vorteilhafterweise wird die Warmeaufnahmefahigkeit durch Veränderung eines Festkorperanteils, insbesondere eines Eisdickenanteils des Warmetragers, insbesondere Wasser, gesteuert. Die Warmeaufnahmefahigkeit des Warmetragers kann beispielsweise erhöht werden, indem man den Festkörperanteil erhöht. So muss man eine zusätzliche Energie aufbringen, um beispielsweise Eis in einen flüssigen Zustand zu bringen.
Vorteilhafter wird der Getränkedurchfluss oder ein durchschnittlicher Getränkedurchfluss oder ein gewich- teter Getränkedurchfluss über einen Zeitraum bestimmt, um einen Verbrauch, einen durchschnittlichen Verbrauch oder einen gewichteten Verbrauch zu ermitteln. Der Verbrauch ist die Größe in Bezug auf den Durchfluss, die den Fachmann vor allem interessiert. Sind keine großen Schwankungen im Verbrauch zu erwarten, so bietet sich die Bildung eines einfachen Durchschnitts an, um eine Aussage für den zukünftigen Verbrauch zu machen. Bei einer Gewichtung wird eher der letzte Verbrauch höher gewichtet als der Vorletzte, da der letzte Verbrauch ein guter Indikator für den zukünftigen Verbrauch sein sollte.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
Fig. 1 eine Getränkeabgabeeinrichtung im Querschnitt in schematischer Darstellung,
Fig. 2 den Getränkedurchfluss als Funktion der Zeit.
Fig. 1 zeigt eine Getränkeabgabeeinrichtung 1 mit einem Getränk 2 und einem Behälter 12, der mit einem Wärmeträger 4 gefüllt ist. Bei dem Wärmeträger 4 kann es sich um ein Kühlmittel, insbesondere um Wasser, Luft oder eine Salzlösung handeln. Über eine Zuleitung 13 wird das Getränk 2 in einen Wärmetauscher 3 geführt. Die Zuleitung 13 ist mit einem hier nicht dargestellten Vorratsbehälter verbunden. Vom Wärmetauscher 3 wird das Getränk 2 über eine Ableitung 14 zu einem nicht darge- stellten Abgabeventil geführt.
Der Wärmetauscher 3 ist in Spiralform ausgebildet. Dabei umgibt er eine Umwälzeinrichtung 6. Die Umwälzeinrichtung 6, die beispielsweise einen Rührer aufweisen kann, stellt eine homogene Temperaturverteilung im Behälter 12 sicher. In Fig. 1 ist durch zwei Pfeile angedeutet, wie der Wärmeträger 4 durch die Umwälzeinrichtung 6 bewegt wird.
Der Wärmeträger 4 steht nicht nur mit dem Wärmetauscher 3 in Verbindung, sondern zusätzlich mit einem weiteren Wärmetauscher 8. Der weitere Wärmetauscher 8 kann als Kühleinrichtung ausgebildet sein. In Fig. 1 ist der weitere Wärmetauscher als Leitungsspirale dargestellt. Auf einer Berührungsfläche des weiteren Wärmetauschers
8 mit dem Wärmeträger 4 kann sich ein Festkörperanteil
9 des Wärmeträgers 4 ausbilden. Verwendet man Wasser als Wärmeträger 4, so wird sich eine Eisschicht ausbilden.
Der Festkörperanteil 9 dient dann als Wärme-/Kälte- reservoir für den Wärmeträger 4. Dabei sollte der Festkörperanteil 9 jedoch nie 100 % des Wärmeträgers 4 sein, da es ansonsten zu einer Beschädigung eines der Bauteile der Getränkeabgabeeinrichtung kommen könnte.
