EP4225688A1 - Wasserspender sowie verfahren zu dessen betrieb - Google Patents

Wasserspender sowie verfahren zu dessen betrieb

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EP4225688A1
EP4225688A1 EP21787470.0A EP21787470A EP4225688A1 EP 4225688 A1 EP4225688 A1 EP 4225688A1 EP 21787470 A EP21787470 A EP 21787470A EP 4225688 A1 EP4225688 A1 EP 4225688A1
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EP
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water
water dispenser
heater
carbon dioxide
boiler
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EP21787470.0A
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EP4225688B1 (de
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Jürgen JOHANN
Marcus DEPAUL
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BWT Holding GmbH
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BWT Holding GmbH
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Publication date
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Publication of EP4225688A1 publication Critical patent/EP4225688A1/de
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Publication of EP4225688B1 publication Critical patent/EP4225688B1/de
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    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D1/00—Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
    • B67D1/0003—Apparatus or devices for dispensing beverages on draught the beverage being a single liquid
    • B67D1/0014—Apparatus or devices for dispensing beverages on draught the beverage being a single liquid the beverage being supplied from water mains
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/236—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids specially adapted for aerating or carbonating beverages
    • B01F23/2362—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids specially adapted for aerating or carbonating beverages for aerating or carbonating within receptacles or tanks, e.g. distribution machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B67D1/0003—Apparatus or devices for dispensing beverages on draught the beverage being a single liquid
    • B67D1/0009—Apparatus or devices for dispensing beverages on draught the beverage being a single liquid the beverage being stored in an intermediate container connected to a supply
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B67D1/08—Details
    • B67D1/0895—Heating arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D3/00—Apparatus or devices for controlling flow of liquids under gravity from storage containers for dispensing purposes
    • B67D3/0022—Apparatus or devices for controlling flow of liquids under gravity from storage containers for dispensing purposes provided with heating arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D2210/00—Indexing scheme relating to aspects and details of apparatus or devices for dispensing beverages on draught or for controlling flow of liquids under gravity from storage containers for dispensing purposes
    • B67D2210/00028—Constructional details
    • B67D2210/00099—Temperature control
    • B67D2210/00102—Heating only

Definitions

  • Water dispenser or Beverage making machines may include a refrigerated carbonator through which carbonated water may be dispensed.
  • the carbonator comprises a cooled pressure vessel which is connected to a compressed gas cylinder which is filled with carbon dioxide.
  • a water dispenser can on the other hand have a boiler or flow heater, the so-called.
  • Thermoblock include, over the hot water or. hot drinks are provided .
  • a softening system can be used in an installation system, which exchanges calcium and magnesium for sodium via an ion exchanger and thus reduces the degree of hardness of the water.
  • Such a system is sold, for example, by the applicant under the trade name "BestMax®".
  • EP 2 094 611 B1 (BWT AG).
  • EP 3 507 247 B1 describes a method and a device for enriching water with zinc ions.
  • magnesium carbonates are still formed in the boiler. Furthermore, a sufficiently high removal of calcium is required to avoid scale in the boiler, which in turn is not necessary or not necessary for the cold water part of the water dispenser. would not be desirable at all, since calcium is also a physiologically important mineral.
  • the object of the invention is to reduce the stated disadvantages of the prior art.
  • the object of the invention is already achieved by a water dispenser and by a method for operating a water dispenser according to one of the independent claims.
  • the invention also relates to water dispensers in the broadest sense.
  • the invention further relates to water dispensers with or without a tank, which dispense hot and cold water.
  • the invention also relates to machines that use the water for the production of hot drinks, e.g. B. Tea or coffee, use and/or with which so-called soft drinks can be produced, i.e. carbonated sweetened drinks.
  • hot drinks e.g. B. Tea or coffee
  • soft drinks i.e. carbonated sweetened drinks.
  • the water dispenser includes a heater.
  • the heater is electrically operated.
  • this is also referred to as a thermal block.
  • the thermal block can be designed in particular as a boiler. According to another embodiment, an embodiment as a flow heater is also conceivable.
  • the invention is based on the finding that the carbon dioxide can be used to increase the carbon dioxide content and thus the carbon dioxide concentration in the boiler.
  • the water dispenser comprises a carbonator for dispensing carbonated water.
  • the carbonator is designed in particular as a cooled pressure vessel.
  • the carbonator can be connected to a CO2 compressed gas tank. About the compressed gas tank is possibly. Carbon dioxide is fed to the carbonator via a pressure reducer.
  • the carbon dioxide partly dissolves in the water present in the carbonator, partly the carbon dioxide forms carbonic acid, which lowers the pH value of the water.
  • the pressurized gas tank used for the carbonator can be used to supply carbon dioxide to the heater.
  • the carbon dioxide is introduced into the heater as a gas, in particular starting from the compressed gas container via a pressure reducer.
  • the carbon dioxide dissolved in water (together with dissociated, dissolved carbonic acid) is introduced into the heater. This can allow for easier dosing via a single dosing valve.
  • the metering valve is preferably designed as a switching valve.
  • the water dispenser therefore preferably includes a control device that regulates the introduction of carbon dioxide via the metering valve.
  • This refinement of the invention enables particularly simple control. For example, no separate water meter is required to measure the flow rate through the boiler, but this can be determined indirectly via the number of hot drinks taken.
