ES2947185T3 - Sistema hidráulico, máquina expendedora de bebidas calientes, procedimiento para fabricar un sistema hidráulico y procedimiento para dispensar una bebida caliente - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un sistema hidráulico (1) para máquina de bebidas calientes (15), con caldera (2) para suministro de agua caliente desde un depósito interno (3) de la caldera (2), con entrada de agua fría (4) de la caldera (2) destinada a la conexión a un suministro de agua; al menos un calentador continuo (5) separado espacialmente de la caldera (2), estando conectada una entrada de agua caliente (6) del calentador continuo (5) a una salida de agua caliente (7) del calentador caldera (2), y se proporciona una salida de agua caliente (8) del calentador de flujo continuo (5) para la conexión a una salida de bebidas (17) de la máquina de bebidas calientes (15), saliendo agua caliente del flujo proporcionándose un calentador (5) para la preparación de diversas bebidas calientes que se pueden dispensar a través de la salida de bebidas (17) de la máquina de bebidas calientes (15), las diversas bebidas calientes incluyen al menos té y café; y un dispositivo de control (9) que está diseñado para ajustar el calentador de agua instantáneo (5) para regular la temperatura del agua caliente a una temperatura de preparación predeterminada respectiva para preparar las diversas bebidas calientes, que al menos cuando se prepara té y una primera predeterminada la temperatura de preparación cuando se prepara café es una segunda temperatura de cocción predeterminada que se controla de forma variable. La presente invención también se refiere a una máquina de bebidas calientes (15) con un sistema hidráulico (1) de este tipo, un método para producir un sistema hidráulico (1) de este tipo y un método para dispensar una bebida caliente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema hidráulico, máquina expendedora de bebidas calientes, procedimiento para fabricar un sistema hidráulico y procedimiento para dispensar una bebida caliente

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un sistema hidráulico para una máquina expendedora de bebidas calientes, un procedimiento para fabricar tal sistema hidráulico, una máquina expendedora de bebidas calientes con tal sistema hidráulico y un procedimiento para dispensar una bebida caliente, en particular con una máquina expendedora de bebidas calientes.

Antecedentes técnicos

Las máquinas expendedoras de bebidas calientes se pueden encontrar, por ejemplo, como máquinas expendedoras en instalaciones públicas, comedores o espacios comunes de empresas. Con ellas suelen ofertarse distintas bebidas calientes como café, expreso o té, que se preparan y dispensan en el momento. A este respecto, es ventajoso calentar el agua a una temperatura óptima para la bebida seleccionada antes de que el agua se dispense correspondientemente para la preparación de la bebida caliente, por ejemplo, en una unidad de preparación.

La temperatura óptima puede variar en función de la bebida elegida. Por lo tanto, el agua suele calentarse en dos etapas. Por ejemplo, el documento WO 2019/021256 A1 describe un calentador de agua de dos etapas en el que el agua se calienta primero a 75 °C en una caldera antes de llevarla para su dispensación a una temperatura entre 75 °C y 100 °C óptima para la bebida, mediante un calentador dispuesto en el interior de la caldera, de tal modo que el agua salga de la caldera con la temperatura óptima.

El documento US 2020/054165 A1 describe una máquina de café con un sistema de calefacción que comprende un módulo de agua con una caldera y un módulo para preparar café con un calentador de agua instantáneo. En un conducto de descarga está previsto un calentador de agua instantáneo adicional para calentar agua para proporcionar agua de derivación o para preparar té u otras bebidas de infusión.

El documento US 10307013 B2 describe una máquina de café profesional que comprende un intercambiador de calor, que interactúa con una caldera, y un calentador de agua instantáneo. El agua para preparar café es calentada primero por el intercambiador de calor y, a continuación, por el calentador de agua instantáneo, adaptándose la potencia del calentador de agua instantáneo para obtener una temperatura de preparación óptima. Con otro intercambiador de calor que interactúa con la misma caldera se calienta agua para la preparación de té.

El documento US 2009/308255 A1 describe una máquina de café con un intercambiador de calor configurado como caldera y un dispositivo dispensador. El intercambiador de calor precalienta primero el agua para preparar el café antes de que el agua se caliente más en una cámara de calentamiento, diseñada como una minicaldera y dispuesta dentro del dispositivo dispensador, con una resistencia de calentamiento a una temperatura óptima para la preparación de la bebida.

Sumario de la invención

Con estos antecedentes, la presente invención se basa en el objetivo de presentar un sistema hidráulico mejorado para una máquina expendedora de bebidas calientes.

De acuerdo con la invención, este objetivo se consigue mediante un sistema hidráulico con las características de la reivindicación 1 de la patente, una máquina expendedora de bebidas calientes con las características de la reivindicación 9, un procedimiento con las características de la reivindicación 12 y/o un procedimiento con las características de la reivindicación 13.

La idea en la que se basa la presente invención es construir un sistema hidráulico de forma modular a partir de componentes estándar, estando dispuesto de manera espacialmente independiente, además de una caldera como primera etapa de calentamiento, un calentador de agua instantáneo como segunda etapa de calentamiento. El calentador de agua instantáneo extrae a este respecto agua caliente precalentada de un depósito interior de una caldera para el calentamiento controlado para la preparación de diversas bebidas calientes, adaptándose el calentamiento a la bebida caliente que se va a producir de forma variable por medio del equipo de control. De esta forma, por un lado, el calentador de agua instantáneo puede disponerse de forma flexible dentro del sistema hidráulico. En particular, el diseño del calentador de agua instantáneo no está limitado por las condiciones espaciales de la caldera. Debido a la disposición espacial independiente, la caldera y el calentador de agua instantáneo también son fácilmente accesibles en cada caso y, por lo tanto, permiten un fácil mantenimiento y, dado el caso, pueden ser fácilmente reparados o reemplazados individualmente en caso de un defecto.