Eine Wärmeaufnahmefähigkeit des Wärmeträges 4 kann durch einen Wärmeaufnahmefähigkeitssensor 10 gemessen werden. Der Wärmeaufnahmefähigkeitssensor 10 kann dabei Als zumindest ein Ultraschallsensor, oder als zumindest ein Leitfähigkeitssensor, oder als zumindest ein Drucksensor, oder als zumindest ein Lasersensor oder als zu- mindest ein Wärmesensor ausgebildet sein. Dabei kann der Wärmeaufnahmefähigkeitssensor 10 den Festkörperanteil 9 des Wärmeträgers 4 messen.
Dazu kann auch nicht nur ein Wärmesensor, sondern auch ein ganzes Feld von Wärmesensoren vorgesehen sein. Ein Teil dieses Feldes kann dabei vom Festkörperanteil 9 umgeben sein, während sich ein Teil des Feldes in einem nicht festen Teil des Wärmeträgers befindet. Aufgrund des relativen Anteils von Wärmesensoren, die im Fest- körperanteil 9 angeordnet sind, kann man so den Festkörperanteil 9 bestimmen.
Um den Getränkedurchfluss zu messen, ist ein Getränke- durchflusssensor 11 vorgesehen, der in Fig. 1 in der Zu- und in der Ableitung 13 und 14 angeordnet ist. Als Getränkedurchflusssensor 11 ist eine Vielzahl von Sensoren denkbar. So kann beispielsweise mit einem Wärmesensor oder einem Drehrad Getränkedurchfluss gemessen werden.
Die Größe des Getränkedurchflusses und der Wärmeaufnahmefähigkeit werden dann an eine Steuereinheit 5 übertragen. Die Steuereinheit 5 steuert dann ein Aggregat 6 oder 7 an. Bei dem Aggregat 6 oder 7 kann es sich bei- spielsweise um die Umwälzeinrichtung 6 oder um eine Anzeige 7 handeln. Bei der Anzeige kann es sich beispielsweise um eine Lampe oder um eine komplexe elektronische Anzeigetafel handeln. Es ist aber auch mög- lieh, dass die Leistung des weiteren Wärmetauschers 8 verändert wird, indem ein Durchfluss im weiteren Wärmetauscher 8 angepasst wird. Es ist aber auch eine Vielzahl von anderen Vorrichtungen denkbar, die von der Steuereinheit in Abhängigkeit vom Getränkedurchfluss und der Wärmeaufnahmefähigkeit betrieben werden. Auch externe Vorrichtungen, die mit der Abgabeeinrichtung in Wirkverbindung stehen, sind denkbar.
Wenn das Abgabeventil geöffnet wird, wird das Getränk 2 vom Vorratsbehälter durch die Zuleitung 13, über den Wärmetauscher 3 und die Ableitung 14 zum Abgabeventil gefördert. Das Getränk 2 wird dabei im Wärmetauscher 3 auf die gewünschte Temperatur gebracht . Der Wärmetau- scher 3 wiederum steht im Wärmeaustausch im Wärmeträger 4. Die Wärmeaufnahmefähigkeit des Wärmeträges 4 ist aber auch durch die Temperatur und den Aggregatszustand bestimmt. Die Soll-Wärmeaufnahmefähigkeit wird geregelt, indem die Steuereinheit 5 den weiteren Wärmetau- scher 8 ansteuert, und so die Temperatur und den Festkörperanteil 9 des Wärmeträgers 6 einstellt.