  • the carbon dioxide metering can take place as a function of the heating of the thermal block.
  • a boiler is temperature controlled, i. H . if the machine is in stand-by mode, the boiler is heated so that a hot drink can be dispensed.
  • the controller clocks and thus counteracts cooling. If a hot beverage is dispensed, the water in the boiler cools down due to the inflowing water and the boiler has to be heated more via the control .
  • Control to change the amount of carbon dioxide per elapsed time unit and/or based on volume.
  • the setting is preferably based on the degree of hardness of the input water.
  • the water dispenser according to the invention includes adjustment means, such as a rotary wheel or a display, via which the degree of hardness of the water can be entered at the respective point of use.
  • adjustment means such as a rotary wheel or a display
  • an electronic control system calculates how much carbon dioxide is required and then adjusts the CC ⁇ release into the thermal block.
  • the water dispenser comprises two switching valves arranged in series, which can be controlled alternately.
  • the switching valves are designed in particular as solenoid valves.
  • a small amount of carbon dioxide can also be added to the thermal block in a very simple manner via two such switching valves.
  • An intermediate piece located between the switching valves is pressurized as soon as the switching valve located on the inlet side after the CO2 pressure tank opens.
  • a pressure-dependent amount of CO2 is introduced into this line section and when the output switching valve opens, a small amount of carbon dioxide is introduced depending on the volume of the line section and depending on the pressure in the thermal block and the carbon dioxide pressure present.
  • Compressed gas tanks and the two switching valves thus form a metering pump of very simple construction.
  • the arrangement also includes a cartridge for water treatment, via which water is supplied to the water dispenser.
  • Such cartridges are mostly cartridges that are used inline in a filter cartridge head, such as in the above system.
  • the filter candle head is usually located outside of the water dispenser. An integration of the cartridge in the water dispenser is also possible.
  • the ion exchange material can be loaded with magnesium or zinc with at least 30%, preferably at least 50%, of its total capacity.
  • the ion exchange material is preferably loaded with less than 60%, particularly preferably with less than 20%, of its capacity with hydrogen and/or sodium.
  • the ion exchanger can be completely loaded with magnesium.
  • Information on the loading of the ion exchanger always refers to its delivery status.
  • the invention also relates to a method for operating a water dispenser, in particular the water dispenser as described above.
  • the water dispenser includes a thermal block, in particular a boiler, for heating the water, carbon dioxide being supplied to the thermal block.
  • the carbon dioxide is preferably supplied from a compressed gas tank, via which a carbonator of the water dispenser is also supplied with carbon dioxide.
  • the pH in the thermal block is preferably adjusted to below 7.5, preferably to 6.0 to 7.5, particularly preferably from 6.5 to 7.0, by supplying carbon dioxide.
  • the pH value is not measured directly using a measuring device, but rather the metering in of carbon dioxide takes place based on time and/or volume, as described above.
  • a control device can dose the carbon dioxide in such a way that the pH values mentioned above are maintained.
  • the thermal block is preferably heated to at least 60° C., particularly preferably to at least 80° C., particularly preferably up to the boiling point.
  • the metering of carbon dioxide takes place preferably via two switching valves clocked in opposite directions, which are designed in particular as solenoid valves.
  • the invention also relates to a system for dispensing hot drinks and cold carbonated drinks, which includes the water dispenser described above and/or is designed to carry out the method described above.
  • Fig. 1 is a schematic view of a beverage dispensing system according to the invention, comprising a water dispenser according to the invention.
  • Fig. 3 shows another alternative embodiment.
  • Fig. 4 is a schematic view of an embodiment in which the water dispenser includes a faucet and a water heater.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a system for dispensing hot and cold carbonated beverages.
  • Water is supplied to the water dispenser 1 via a water pipe 2 provided by the customer.
  • the water is routed through a water filter, which includes a filter candle head 3 installed inline in the water pipe 2 by the customer and a filter candle 4 inserted into the filter candle head 3 .
  • the water can also include an ion exchanger, for example, which releases magnesium ions in particular to the water to be prepared.
  • the water dispenser 1 includes a pump 5 via which the desired water can be pumped to an outlet 10 .
  • the line 2 branches into the flow paths 6a to 6c downstream of the pump 5.
  • the flow path 6a is designed for the delivery of hot water.
  • the water is routed via the boiler 7 and from there it reaches the outlet 10 .
  • the flow path 6b leads through a carbonator 8 .
  • the water present in the carbonator 8 is thus pressurized and, depending on the pressure, enriched with a different amount of carbonic acid (and correspondingly dissolved CO2).
  • the water present in the boiler 7 is also supplied with carbonic acid.
  • the carbon dioxide is supplied via the same compressed gas tank 11 from which the carbonator 8 is supplied with CO 2 .
  • the carbonic acid can be fed directly into the boiler 7 via the line 13 .
  • control device 14 These are controlled alternately via a control device 14 .
  • the line section 13a between the switching valves 15a and 15b serves as a pressure accumulator.
  • the switching valve 15a opens and the line section 13a fills with carbon dioxide.
  • the first switching valve 15a is then closed and the switching valve 15a downstream on the flow side is opened by the control device 14 .
  • the dosing is preferably based on the opening times of the switching valve 9a and/or time-controlled.
  • Fig. 2 shows an alternative embodiment of the invention. As shown here, the carbon dioxide from the CO2 compressed gas tank 11 does not have to be fed directly to the boiler 7 either.