El calentador de dos etapas de acuerdo con la invención con etapas de calentamiento dispuestas por separado dentro de un sistema hidráulico común, pero fuera de una unidad de preparación de bebidas tiene grandes ventajas con respecto al posible uso de componentes fácilmente disponibles. Debido a las escasas restricciones espaciales existentes, se pueden utilizar componentes estándar económicos, que se pueden colocar de manera fácilmente accesible y son particularmente fáciles de intercambiar. También es posible integrar fácilmente en el sistema hidráulico una tercera o más etapas de calentamiento adicionales, por ejemplo, en forma de una caldera adicional y/o un calentador de agua instantáneo adicional. De esta manera, el consumo de energía puede conectarse en cascada, de modo que son posibles tiempos de reacción rápidos del sistema hidráulico a una solicitud de una bebida caliente incluso con un consumo de energía comparativamente bajo o poca potencia disponible de una conexión eléctrica.

La funcionalidad de acuerdo con la invención se logra en la interacción de los componentes hidráulicos con el equipo de control. El equipo de control puede adoptar cualquier forma adecuada para el requisito, como, por ejemplo, un microchip programable, un PC, una aplicación en la nube o similar. El equipo de control está diseñado para regular de forma variable la potencia de calor del calentador de agua instantáneo en función de la bebida caliente que se haya de producir, lo que puede hacerse, por ejemplo, a través de un circuito de relé. El equipo de control también puede estar configurado para tomar en consideración la tensión de red en la regulación. Por ejemplo, se puede usar un control electrónico de la calefacción o un control de paquete de fase para la regulación continua del calentador de agua instantáneo.

La máquina expendedora de bebidas calientes con el correspondiente sistema hidráulico es capaz de calentar agua a una temperatura de preparación adecuada en cada caso a la bebida caliente seleccionada y así preparar la bebida caliente seleccionada con alta calidad. Las bebidas calientes comprenden a este respecto al menos té y café, que por regla general requieren diferentes temperaturas de preparación. Sin embargo, por supuesto, también pueden estar previstas otras bebidas calientes. El agua caliente para preparar té y café y, dado el caso, otras bebidas calientes puede ser calentada por el sistema hidráulico de acuerdo con la invención con la misma caldera y el mismo calentador de agua instantáneo. De esta forma, al preparar té, el agua caliente se puede calentar a una primera temperatura de preparación predeterminada, que normalmente está en el intervalo de 85°C a 100°C. La primera temperatura de preparación también puede desviarse de esto para ciertos tipos de té. Sin embargo, al preparar café o bebidas calientes similares al café, el equipo de control puede activar el calentador de agua instantáneo para calentar el agua caliente a una segunda temperatura de preparación predeterminada, que generalmente se sitúa en el intervalo de 90 °C a 96 °C. La segunda temperatura de preparación también puede desviarse de esto para ciertos tipos de café. El agua a alta temperatura, calentada a una temperatura ajustada, se dispensa a continuación a una cafetera o grupo de preparación para preparar el café.

Según un perfeccionamiento, el control variable también permite variar la temperatura de preparación durante la dispensación de la bebida, de modo también pueden usarse perfiles de temperatura con temperaturas de preparación variables en el tiempo también para la preparación de las distintas bebidas calientes. Dependiendo del producto de café que se vaya a producir (expreso, largo, café con leche, etc.), los perfiles de temperatura pueden tener, por ejemplo, un perfil de temperatura descendente o ascendente. De esta manera, se puede mejorar el sabor de la bebida caliente y, por lo tanto, se puede mejorar la experiencia del usuario.

En el presente caso, debe entenderse por caldera un calentador de agua con un depósito interno en el que se puede calentar agua a una temperatura predeterminada de agua de caldera. La temperatura de agua de caldera puede seleccionarse a este respecto con un valor predeterminado, por regla general aproximadamente entre 60 °C y 90 °C. El agua caliente se refiere al agua calentada por la caldera a la temperatura predeterminada de agua de caldera, que se encuentra en el depósito interno y en el conducto de suministro al calentador de agua instantáneo. La entrada de agua fría de la caldera alimenta el depósito con agua fría cuando se extrae agua caliente del depósito.

El término caldera comprende a este respecto cualquier tipo de caldera, por ejemplo, también una caldera de presión, en la que el agua está a una presión predeterminada, por ejemplo, de 1 MPa o 1,5 MPa (10 bar o 15 bar). Una bomba, por ejemplo, una bomba de paletas o una bomba de pistón oscilante, puede generar a este respecto una mayor presión de agua. En este caso, el agua también se puede calentar bajo presión a una temperatura de más de 100 °C sin que el agua cambie a la fase gaseosa o la fase de vapor. Además de un elemento calefactor, que puede ser, por ejemplo, un serpentín calefactor, una barra calefactora o una resistencia calefactora de algún otro tipo, una caldera suele comprender también un sensor de temperatura que registra la temperatura del agua que se encuentra en el depósito interno. Un equipo de regulación regula la temperatura del agua en el depósito interno de la caldera a la temperatura predeterminada de agua de caldera, que puede ser configurada.

Un calentador de agua instantáneo se refiere en este caso a un calentador de agua que está diseñado y previsto para calentar el agua a medida que fluye. El calentador de agua instantáneo debe entenderse en particular en el sentido de un componente estándar que puede obtenerse de diferentes proveedores en distintas configuraciones y puede integrarse fácilmente en el sistema hidráulico usando acoplamientos estándar. El calentador de agua instantáneo puede presentar a este respecto un elemento calefactor o varios elementos calefactores, dado el caso también diferentes. El elemento calefactor o los elementos calefactores pueden ser controlados por el equipo de control de la manera descrita anteriormente.