Dies kann durch die Steuereinheit 5 so geschehen, dass immer nur die Soll-Wärmeaufnahmefähigkeit des Wärmeträ- gers eingestellt wird, die mindestens nötig ist, um die gewünschte Temperatur des Getränks zu erhalten. Um dieses Ziel zu erreichen, verwendet die Steuereinheit 5 die Größe des Getränkedurchflusses und der Wärmeaufnahmefähigkeit und steuert dann den weiteren Wärmetauscher 8 an. Auf diese Weise kann in der Getränkeabgabeein- richtung Energie eingespart werden. Die Steuereinheit kann aber auch eine Vielzahl von anderen Vorrichtungen ansteuern, um deren Energieverbrauch zu senken. In Fig. 2 ist der Getränkedurchfluss A als Funktion der Zeit t dargestellt. In einem Bereich I bis II ist der Fluss A gering und die Steuereinheit 5 steuert die Wärmeaufnahmefähigkeit so, dass nur ein geringer Festkör- peranteil 9 gebildet wird. In einem Bereich II bis III ist der Getränkedurchfluss mittelgroß, so dass ein mittelgroßer Festkörperanteil gebildet wird. In einem Bereich III bis IV ist der Durchfluss und der Festkörperanteil schließlich maximal. In dem Bereich, der nach dem Zeitpunkt IV ist, ist schließlich der Durchfluss wieder mittelgroß und damit auch der Festkörperanteil . Durch dieses Anpassen der Wärmeaufnahmefähigkeit kann der Energieverbrauch gesenkt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Getränkeabgabeeinrichtung für ein Getränk mit einem Wärmetauscher, der mit einem Wärmeträger, insbesondere Wasser, in Wirkverbindung steht, und eine Steuereinheit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) in Abhängigkeit von einem Getränkedurchfluss und einer Ist-Wärmeaufnahmefähigkeit des Wärmeträgers (4) zumindest ein Aggregat (6, 7, 8) ansteuert und die Soll-Wärmeaufnahmefähigkeit regelt.
2. Getränkeabgabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Aggregat (6, 7, 8) als Anzeige (7), insbesondere als Lampe, ausgebildet ist.
3. Getränkeabgabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Aggregat (6, 7, 8) als Umwälzeinrichtung (6) ausgebildet ist.
4. Getränkeabgabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Wärmetauscher (8) mit dem Wärmeträger (4) in Wirkverbindung steht.
5. Getränkeabgabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Festkörperanteil (9) des Wärmeträgers (4), insbesondere Eis, an einem weiteren Wärmetauscher (8) angeordnet ist.
6. Getränkeabgabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmeaufnahmefähigkeitssensor (10) eine Dicke eines Fest- körperanteils (9) des Wärmeträgers (4), insbesondere eine Eisdicke, misst.
7. Getränkeabgabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmeauf- nahmefähigkeitssensor (10) als zumindest ein Ultraschallsensor, oder als zumindest ein Leitfähigkeitssensor, oder als zumindest ein Drucksensor, oder als zumindest ein Lasersensor oder als zumindest ein Wärmesensor in der Getränkeabgabeeinrich- tung (1) ausgebildet ist, oder als Kombination der genannten Sensoren, um die Wärmeaufnahmefähigkeit zu messen.
8. Getränkeabgabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeträger (4) als ein Kühlmittel ausgebildet ist.
9. Verfahren zur Regelung einer Getränkeabgabeeinrich- tung für ein Getränk mit einem Wärmetauscher, der mit einem Wärmeträger, insbesondere Wasser, in Wirkverbindung steht, und eine Steuereinheit auf- weist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Aggregat in Abhängigkeit von einem Getränkedurch- fluss und einer Ist-Wärmeaufnahmefähigkeit des Wärmeträgers angesteuert wird und die Soll- Wärmeaufnahmefähigkeit geregelt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat so geregelt wird, dass bei einem geringen Getränkedurchfluss eine geringe Wärmeaufnahmefähigkeit, insbesondere eine geringe Eisdicke, bei einem mittleren Durchfluss eine mittlere Wärmeaufnahmefähigkeit, insbesondere eine mittlere Eisdicke, bei einem großen Durchfluss eine große Wärmeaufnahmefähigkeit, insbesondere eine große Eisdicke, erzeugt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeaufnahmefähigkeit durch Veränderung eines Festkörperanteils, insbesondere eines Eisdickenanteils, des Wärmeträgers, insbesondere Wasser, gesteuert wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, das der Getränkedurchfluss oder ein durchschnittlicher Getränkedurchfluss oder ein gewichteter Getränkedurchfluss über einen Zeitraum bestimmt wird, um einen Verbrauch, einen durchschnittlichen Verbrauch oder einen gewichteten Verbrauch zu ermitteln.
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