  • the line 13 for supplying carbon dioxide runs directly to the line 2 in front of the pump 5 .
  • the amount of carbon dioxide introduced is as shown in FIG. 1 controlled by two switching valves.
  • the water is already enriched with a small amount of carbon dioxide when it is fed into the carbonator 8 .
  • the dosing preferably takes place within the water dispenser 1 .
  • Z. B. metering can also take place in the line path 6a (not shown).
  • Fig. 3 is a schematic view of another embodiment of the invention.
  • the carbon dioxide is not introduced directly, but rather dissolved in the water, or initiated in the form of carbonic acid.
  • a single switching valve 17 can easily be used in one of these embodiments to carry out the dosage.
  • the disadvantage is that water that has been cooled in the carbonator 8 has to be heated again.
  • Fig. 4 is a schematic representation of a water dispenser 1 which includes a faucet 19 and a water heater 18 .
  • the faucet can B. be designed as a mixer tap, as used in the household.
  • the line section 2b supplies the faucet 19 with cold water.
  • the line section 2a supplies the water tap 19 with hot water and runs via the water heater 18 .
  • the water heater comprises a boiler 7 and can in particular be designed as an under-sink unit.
  • carbon dioxide is introduced into the boiler 7 via two switching valves 15a, 15b arranged in series. Due to the reduced formation of scale as a result, the ion exchange material can be loaded with less hydrogen or sodium.
  • the existing capacity in the filter cartridge 4 can be used for dosing other ions, e.g. B. magnesium.
  • a softening system (not shown) is used, which is regenerated with a common salt solution, a higher degree of hardness of the treated water can be set without increased scale formation occurring.
  • the sodium content of the treated water can be reduced in this way.
  • the invention made it possible to improve the formation of scale in the thermal block of a water dispenser, in particular the water dispenser of a machine for preparing cold and hot drinks, in a very simple manner.

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Abstract

Die Offenbarung betrifft einen Wasserspender, umfassend einen vorzugsweise gekühlten Carbonator zur Abgabe von kohlensäurehaltigen Wasser. Der Wasserspender umfasst einen Thermoblock, insbesondere Boiler, zur Abgabe von warmem Wasser. Der Carbonator ist mit einem CO2-Druckgasbehälter verbindbar. Der Wasserspender umfasst zumindest ein Dosierventil insbesondere Schaltventil, über welches Kohlendioxid in den Thermoblock leitbar ist.

Description

Wasserspender sowie Verfahren zu dessen Betrieb
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betri f ft einen Wasserspender, welcher zur Abgabe von kohlensäurehaltigem Wasser bzw . kohlensäurehaltigen Getränken ausgebildet ist . Weiter betri f ft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Wasserspenders .
Hintergrund der Erfindung
Wasserspender bzw . Maschinen zur Herstellung von Getränken können einen gekühlten Carbonator umfassen, über den kohlensäurehaltiges Wasser abgegeben werden kann . Der Carbonator umfasst einen gekühlten Druckbehälter, welcher mit einer Druckgas flasche verbunden ist , die mit Kohlendioxid befüllt ist .
Zur Abgabe von heißem Wasser, beispielsweise für Tee oder zur Zubereitung von Heißgetränken durch den Wasserspender selbst , kann ein derartiger Wasserspender zum anderen einen Boiler oder Durchlauferhitzer, den sog . Thermoblock, umfassen, über den heißes Wasser bzw . heiße Getränke bereitgestellt werden .
Insbesondere im Boiler sowie den strömungsseitig danach angeordneten Leitungsabschnitten und Komponenten des Wasserspenders kommt es im erhöhten Maße zur Ablagerung von sogenanntem Kesselstein . Dabei handelt es sich vor allem um Calcium- und Magnesiumcarbonate . Insbesondere Calciumsal ze tragen zur Gesamthärte des Wassers und damit zum Bilden von Ablagerungen bei . Durch Erhitzen des Wassers im Boiler entweicht Kohlendioxid und das gelöste Calciumhydrogencarbonat wandelt sich zu unlöslichem Calciumcarbonat um, welches Kalkablagerungen bildet .
Es ist daher seit langem bekannt , die Gesamthärte des Wassers zu reduzieren .
So kann in einem Installationssystem eine Enthärtungsanlage verwendet werden, welche über einen Ionenaustauscher Calcium und Magnesium gegen Natrium austauscht und so den Härtegrad des Wassers reduziert .
Dies kann aber zu einem schlechten Geschmack des Wassers führen und zu viel Natrium ist des Weiteren für den menschlichen Organismus ungesund .
Für Wasserspender und insbesondere für als Getränkemaschine ausgebildete Wasserspender gibt es daher Systeme , welche das Wasser mit einem mit Wasserstof f ionen beladenen Ionenaustauscher enthärten .
Ein derartiges System wird beispielsweise von der Anmelderin unter dem Handelsnamen „BestMax®" vertrieben .
Eine zu starke Enthärtung des Wassers ist aber unerwünscht . Weiter hat sich herausgestellt , dass eine Anreicherung des Wassers mit anderen Mineralstof fen als Calcium sowohl den Geschmack des Wassers verbessert als auch dem Verwender physiologisch wichtige Mineralstof fe zuführt .