En una máquina expendedora de bebidas calientes, la caldera y el calentador de agua instantáneo están previstos básicamente en el interior, normalmente dentro de una carcasa de la máquina expendedora de bebidas calientes, de modo que estos componentes no son accesibles para un usuario de la máquina expendedora de bebidas calientes. El calentador de agua instantáneo se dispone preferentemente cerca de la caldera, de modo que solo son necesarias líneas de suministro cortas. La caldera y el calentador de agua instantáneo están preferentemente a una distancia de un dispensador de bebidas. Entre el sistema hidráulico y el dispensador de bebidas están previstas unidades de preparación, por ejemplo, una cafetera, una mezcladora y/o un vaporizador. Las unidades de preparación, por tanto, están dispuestas y conectadas aguas abajo del sistema hidráulico. La unidad respectiva de preparación puede así interponerse en el acoplamiento del sistema hidráulico con el dispensador de bebidas, adaptándose a las necesidades de la bebida caliente que se va a producir, para lo cual se prevén en particular correspondientes válvulas.

El término de agua a alta temperatura se usa para describir el agua que sale del calentador de agua instantáneo después de haber pasado por este. Si el calentador de agua instantáneo es activado por el equipo de control, la temperatura del agua a alta temperatura que sale es, por lo tanto, más alta que la temperatura del agua caliente que entra en el calentador de agua instantáneo. Sin embargo, si la temperatura de preparación predeterminada es igual a la temperatura de agua de caldera predeterminada, el equipo de control tampoco puede activar el calentador de agua instantáneo, por lo que la temperatura del agua caliente en este caso puede ser igual o ligeramente inferior a la temperatura del agua caliente de la caldera.

El término de conexión de agua se refiere en el presente documento a una conexión hidráulica convencional que está conectada a un suministro de agua y puede suministrar suficiente agua al sistema hidráulico. Tanto la conexión de agua como la entrada de agua fría y la salida de agua caliente de la caldera y la entrada de agua caliente y la salida de agua a alta temperatura del calentador de agua instantáneo presentan agentes de conexión hidráulica que se pueden conectar mediante sistemas tubulares convencionales. A este respecto, el sistema de tuberías para la conexión entre las conexiones se puede diseñar para diferentes diámetros de tubería, como, por ejemplo, DN 2 mm, DN 4 mm, DN 6 mm, DN 8 mm, 1/8 pulgadas o 1/4 pulgadas. También se pueden combinar varios tamaños de tubería diferentes por secciones. En principio, el término conexión puede designar una conexión hidráulica y/o eléctrica, dependiendo de qué componentes estén conectados entre sí. En principio, se puede seleccionar cualquier tipo de conexión que cumpla la función requerida para el correspondiente objetivo.

La máquina expendedora de bebidas calientes puede presentar unidades funcionales adicionales. En particular, entre el sistema hidráulico y el dispensador de bebidas se pueden interponer o conectar uno o más dispositivos de preparación, por ejemplo, una cafetera o un grupo de elaboración, una mezcladora, un vaporizador o similares. En particular, el sistema hidráulico es un sistema independiente de tales dispositivos de preparación. Los dispositivos de preparación se pueden conmutar hidráulicamente, por ejemplo, entre el sistema hidráulico y el dispensador de bebidas según sea necesario a través de una válvula de conmutación. El acoplamiento del sistema hidráulico con el dispensador de bebidas de la máquina expendedora de bebidas calientes debe entenderse en el sentido de que el agua a alta temperatura calentada por el sistema hidráulico puede llegar finalmente al dispensador de bebidas de la máquina expendedora de bebidas calientes, posiblemente atravesando uno de los equipos de preparación de este tipo.

Diseños y perfeccionamientos ventajosos resultan de las reivindicaciones dependientes adicionales, así como de la descripción con referencia a las figuras del dibujo.

De acuerdo con una forma de realización, se prevé un medidor de flujo para detectar un flujo. El medidor de flujo puede ser cualquier forma de medidor o sensor de flujo adecuado, por ejemplo, un medidor/sensor de flujo de agua, un medidor de caudal, un medidor de flujo másico o similar. Por consiguiente, el caudal es el valor real del caudalímetro utilizado y puede ser, por ejemplo, un caudal volumétrico de agua o un caudal másico de agua. En este sistema, la cantidad de agua introducida, es decir, la masa de agua o el peso de agua del agua introducida, se corresponde también con la cantidad de agua dispensada. De esta manera, es fácil controlar la cantidad de agua que se utiliza. El caudalímetro está conectado a este respecto con el equipo de control. De esta forma, el caudal se puede utilizar como parámetro de entrada para controlar el calentador de agua instantáneo. El equipo de control está diseñado para controlar el calentador de agua instantáneo para regular la temperatura del agua a alta temperatura en función del caudal detectado. De esta forma, la temperatura del agua a alta temperatura se puede regular con mayor precisión, de manera que se alcanza la temperatura óptima para la bebida seleccionada con menores tolerancias de desviación.

De acuerdo con una forma de realización, el medido de flujo está dispuesto o conectado entre la conexión de agua y la entrada de agua fría de la caldera. De esta forma, se puede utilizar un medido de flujo convencional y, en particular, no es necesario que sea adecuado para altas temperaturas. Esto reduce los requisitos del medidor de flujo. Alternativamente, el medidor de flujo también se puede disponer o conectar en la zona de agua caliente o de alta temperatura, es decir, aguas abajo de la caldera o del calentador de agua instantáneo.