Ein Verfahren zur Anreicherung des Wassers mit Magnesiumionen ist aus der Patentschri ft EP 2 094 611 Bl (BWT AG) bekannt . Die EP 3 507 247 Bl beschreibt ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Anreicherung des Wassers mit Zinkionen .
Wird beispielsweise ein magnesiumionenhaltiger Ionenaustauscher verwendet , so bilden sich im Boiler immer noch Magnesiumcarbonate . Weiter ist eine hinreichend hohe Entfernung von Calcium zur Vermeidung von Kesselstein im Boiler erforderlich, wie sie wiederum für den Kaltwasserteil des Wasserspenders gar nicht erforderlich bzw . gar nicht erwünscht wäre , da Calcium auch ein physiologisch wichtiger Mineralstof f ist .
So geht zwangsläufig ein großer Teil der Kapazität des Ionenaustauschers für Wasserstof f quasi verloren .
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde , die genannten Nachteile des Standes der Technik zu reduzieren .
Es ist insbesondere eine Aufgabe der Erfindung, die Bildung vom Kesselstein im Boiler einer Getränkemaschine zu reduzieren, ohne dass dem Wasser Magnesium entzogen wird und/oder Calcium größtenteils entfernt wird .
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird bereits durch einen Wasserspender sowie durch ein Verfahren zum Betrieb eines Wasserspenders nach einem der unabhängigen Ansprüche gelöst .
Bevorzugte Aus führungs formen und Weiterbildungen der Erfindung sind dem Gegenstand der abhängigen Ansprüche , der Beschreibung sowie den Zeichnungen zu entnehmen . Die Erfindung betri f ft einen Wasserspender . Im Sinne der Erfindung bezieht sich der Begri f f „Wasserspender" nicht nur auf eine Maschine zur Herstellung von Getränken, aus welcher Wasser ohne weitere Zusatzstof fe abgegeben wird .
Vielmehr bezieht sich die Erfindung auch auf Wasserspender im weitesten Sinne .
Dabei kann es sich um einen Wasserhahn handeln, der an einer bauseitigen Wasserleitung angeschlossen ist .
Weiter bezieht sich die Erfindung auf Wasserspender mit oder ohne einem Tank, welche heißen und kaltes Wasser abgeben .
Weiter bezieht sich die Erfindung auf Maschinen, die das Wasser zur Herstellung von Heißgetränken, z . B . Tee oder Kaf fee , verwenden und/oder mit welchen sich sogenannte Softdrinks herstellen lassen, also kohlensäurehaltige gesüßte Getränke .
Es versteht sich, dass der Hauptbestandteil eines j eden solchen Getränks Wasser ist .
Der Wasserspender umfasst einen Erhitzer . Vorzugsweise wird der Erhitzer elektrisch betrieben . Bei Wasserspendern und Maschinen zur Getränkezubereitung wird dieser auch als Thermoblock bezeichnet .
Dieser kann als Boiler oder als Durchlauferhitzer ausgebildet sein .
Weiter kann der Erhitzer als stationärer Warmwasserbereiter, insbesondere als Wand- und/oder Untertischgerät ausgebildet sein . Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wasserspender zumindest ein Dosierventil umfasst , über welches Kohlendioxid in den Erhitzer leitbar ist .
Der Thermoblock kann insbesondere als Boiler ausgebildet sein . Gemäß einer anderen Aus führungs form ist auch eine Ausgestaltung als Durchlauferhitzer denkbar .
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis , dass das Kohlendioxid genutzt werden kann, um im Boiler den Kohlendioxidanteil und damit die Kohlensäurekonzentration zu erhöhen .
Hierdurch wird der pH-Wert herabgesenkt und dem zuvor beschriebenen Ef fekt der Bildung von Kesselstein durch die Reduktion von Kohlensäure aufgrund der Erwärmung kann entgegengewirkt werden .
Der Wasserspender umfasst gemäß einer bevorzugten Aus führungs form einen Carbonator zur Abgabe von kohlensäurehaltigem Wasser .
Der Carbonator ist insbesondere als gekühlter Druckbehälter ausgebildet .
Der Carbonator ist mit einem CO2-Druckgasbehälter verbindbar . Über den Druckgasbehälter wird ggf . über einen Druckreduzierer dem Carbonator Kohlendioxid zugeführt .
Das Kohlendioxid löst sich teils im Carbonator vorhandenen Wasser, teils bildet das Kohlendioxid Kohlensäure , welche den pH-Wert des Wassers senkt .
Häufig sind derartige Wasserspender dazu ausgebildet , sowohl kohlensäurehaltiges gekühltes Wasser als auch kohlensäurehaltiges nicht gekühltes Wasser abzugeben . Das Wasser, welches nicht mit Kohlensäure angereichert werden soll , kann lediglich entlang der Kühlschlangen des Carbonators zum Auslass geleitet werden .
Der für den Carbonator verwendete Druckgasbehälter kann so genutzt werden, um dem Erhitzer Kohlendioxid zuzuführen .
Das Kohlendioxid wird gemäß einer Aus führungs form als Gas , insbesondere von dem Druckgasbehälter ausgehend über einen Druckminderer, in den Erhitzer eingeleitet .
Gemäß einer anderen Aus führungs form der Erfindung wird das Kohlendioxid gelöst in Wasser ( zusammen mit dissoziierter gelöster Kohlensäure ) in den Erhitzer eingeleitet . Dies kann eine leichtere Dosierung über ein einziges Dosierventil ermöglichen .
Das Dosierventil ist vorzugsweise als Schaltventil ausgebildet .
Insbesondere ist das Dosierventil als Magnetventil ausgebildet , welches über eine Steuerungseinrichtung geöf fnet werden kann .
Der Wasserspender umfasst also vorzugsweise eine Steuerungseinrichtung, die die Einleitung von Kohlendioxid über das Dosierventil regelt .
Bei einer Aus führungs form der Erfindung erfolgt diese Regelung volumen- und/oder zeitbasiert . In Abhängigkeit von dem durch den Boiler geleiteten Volumen und/oder zeitabhängig wird von der Steuerungseinrichtung das Schaltventil temporär geöf fnet , um die gewünschte Kohlensäureanreicherung im Boiler zu erreichen . Vorzugsweise gehen sowohl die verstrichene Zeit als auch das Wasservolumen, welches durch den Boiler geflossen ist , in die Berechnung der Öf fnungs zeiten des Schaltventils mit ein .
Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht eine besonders einfache Steuerung . Etwa ist für die Messung der Durchflussmenge durch den Boiler kein gesonderter Wasserzähler erforderlich, sondern diese lässt sich indirekt über die Anzahl der entnommenen Heißgetränke bestimmen .
Da sich die Calcitabscheidekapazität des Wassers durch die Bildung von Kohlendioxid beim Erwärmen nach und nach verringert , kann es sinnvoll sein, zusätzlich zeitbasiert Kohlendioxid zuzuführen .
Weiter kann gemäß einer Aus führungs form die Kohlendioxiddosierung in Abhängigkeit der Behei zung des Thermoblocks erfolgen .
So ist ein Boiler temperaturgesteuert , d . h . sofern die Maschine im Stand-by-Betrieb ist , wird der Boiler behei zt , um ein Heißgetränk entnehmen zu können .
Hierzu taktet die Steuerung und wirkt so einer Abkühlung entgegen . Wird ein Heißgetränk entnommen, kühlt sich das Wasser im Boiler durch einströmendes Wasser ab und der Boiler muss über die Regelung stärker behei zt werden .
Dies kann verwendet werden, um die Einleitung von Kohlendioxid zu steuern .
Gleiches Prinzip lässt sich auch auf Durchlauferhitzer anwenden, die also dann nur das Wasser erwärmen, während dieses durch den Erhitzer fließt . Vorzugsweise ist die Regelung einstellbar, um die Menge an Kohlendioxid pro verstrichener Zeiteinheit und/oder volumenbasiert zu verändern .
Die Einstellung erfolgt vorzugsweise anhand des Härtegrades des Eingangswassers .
Bei dieser Aus führungs form der Erfindung umfasst der erfindungsgemäße Wasserspender Einstellmittel , etwa ein Drehrad oder ein Display, über das der Härtegrad des Wassers an der j eweiligen Einsatzstelle eingegeben werden kann .
Basierend darauf errechnet eine Steuerungselektronik, wieviel Kohlendioxid erforderlich ist und passt die CC^-Abgabe in den Thermoblock daraufhin an .
Bei einer Weiterbildung der Erfindung umfasst der Wasserspender zwei in Reihe angeordnete Schaltventile , welche abwechselnd ansteuerbar sind . Die Schaltventile sind insbesondere als Magnetventile ausgebildet .
Über zwei derartige Schaltventile kann auf sehr einfache Weise eine geringe Menge Kohlendioxid auch dem Thermoblock zugegeben werden .
Ein zwischen den Schaltventilen angeordnetes Zwischenstück wird unter Druck gesetzt , sobald das eingangsseitig nach dem CO2-Druckbehälter angeordnete Schaltventil öf fnet .
In dieses Leitungsstück wird so eine druckabhängige Menge CO2 eingeleitet und wenn das ausgangsseitige Schaltventil öf fnet , wird eine geringe Menge Kohlendioxid in Abhängigkeit vom Volumen des Leitungsstücks sowie in Abhängigkeit vom Druck im Thermoblock und vom anliegenden Kohlendioxiddruck eingeleitet . Druckgasbehälter sowie die beiden Schaltventile bilden so eine sehr einfach auf gebaute Dosierpumpe .
Die Erfindung betri f ft des Weiteren eine Anordnung mit vorstehend beschriebenem Wasserspender .
Weiter umfasst die Anordnung eine Kartusche zur Wasseraufbereitung, über die dem Wasserspender Wasser zugeführt wird .
Bei derartigen Kartuschen handelt es sich meistens um Kartuschen, welche inline in einen Filterkerzenkopf , wie beispielsweise bei vorstehendem System, eingesetzt werden . Der Filterkerzenkopf befindet sich dabei in der Regel außerhalb des Wasserspenders . Eine Integration der Kartusche im Wasserspender ist aber auch möglich .
Die Kartusche kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass diese einen Mineralstof f , insbesondere Magnesium, Sili zium, Lithium und/oder Zink an das Wasser abgibt .
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung bildet sich trotz des Vorhandenseins von Magnesium im Wasser, welches dem Boiler zugeführt wird, nur in geringer Menge Kesselstein .
Das lonenaustauschermaterial kann mit zumindest 30 % , vorzugsweise zumindest 50 % , seiner totalen Kapazität mit Magnesium oder Zink beladen sein .