De acuerdo con una forma de realización, se prevé un sensor de temperatura del agua caliente para detectar la temperatura del agua caliente entre la caldera y el calentador de agua instantáneo. Por temperatura del agua caliente entre la caldera y el calentador de agua instantáneo debe entenderse a este respecto la temperatura del agua que puede detectarse, por ejemplo, en un conducto de conexión entre la caldera y el calentador de agua instantáneo. Por lo tanto, con el sensor de temperatura del agua caliente se puede detectar un posible cambio de temperatura del agua caliente que sale de la caldera. Dependiendo de la disposición del sensor de temperatura del agua caliente, la temperatura del agua caliente se puede registrar inmediatamente después de la salida de agua caliente de la caldera, centralmente entre la caldera y el calentador de agua instantáneo, o preferentemente inmediatamente antes de la entrada de agua caliente del calentador de agua instantáneo. De esta forma, por ejemplo, se puede determinar un cambio en la temperatura del agua caliente que sale de la caldera que se produzca por la mezcla del agua fría que entra en la caldera con el agua caliente almacenada en el depósito. Además, por ejemplo, también se puede detectar cualquier caída de temperatura entre la caldera y el calentador de agua instantáneo, causada, por ejemplo, por la emisión de calor a la tubería de conexión cuando el caudal es bajo. Por supuesto, también se puede registrar correspondientemente una tolerancia en el suministro de agua caliente con la temperatura predeterminada de agua de caldera en el depósito interior de la caldera.

El sensor de temperatura del agua caliente está conectado al equipo de control por señal, de modo que la caída de temperatura también se puede utilizar como parámetro de entrada para controlar el calentador de agua instantáneo. El equipo de control está diseñado para controlar el calentador de agua instantáneo para regular la temperatura del agua caliente en función de la temperatura del agua caliente, en particular en función de una diferencia entre la temperatura de preparación predeterminada y la temperatura del agua caliente determinada, y/o en función de la tasa de flujo. De esta forma, la caída de temperatura del agua caliente debido a la mezcla con el agua fría entrante y/o entre la caldera y el calentador de agua instantáneo se puede tener en cuenta correspondientemente, y la potencia calefactora del calentador de agua instantáneo puede así ajustarse correspondientemente para alcanzar la temperatura de preparación predeterminada.

De acuerdo con una forma de realización, la temperatura de preparación predeterminada puede ajustarse al menos con tres valores predeterminados. En particular, los tres valores predeterminados son diferentes. Por supuesto, el sistema hidráulico también se puede ampliar en caso necesario a más de tres temperaturas de preparación predeterminadas.

De acuerdo con una forma de realización, el calentador de agua instantáneo presenta al menos una primera etapa de calentamiento y una segunda etapa de calentamiento. Las etapas de calentamiento generalmente se realizan a este respecto mediante dos elementos calefactores independientes. Esto permite una regulación diferenciada de la temperatura en el calentador de agua instantáneo. Además, permite el uso de elementos calefactores estructuralmente más pequeños. Un primer consumo máximo de potencia eléctrica de la primera etapa de calentamiento es preferentemente menor que un segundo consumo máximo de potencia eléctrica de la segunda etapa de calentamiento. Sin embargo, el primer consumo máximo de potencia eléctrica y el segundo consumo de potencia eléctrica también pueden ser iguales. Alternativamente, en lugar de un calentador de agua instantáneo con al menos dos etapas de calentamiento, también se pueden usar al menos dos calentadores de agua instantáneos conectados consecutivamente o en serie, en cada caso con una etapa de calentamiento. De esta manera, se puede configurar de manera sencilla un consumo de potencia de la red eléctrica de manera más flexible, lo que se puede aprovechar para evitar, por ejemplo, parpadeos.

De acuerdo con una forma de realización, el primer consumo máximo de potencia eléctrica de la primera etapa de calentamiento está en un intervalo de 100 W a 1000 W, en particular de 400 W a 600 W. A este respecto, es particularmente preferente un consumo máximo de potencia eléctrica de 500 W de la primera etapa de calentamiento. El segundo consumo máximo de potencia eléctrica de la segunda etapa de calentamiento sen sitúa en un intervalo de 1000 W a 2000 W, en particular de 1200 W a 1400 W. A este respecto, es particularmente preferente un consumo máximo de potencia eléctrica de 1500 W de la segunda etapa de calentamiento. El consumo máximo de potencia eléctrica total del calentador de agua instantáneo se sitúa en el intervalo de 1500 W a 2500 W, en particular de 1500 W a 2000 W. El calentador de agua instantáneo puede ser alimentado así desde una red eléctrica de 230 V o desde la toma convencional de un hogar.

De acuerdo con la invención, el equipo de control está diseñado para activar el calentador de agua instantáneo y/o desactivar el calentador de agua instantáneo en un punto cero de una tensión de suministro sinusoidal. De esta forma, se puede minimizar la aparición de parpadeos en la tensión de red. En particular, el equipo de control está diseñado para activar la primera etapa de calentamiento del calentador de agua instantáneo y/o la segunda etapa de calentamiento del calentador de agua instantáneo. Esto puede minimizar aún más la aparición de parpadeos en la tensión de red. Adicionalmente, el consumo de potencia se puede dividir en etapas más pequeñas con un control de ángulo de fase y/o control de paquete de fase, aumentando la potencia eléctrica suministrada al calentador de agua instantáneo por etapas, por ejemplo, en etapas de 100 W, 200 W o 300 W, después de cada tensión sinusoidal de la tensión de red.