Vorzugsweise ist das lonenaustauschermaterial mit weniger als 60 % , besonders bevorzugt mit weniger als 20 % , seiner Kapazität mit Wasserstof f und/oder Natrium beladen .
Insbesondere kann der Ionenaustauscher vollständig mit Magnesium beladen sein . Angaben zur Beladung des Ionenaustauschers beziehen sich immer auf dessen Auslieferungszustand.
Wie eingangs ausgeführt, kann also auf eine starke Enthärtung des Wassers verzichtet werden.
Die Bestimmung der totalen Kapazität des Ionenaustauschers und damit die Bestimmung des Beladungsgrades kann nach DIN 54403:2009-04 erfolgen.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betrieb eines Wasserspenders, insbesondere des Wasserspenders, wie er vorstehend beschrieben wurde.
Der Wasserspender umfasst einen Thermoblock, insbesondere einen Boiler, zur Erwärmung des Wassers, wobei dem Thermoblock Kohlendioxid zugeführt wird.
Das Kohlendioxid wird vorzugsweise aus einem Druckgasbehälter zugeführt, über den auch ein Carbonator des Wasserspenders mit Kohlendioxid versorgt wird.
Vorzugsweise wird über die Zuführung von Kohlendioxid der pH- Wert im Thermoblock auf unter 7,5, vorzugsweise auf 6,0 bis 7,5, besonders bevorzugt von 6,5 bis 7,0, eingestellt.
Bevorzugt wird dabei nicht der pH-Wert unmittelbar über eine Messeinrichtung gemessen, sondern die Zudosierung von Kohlendioxid erfolgt, wie vorstehend beschrieben, zeit- und/oder volumenbasiert.
Unter Berücksichtigung des lokalen Härtegrades des Wassers kann eine Steuerungseinrichtung das Kohlendioxid so dosieren, dass die vorstehend genannten pH-Werte eingehalten werden. Der Thermoblock wird vorzugsweise auf mindestens 60 ° C, besonders bevorzugt auf mindestens 80 ° C, besonders bevorzugt bis zum Siedepunkt , erwärmt .
Die Dosierung von Kohlendioxid erfolgt , wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise über zwei gegenläufig getaktete Schaltventile , welche insbesondere als Magnetventile ausgebildet sind .
Die Erfindung betri f ft des Weiteren eine Anlage zur Abgabe von warmen Getränken sowie kalten kohlensäurehaltigen Getränken, welche den vorstehend beschriebenen Wasserspender umfasst und/oder zur Aus führung des vorstehend beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist .
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Der Gegenstand der Erfindung soll im Folgenden bezugnehmend auf Fig . 1 und Fig . 4 näher erläutert werden .
Fig . 1 ist eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Anlage zur Abgabe von Getränken, welche einen erfindungsgemäßen Wasserspender umfasst .
Fig . 2 zeigt eine alternative Aus führungs form .
Fig . 3 zeigt eine weitere alternative Aus führungs form .
Fig . 4 ist eine schematische Ansicht einer Aus führungs form, bei welcher der Wasserspender einen Wasserhahn und einen Warmwasserbereiter umfasst .
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen Fig . 1 zeigt in einer schematischen Ansicht eine Anlage zur Abgabe von warmen und kalten kohlensäurehaltigen Getränken .
Diese umfasst einen Wasserspender 1 . Über eine bauseitig vorhandene Wasserleitung 2 wird dem Wasserspender 1 Wasser zugeführt .
Bei dieser Aus führungs form der Erfindung wird das Wasser über einen Wasserfilter geleitet , welcher einen bauseitig inline in die Wasserleitung 2 eingebauten Filterkerzenkopf 3 sowie eine in den Filterkerzenkopf 3 eingesetzte Filterkerze 4 umfasst .
In der Filterkerze 4 kann das Wasser beispielsweise auch einen Ionenaustauscher umfassen, welcher insbesondere Magnesiumionen, an das auf zubereitende Wasser abgibt .
Der Wasserspender 1 umfasst eine Pumpe 5 , über die das gewünschte Wasser bis zu einem Auslauf 10 gepumpt werden kann .
Der hier dargestellte Wasserspender 1 ist zur Abgabe von gekühltem Wasser, gekühltem kohlensäurehaltigem Wasser sowie heißem Wasser zur Zubereitung von Heißgetränken ausgebildet .
Hierzu verzweigt sich in diesem Aus führungsbeispiel hinter der Pumpe 5 die Leitung 2 in die Strömungspfade 6a bis 6c .
Dabei ist der Strömungspfad 6a zur Abgabe von heißem Wasser ausgebildet . Das Wasser wird über den Boiler 7 geführt und gelangt von da zum Auslauf 10 .
Die Abgabe der verschiedenen Wassersorten wird über die Schaltventile 9a bis 9c gesteuert . Das heißt beispielsweise , um heißes Wasser abzugeben, wird das Schaltventil 9a geöf fnet und das durch den Boiler 7 erwärmte Wasser fließt zum Auslauf 10 .
Der Strömungspfad 6b führt durch einen Carbonator 8 .
Es handelt sich dabei um einen gekühlten Druckbehälter, welcher mittels der Leitung 12 mit einem CCh-Druckbehälter verbunden ist .
Das in dem Carbonator 8 vorhandene Wasser wird so unter Druck gesetzt und in Abhängigkeit vom Druck mit einer unterschiedlichen Menge an Kohlensäure (und korrespondierend dazu gelöstes CO2 ) angereichert .