De acuerdo con una forma de realización, la caldera está diseñada como una caldera de presión. De esta manera, la bomba que proporciona la presión hidráulica aumentada se puede situar aguas arriba de la caldera y, por lo tanto, se puede disponer la bomba en la zona del agua fría. La caldera de presión y los elementos hidráulicos dispuestos aguas abajo de la misma están diseñados para una presión de agua comprendida entre 0,2 MPa y 2 MPa (2 bar y 20 bar), en particular entre 0,8 MPa y 1,2 MPa (8 bar y 12 bar), preferentemente alrededor de 1 MPa (10 bar). Cuando se dispensa agua caliente, la sección transversal de la válvula dispensadora crea la contrapresión. La contrapresión o presión del sistema es generada por las resistencias hidráulicas de todos los componentes y los componentes posteriores, como las unidades de preparación, etc., presentes en el sistema hidráulico. En consecuencia, además del calentador de agua instantáneo, están diseñadas para una correspondiente presión hidráulica en particular las conexiones entre la caldera de presión, el calentador de agua instantáneo y las válvulas de salida también.

De acuerdo con una forma de realización, se prevé un sensor de temperatura de agua a alta temperatura aguas abajo del calentador de agua instantáneo para detectar la temperatura del agua a alta temperatura. Por el término de temperatura del agua a alta temperatura debe entenderse la temperatura del agua a alta temperatura que sale del calentador de agua instantáneo. Esto mejora aún más el control de la temperatura en el sistema hidráulico. El sensor de temperatura del agua a alta temperatura está conectado al equipo de control. De esta manera, se puede proporcionar un parámetro adicional para controlar el calentador de agua instantáneo con la temperatura del agua a alta temperatura detectada. En esta forma de realización, el equipo de control está diseñado como un equipo de regulación para controlar el calentador de agua instantáneo en función de la diferencia entre la temperatura de preparación predeterminada y la temperatura del agua caliente determinada y, complementariamente, en función de la diferencia entre la temperatura del agua a alta temperatura y la temperatura de preparación. Esta regulación reduce cualquier diferencia entre la temperatura de preparación predeterminada y la temperatura del agua a alta temperatura determinada, de manera que la temperatura real del agua a alta temperatura para la bebida caliente seleccionada se proporciona en cada caso con una tolerancia mínima.

De acuerdo con una forma de realización de la máquina expendedora de bebidas calientes, el sistema hidráulico está acoplado al dispensador de bebidas para preparar las diferentes bebidas calientes que se pueden dispensar a través del dispensador de bebidas con el agua a alta temperatura procedente del calentador de agua instantáneo. Todas las bebidas calientes que puede fabricar la máquina expendedora de bebidas calientes pueden prepararse así ventajosamente con el agua a alta temperatura proporcionada por el sistema hidráulico de acuerdo con la invención y dispensarse a través del dispensador de bebidas. Esto significa que no son necesarios sistemas hidráulicos paralelos ni derivaciones hidráulicas aguas arriba del calentador de agua instantáneo con un calentador de agua instantáneo independiente. En particular, no se requieren sistemas o subsistemas hidráulicos separados independientes para la preparación de té o café u otras bebidas calientes como cacao, bebidas instantáneas, bebidas mixtas, etc.

De acuerdo con una forma de realización de la máquina expendedora de bebidas calientes, se prevé un equipo de entrada para que un usuario seleccione una bebida caliente que se ha de dispensar. El equipo de entrada pueden ser diferentes equipos de entrada habituales en las máquinas expendedoras de bebidas calientes, tales como botones, teclados, pantallas táctiles, entradas de voz o similares. Sin embargo, también sería concebible una entrada remota, por ejemplo, por control remoto o por teléfono inteligente, que se transmita a la máquina expendedora de bebidas calientes a través de un equipo de comunicación adecuado. De esta forma, un usuario puede elegir fácilmente entre una pluralidad de bebidas calientes diferentes. El equipo de control está diseñado para regular la temperatura del agua a alta temperatura de manera que se adapte a una respectiva temperatura óptima de preparación de una bebida caliente seleccionada por medio del equipo de entrada, que se puede ajustar en cada caso individualmente en particular para té, café, expreso, bebidas instantáneas, bebidas de cacao y/o bebidas mezcladas, así como correspondientes variedades y sabores. Durante el funcionamiento, el equipo de control regula correspondientemente la temperatura de preparación, adaptándola a una temperatura óptima para la bebida caliente seleccionada en el equipo de entrada. La temperatura óptima comprende a este respecto no solo una temperatura de preparación óptima para la preparación de la bebida caliente al comienzo de la dispensación, sino también perfiles de temperatura, según los cuales la temperatura de preparación cambia dinámicamente durante la dispensación de la bebida caliente. De esta forma, se puede dispensar al usuario de la máquina expendedora de bebidas calientes una bebida caliente preparada a una temperatura o perfil de temperatura óptimos, lo que mejora la calidad y el sabor de la bebida caliente.

Los anteriores diseños y perfeccionamientos se pueden combinar entre sí a discreción, en la medida en que tenga sentido. En particular, todas las características del sistema hidráulico pueden transferirse al procedimiento para fabricar el sistema hidráulico y/o a una máquina expendedora de bebidas calientes y/o al procedimiento para la dispensación una bebida caliente, y viceversa. Otros diseños, perfeccionamientos e implementaciones de la invención también comprenden combinaciones mencionadas no explícitamente de características de la invención descritas anteriormente o a continuación con respecto a los ejemplos de realización. En particular, a este respecto el experto en la materia añadirá también aspectos individuales como mejoras o complementos a la forma básica respectiva de la presente invención.

Datos sobre el contenido de los dibujos

La presente invención se explica con más detalle a continuación mediante ejemplos de realización indicados en las figuras esquemáticas de los dibujos. Muestran a este respecto:

la Figura 1 una representación esquemática de una forma de realización de un sistema hidráulico;

la Figura 2 una representación esquemática de una forma de realización de una máquina expendedora de bebidas calientes;

la Figura 3 una representación esquemática de otra forma de realización de un sistema hidráulico;

la Figura 4 una representación esquemática de otra forma de realización de un sistema hidráulico;

la Figura 5 una representación esquemática de otra forma de realización de un sistema hidráulico;

la Figura 6 una representación esquemática de otra forma de realización de un sistema hidráulico;

la Figura 7 una representación esquemática de una regulación de un sistema hidráulico;

la Figura 8 una representación esquemática de un procedimiento para la fabricación de un sistema hidráulico;

y

la Figura 9 una representación esquemática

Los dibujos adjuntos van a proporcionar un entendimiento adicional de las formas de realización de la invención. Ilustran formas de realización y sirven en relación con la descripción para la explicación de principios y conceptos de la invención. Otras formas de realización y muchas de las ventajas citadas resultan con vistas a los dibujos. Los elementos de los dibujos no se muestran necesariamente fieles a la escala entre sí.

En las figuras de los dibujos, los elementos, características y componentes idénticos, con la misma función y el mismo efecto están provistos en cada caso de los mismos signos de referencia, a menos que se indique lo contrario.

Descripción de ejemplos de realización

La figura 1 muestra una representación esquemática de una forma de realización de un sistema hidráulico 1.

El sistema hidráulico 1 comprende una caldera 2, que se prevé para proporcionar agua caliente. El agua caliente se almacena en un depósito interno 3 de la caldera 2.

Además de un elemento calefactor, que puede ser, por ejemplo, un serpentín calefactor, una barra calefactora u otro tipo de resistencia calefactora, la caldera 2 comprende convencionalmente también un sensor de temperatura que detecta la temperatura del agua en el depósito interno 3 de la caldera 2. Un equipo de regulación regula la temperatura del agua en el depósito interno 3 de la caldera 2 a la temperatura predeterminada de agua de caldera T1, que puede ser configurada.

El depósito interno 3 de la caldera 2 puede presentar a este respecto un volumen variado para almacenar el agua caliente. Por ejemplo, el depósito interno 3 puede presentar un volumen entre 0,1 L y 10 L. El depósito interno 3 presenta preferentemente un volumen en el intervalo de 0,4 L a 1,2 L, de manera especialmente preferente en el intervalo de 0,4 L a 0,6 L.

Se prevé una entrada de agua fría 4 de la caldera 2 conectada a una conexión de agua. La conexión de agua puede ser una conexión hidráulica convencional que esté conectada a un suministro de agua y puede suministrar suficiente agua al sistema hidráulico 1.

El sistema hidráulico 1 comprende además al menos un calentador de agua instantáneo 5 dispuesto espacialmente separado de la caldera 2. El calentador de agua instantáneo 5 es un calentador de agua que está diseñado y previsto para calentar el agua a medida que fluye. El calentador de agua instantáneo 5 debe entenderse en particular en el sentido de un componente estándar que puede obtenerse de diferentes proveedores y puede integrarse fácilmente en el sistema hidráulico. El calentador de agua instantáneo 5 presenta a este respecto un elemento calefactor o varios elementos calefactores para calentar el agua que pasa.

Una entrada de agua caliente 6 del calentador de agua instantáneo 5 está conectada hidráulicamente a una salida de agua caliente 7 de la caldera 2. Una salida de agua caliente 8 del calentador de agua instantáneo 5 está prevista para la conexión hidráulica a un dispensador de bebidas 17 de la máquina expendedora de bebidas calientes 15. La caldera 2 y el calentador de agua instantáneo 5 proporcionan así el agua a alta temperatura 10 para la preparación de distintas bebidas calientes que se pueden dispensar por medio del dispensador de bebidas 17 o la máquina expendedora de bebidas calientes 15. Las distintas bebidas calientes comprenden a este respecto té y café, pero no se limitan a estos. Por el contrario, las bebidas calientes también pueden incluir expreso, bebidas instantáneas, bebidas de cacao, bebidas mixtas y/u otras bebidas calientes. En particular, en el sistema hidráulico 1 no hay ramificaciones hidráulicas aguas arriba del calentador de agua instantáneo 5 correspondientes a diferentes bebidas calientes o grupos de bebidas calientes. Así, el agua caliente para las distintas bebidas calientes es calentada y puesta a disposición por la caldera común 2 y el calentador de agua instantáneo común 5.

Tanto la conexión de agua como la entrada de agua fría 4 y la salida de agua caliente 7 de la caldera 2 y la entrada de agua caliente 6 y la salida de agua a alta temperatura 8 del calentador de agua instantáneo 5 presentan agentes de conexión hidráulica que se pueden conectar mediante sistemas tubulares convencionales. A este respecto, el sistema de tuberías para la conexión entre las conexiones se puede diseñar para diferentes diámetros de tubería, como, por ejemplo, DN 2 mm, DN 4 mm, DN 6 mm, DN 8 mm, 1/8 pulgadas o 1/4 pulgadas. También se pueden combinar varios tamaños de tubería diferentes por secciones.

Está prevista además un equipo de control 9. El equipo de control 9 está diseñado para controlar de forma variable el calentador de agua instantáneo 5 para regular una temperatura del agua a alta temperatura 10 que se dispensa, de manera adaptada a una temperatura de preparación predeterminada Tzb para la preparación de las distintas bebidas calientes. Para ello está previsto que el equipo de control 9 controle de forma variable en particular el elemento o los elementos calefactores del calentador de agua instantáneo 5.