Da der Druck im Carbonator 8 höher sein kann als der anliegende Leitungsdruck, muss zumindest für den Strömungspfad 6b des Carbonators eine Pumpe 5 vorhanden sein .
Wenn das Schaltventil 9c geöf fnet ist , wird kaltes kohlensäurehaltiges Wasser abgegeben .
Der Strömungspfad 6c für lediglich gekühltes , nicht aber mit Kohlensäure angereichertem Wasser, läuft entlang der Kühlschlangen des Carbonators 8 . Durch Öf fnen des Schaltventils 9c wird gekühltes Wasser abgegeben .
Um die Bildung von Kesselstein im Boiler 7 zu reduzieren, wird erfindungsgemäß dem im Boiler 7 vorhandenen Wasser ebenfalls Kohlensäure zugeführt .
Die Zuführung von Kohlensäure erfolgt über denselben Druckgasbehälter 11 , aus dem der Carbonator 8 mit CO2 versorgt wird . Über die Leitung 13 kann in diesem Aus führungsbeispiel die Kohlensäure direkt im Boiler 7 zugeführt werden .
Um nur eine geringe Menge Kohlendioxid einzuleiten, sind in der Leitung 13 die beiden Schaltventile 15a und 15b in Reihe geschaltet .
Diese werden über eine Steuerungseinrichtung 14 abwechselnd angesteuert .
Das zwischen den Schaltventilen 15a und 15b vorhandene Leitungsstück 13a dient dabei als Druckspeicher .
Um Kohlendioxid einzuleiten, öf fnet sich zunächst das Schaltventil 15a und das Leitungsstück 13a füllt sich mit Kohlendioxid .
Sodann wird das erste Schaltventil 15a geschlossen und das strömungsseitig dahinterliegende Schaltventil 15a durch die Steuerungseinrichtung 14 geöf fnet .
Es strömt nunmehr aus dem Leitungsstück 13a derart viel Kohlendioxid in Richtung Boiler 7 , bis ein Druckausgleich gebildet wird .
Auf diese Weise können auch kleine Mengen Kohlendioxid sehr einfach zudosiert werden .
Die Dosierung erfolgt vorzugsweise anhand der Öf fnungs zeiten des Schaltventils 9a und/oder zeitgesteuert .
Fig . 2 zeigt eine alternative Aus führungs form der Erfindung . Wie hier gezeigt , muss das Kohlendioxid aus dem CO2- Druckgasbehälter 11 auch nicht direkt dem Boiler 7 zugeführt werden .
In diesem Aus führungsbeispiel verläuft die Leitung 13 zur Zuführung von Kohlendioxid direkt zur Leitung 2 vor der Pumpe 5 .
Die Menge des eingeleiteten Kohlendioxids wird entsprechend der Darstellung gemäß Fig . 1 über zwei Schaltventile geregelt .
Bei diesem Aus führungsbeispiel der Erfindung ist das Wasser bereits mit einer geringen Menge Kohlendioxid angereichert , wenn es in den Carbonator 8 geleitet wird .
Vorzugsweise erfolgt die Dosierung innerhalb des Wasserspenders 1 .
Z . B . kann eine Dosierung auch in den Leitungspfad 6a erfolgen (nicht dargestellt ) .
Fig . 3 ist eine schematische Ansicht einer weiteren Aus führungs form der Erfindung .
Gemäß dieser Aus führungs form wird Wasser aus dem Carbonator 8 , der mit dem CO2-Druckgasbehälter 11 verbunden ist , über die Leitung 16 in den Boiler 7 geleitet .
Das Kohlendioxid wird als nicht direkt eingeleitet , sondern im Wasser gelöst , bzw . in Form von Kohlensäure eingeleitet .
Aufgrund des größeren Volumens gegenüber einer garförmigen Dosierung kann bei einer dieser Aus führungs form auf einfache Weise ein einziges Schaltventil 17 verwendet werden, um die Dosierung vorzunehmen . Nachteilig ist , dass im Carbonator 8 gekühltes Wasser wieder erhitzt werden muss .
Bei einer anderen Aus führungs form (nicht dargestellt ) kann auch ein separater Druckbehälter vorgesehen sein, um kohlensäurehaltiges Wasser in den Boiler 7 einzuleiten .
Fig . 4 ist eine schematische Darstellung eines Wasserspenders 1 , welcher einen Wasserhahn 19 und einen Warmwasserbereiter 18 umfasst .
Der Wasserhahn kann z . B . als Mischbatterie ausgebildet sein, wie sie im Haushalt verwendet wird .
Das über die Filterkerze 4 mit einem lonenaustauschermaterial geleitete Wasser verzweigt sich in zwei Leitungsabschnitte 2 , 2b .
Der Leitungsabschnitt 2b versorgt den Wasserhahn 19 mit Kaltwasser .
Der Leitungsabschnitt 2a versorgt den Wasserhahn 19 mit Warmwasser und führt über den Warmwasserbereiter 18 .
Der Warmwasserbereiter umfasst in diesem Aus führungsbeispiel einen Boiler 7 und kann insbesondere als Untertisch-Gerät ausgebildet sein .