El equipo de control 9 puede presentar cualquier configuración adecuada para el requisito como, por ejemplo, un microchip programable, un módulo de software en un PC, una aplicación en la nube o similar. El equipo de control 9 está diseñado y capacitado para regular la potencia calorífica del calentador de agua instantáneo 5, lo que puede hacerse, por ejemplo, a través de un circuito de triodo o triac (triodo para corriente alterna) de tiristor bidireccional o circuito de relé. El equipo de control 9 preferentemente puede estar configurado, además, para tomar en consideración la tensión de red en la regulación. De esta manera, el equipo de control 9 puede regular continuamente el consumo de potencia del calentador de agua instantáneo 5, por ejemplo, con un control de ángulo de fase o un control de paquete de fase.

La temperatura de preparación Tzb está predeterminada por distintas bebidas calientes que se pueden dispensar con el dispensador de bebidas 17. La temperatura de preparación predeterminada Tzb puede así ajustarse a al menos dos valores predeterminados, que pueden ajustarse en particular en función de la selección de la bebida caliente que se ha de dispensar. Así, si está prevista la preparación de té, la temperatura del agua a alta temperatura se ajusta a una primera temperatura de preparación predeterminada, y cuando se prepara café, la temperatura del agua a alta temperatura se regula a una temperatura de preparación predeterminada. Las temperaturas de preparación predeterminadas pueden comprender a este respecto en cada caso los mismos valores y/o valores diferentes. En particular, la temperatura de preparación Tzb se puede ajustar a una temperatura de preparación óptima para té y café y, si se desea, para otras bebidas como, por ejemplo, bebidas instantáneas, bebidas de cacao y/o bebidas mezcladas. La temperatura de preparación Tzb se puede ajustar a este respecto no de acuerdo con el tipo de bebida caliente, por ejemplo, té o café, sino también de acuerdo con temperaturas de preparación óptimas para los respectivos tipos, por ejemplo, tipos de té o infusión como té negro, té verde, infusión de frutas, etc. El control variable también comprende, además, el ajuste dinámico de la temperatura de preparación, es decir, los perfiles de temperatura durante la dispensación de las bebidas.

El equipo de control 9 también está diseñado para activar y desactivar el calentador de agua instantáneo 5 en un punto cero de una tensión de suministro sinusoidal. Esto minimiza la aparición de parpadeos en la tensión de red. Adicionalmente, el consumo de potencia se divide en etapas más pequeñas con un control de ángulo de fase o un control de paquete de fase. A este respecto, la potencia eléctrica suministrada al calentador de agua instantáneo 5 se incrementa por etapas, por ejemplo, en pasos de 300W, después de cada tensión sinusoidal o después de varias de ellas en la tensión de red. En formas de realización adicionales, el aumento se produce en incrementos de 100 W o 200 W.

La figura 2 muestra una representación esquemática de una forma de realización de una máquina expendedora de bebidas calientes 15.

La máquina expendedora de bebidas calientes 15 comprende un sistema hidráulico 1 como el anteriormente descrito. Además, se proporciona un equipo de entrada 16 para seleccionar una bebida caliente. La entrada puede comprender a este respecto un teclado convencional o una pantalla táctil (touch screen) con la que se puede seleccionar una bebida caliente. Además, se proporciona un dispensador de bebidas 17 para dispensar la bebida caliente. El dispensador de bebidas 17 puede estar previsto, por ejemplo, como abertura en la máquina expendedora de bebidas calientes 15 y/o con un dispositivo de apertura. Normalmente se puede retirar un recipiente para una bebida caliente del dispensador de bebidas 17. El recipiente puede ser, por ejemplo, una taza de café dispensada por la propia máquina expendedora de bebidas 15. Recipientes tales como tazas o vasos puesto a disposición por el propio usuario también pueden colocarse externamente en el dispensador de bebidas 17 para que la bebida caliente sea dispensada en ellos.

El equipo de control 9 está diseñado preferentemente para regular la temperatura de preparación Tzb adaptada a una bebida caliente seleccionada por medio del equipo de entrada 16. De esta forma, se puede proporcionar una temperatura óptima del agua al preparar la bebida caliente, para lograr una calidad óptima de la bebida caliente.

La figura 3 muestra una representación esquemática de una forma de realización de un sistema hidráulico 1.

La forma de realización del sistema hidráulico mostrada en la figura 3 se basa en el sistema hidráulico 1 mostrado en la figura 1, pero comprende adicionalmente un caudalímetro 11 previsto para detectar un caudal V. El caudalímetro 11 puede ser cualquier caudalímetro 11 o sensor de flujo adecuado, por ejemplo, un medidor/sensor de flujo de agua, un medidor de caudal, un medidor de flujo másico o similar. Por consiguiente, el caudal V es el valor real del caudalímetro 11 utilizado y puede ser, por ejemplo, un caudal volumétrico de agua o un caudal másico de agua. En el sistema hidráulico 1, la cantidad de agua introducida, es decir, la masa de agua o el peso de agua del agua introducida, se corresponde también con la cantidad de agua dispensada. De esta manera, es fácil controlar la cantidad de agua que se utiliza. En la forma de realización mostrada en la figura 3, el caudalímetro 11 está dispuesto aguas arriba de la caldera 2 y del calentador de agua instantáneo 5, de modo que se puede determinar un caudal volumétrico o un caudal másico. Además, puede apreciarse una bomba 20. La bomba 20 puede aumentar la presión del agua en el sistema hidráulico, por lo que también aumenta el caudal V.

En esta forma de realización del sistema hidráulico 1, la caldera 2 está diseñada como una caldera de presión, en cuyo depósito interno 3 el agua se encuentra a una presión predeterminada. Por lo tanto, la caldera de presión y los elementos hidráulicos dispuestos en su curso posterior están diseñados para la correspondiente presión de agua. Por ejemplo, la presión del agua puede estar comprendida entre 0,2 MPa y 2 MPa (2 bar y 20 bar), preferentemente entre 0,8 MPa y 1,2 MPa (8 bar y 12 bar). La presión del agua es generada a este respecto por la bomba 20 dispuesta antes de la caldera 2.