Zur Erhöhung des pH-Werts im Boiler 7 wird, entsprechend der Aus führungs form gemäß Fig . 1 , über zwei in Reihe angeordnete Schaltventile 15a, 15b Kohlendioxid in den Boiler 7 eingeleitet . Aufgrund der dadurch reduzierten Kesselsteinbildung kann das lonenaustauschermaterial mit weniger Wasserstof f oder Natrium beladen werden . Die so vorhandene Kapazität in der Filterkerze 4 kann für Dosierung von anderen Ionen, z . B . Magnesium, genutzt werden .
Wird anstelle einer Filterkerze 4 eine Enthärtungsanlage (nicht dargestellt ) verwendet , welche mit einer Kochsal zlösung regeneriert wird, lässt sich ein höherer Härtegrad des aufbereiteten Wasser einstellen, ohne dass es zu einer vermehrten Kesselsteinbildung kommt .
Der Natrium-Anteil des aufbereiteten Wasser kann so reduziert werden .
Durch die Erfindung konnte auf sehr einfache Weise die Bildung von Kesselstein im Thermoblock eines Wasserspenders , insbesondere des Wasserspenders einer Maschine zur Zubereitung von Kalt- und Heißgetränken, verbessert werden .
Bezugs zeichenliste :
1 Wasserspender
2 Wasserleitung
2a, 2b Leitungsabschnitt
3 Filterkerzenkopf
4 Filterkerze
5 Pumpe
6a - 6c Strömungspfad
7 Boiler
8 Carbonator
9a - 9c Schaltventil
10 Auslauf
11 CO2-Druckgasbehälter
12 Leitung
13 Leitung
13a Leitungsstück
14 Steuerungseinrichtung
15a, 15b Schaltventil
16 Leitung
17 Schaltventil
18 Warmwasserbereiter
19 Wasserhahn
20 Leitung

Claims

Ansprüche :
1 . Wasserspender , umfassend einen Erhitzer, insbesondere Boiler, zur Abgabe von warmen Wasser, wobei der Wasserspender Wasserspender zumindest ein Dosierventil , insbesondere Schaltventil , umfasst , über welches Kohlendioxid in den Erhitzer leitbar ist .
2 . Wasserspender nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet , dass der Wasserspender einen vorzugsweise gekühlten Carbonator zur Abgabe von kohlensäurehaltigem Wasser umfasst , welcher mit dem CCh-Druckgasbehälter verbindbar ist , und/oder dass ein Teilstrom von karbonisiertem Wasser in den Erhitzer leitbar ist , wobei insbesondere der Teilstrom mit einem Hauptstrom zum Erhitzer mischbar ist , insbesondere in einem Volumen des Teilstroms von 2 % bi 90 % , insbesondere von 5 % bis 50 % des Gesamtstroms zum Erhitzer .
3 . Wasserspender nach einem der vorstehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet , dass der Wasserspender eine Steuerungseinrichtung umfasst , die die Einleitung von Kohlendioxid über das Schaltventil regelt , wobei insbesondere die Regelung zeit- und/oder volumenbasiert erfolgt .
4 . Wasserspender nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet , dass die Regelung einstellbar ist , insbesondere anhand eines Härtegrades des Eingangswassers . und/oder, dass der Wasserspender zwei in Reihe angeordnete Schaltventile umfasst , welche abwechselnd ansteuerbar sind, und/oder dass Wasser aus dem Carbonator in den Erhitzer leitbar ist , und/oder dass der Wasserspender, insbesondere der Erhitzer mit einem CCh-Druckgasbehälter verbindbar ist . Anordnung mit einem Wasserspender nach einem der vorstehenden Ansprüche , weiter umfassend eine Kartusche zur Wasseraufbereitung, über die Wasser dem Wasserspender zugeführt wird, wobei die Kartusche insbesondere derart ausgebildet ist , dass diese einen Mineralstof f , insbesondere Magnesium, Sili zium, Lithium und/oder Zink an das Wasser abgibt . Anordnung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet , dass die Kartusche ein lonenaustauschermaterial enthält , insbesondere ein mit Magnesium und/oder Zink beladenes lonenaustauschermaterial , insbesondere wobei das lonenaustauschermaterial mit zumindest 30 % , vorzugsweise zumindest 50 % seiner totalen Kapazität mit Magnesium oder Zink beladen ist , und/oder wobei das lonenaustauschermaterial mit weniger als 60 % , vorzugsweise weniger als 20 % seiner totalen Kapazität mit Wasserstof f und/oder Natrium beladen ist . Verfahren zum Betrieb eines Wasserspenders , insbesondere eines Wasserspenders nach einem der vorstehenden Ansprüche , wobei der Wasserspender einen Erhitzer, insbesondere einen Boiler, zur Erwärmung des Wassers umfasst , und wobei dem Erhitzer Kohlendioxid zugeführt wird . Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet , dass über die Zuführung von Kohlendioxid der pH-Wert im Erhitzer auf unter 7 , 5 , vorzugsweise auf 6,0 bis 7,5, besonders bevorzugt auf 6,5 bis 7,0 eingestellt wird. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser im Erhitzer auf mindestens 60 °C, vorzugsweise auf mindestens 80 °C erwärmt wird, und/oder dass die Dosierung von Kohlendioxid über zwei gegenläufig getaktete Schaltventile, insbesondere Magnetventile, erfolgt. . Anlage zur Abgabe von warmen Getränken und kalten kohlensäurehaltigen Getränken, umfassend einen Wasserspender nach einem der vorstehenden Ansprüche, und/oder ausgebildet zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche.
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