El caudalímetro 11 está conectado a este respecto con el equipo de control 9. El caudal V se puede utilizar así como parámetro de entrada para controlar el calentador de agua instantáneo 5. El equipo de control 9 está diseñado para controlar el calentador de agua instantáneo 5 para regular la temperatura del agua a alta temperatura 10 en función del caudal V. En consecuencia, el equipo de control deriva la potencia de calor del calentador de agua instantáneo que se requiere para alcanzar la temperatura de preparación predeterminada. El cálculo de la potencia de calor del calentador de agua instantáneo 5 también puede tener en cuenta la temperatura del agua de la caldera T1 y la capacidad térmica del agua, además del caudal V. De esta forma, la temperatura del agua a alta temperatura 10 se puede regular relativamente, de manera que se alcance la temperatura óptima para la bebida seleccionada con menores tolerancias de desviación.

Para aumentar aún más la precisión del control de la temperatura del agua, se prevé un sensor de temperatura del agua caliente 12 para detectar la temperatura del agua caliente T2 entre la caldera 2 y el calentador de agua instantáneo 5. En otras formas de realización, el sensor de temperatura del agua caliente se prevé directamente antes de la entrada de agua caliente 6 del calentador de agua instantáneo 5. De esta forma, se puede determinar una temperatura no constante del agua caliente que sale de la caldera 2, lo que puede deberse a que el agua fría que entra en la caldera 2 se mezcla con el agua caliente almacenada en la caldera 2. El sensor de temperatura de agua caliente 12 está conectado al equipo de control 9 de modo que la temperatura del agua caliente T2 determinada por el sensor de temperatura de agua caliente 12 se puede usar como parámetro de entrada para controlar el calentador de agua instantáneo 5. En particular, el calentador de agua instantáneo 5 se controla exclusivamente en función de la temperatura del agua caliente T2 en el sensor de temperatura del agua caliente 12. La temperatura del agua de la caldera T1 o la temperatura teórica del agua caliente en la caldera 2 en particular no está incluida en este sentido en la regulación o control del calentador de agua instantáneo 5. El equipo de control 9 está diseñado para controlar el calentador de agua instantáneo 5 para regular la temperatura del agua a alta temperatura 10 en función de la temperatura del agua caliente T2 y el caudal V. De esta forma, se registra la temperatura real correcta en el calentador de agua instantáneo 5. Por regla general, esto da como resultado un suministro de potencia eléctrica aumentada para el calentador de agua instantáneo 5 durante el control para alcanzar la temperatura de preparación predeterminada Tzb a pesar de la caída de temperatura.

También se puede ver en la figura 3 que el calentador de agua instantáneo 5 presenta una primera etapa de calentamiento 5a y una segunda etapa de calentamiento 5b. Las etapas de calentamiento generalmente se realizan a este respecto mediante al menos dos elementos calefactores independientes. Esto permite conseguir una regulación diferenciada de la temperatura en el calentador de agua instantáneo 5. Las dos etapas de calentamiento 5a, 5b también permiten el uso de elementos de calentamiento estructuralmente más pequeños. En otras formas de realización, también se pueden prever dos o más calentadores de agua instantáneos 5 conectados consecutivamente o en serie, en cada caso con solo una etapa de calentamiento.

Un primer consumo máximo de potencia eléctrica de la primera etapa de calentamiento 5a es preferentemente menor que un segundo consumo máximo de potencia eléctrica de la segunda etapa de calentamiento 5b. En otras formas de realización, puede estar previsto que el primer consumo máximo de potencia eléctrica de la primera etapa de calentamiento 5a sea preferentemente igual que un segundo consumo máximo de potencia eléctrica de la segunda etapa de calentamiento 5b. De esta manera, se puede configurar de manera sencilla un consumo de potencia de la red eléctrica de manera más flexible, lo que se puede aprovechar para evitar, por ejemplo, parpadeos, es decir, fluctuaciones de tensión eléctrica.

El primer consumo máximo de potencia eléctrica de la primera etapa de calentamiento 5a se sitúa preferentemente en un intervalo de 400 W a 600 W, pero también son concebibles primeros consumos máximos de potencia eléctrica en el intervalo de 100 W a 1000 W. El segundo consumo máximo de potencia eléctrica de la segunda etapa de calentamiento 5b se sitúa preferentemente en un intervalo de 1200 W a 1400 W, pero son concebibles primeros consumos máximos de potencia eléctrica en el intervalo de 1000 W a 2000 W. Un consumo total máximo de potencia eléctrica del calentador de agua instantáneo 5 si sitúa a este respecto preferentemente en un intervalo de 1500 W a 2000 W, siendo también concebible un consumo de potencia total de hasta 2500W. Así, el calentador de agua instantáneo 5 puede ser alimentado desde una red de electricidad doméstica convencional, por ejemplo, en Alemania con tensión de red de 230 V, o desde un toma doméstica convencional.

El agua fría se descarga radialmente en el depósito interno 3 de la caldera 2 a través de la entrada de agua fría 4 en casi toda la altura de la caldera. El agua caliente se extrae por medio de un tubo de salida que llega solo a la zona superior 3b del depósito interior 3. En otras formas de realización, la entrada de agua fría 4 también puede estar dispuesta directamente en un área inferior 3a del depósito interno 3 y la salida de agua caliente puede estar dispuesta directamente en el área superior 3b del depósito interno 3. Esta configuración de la caldera minimiza la mezcla del agua fría entrante con el agua caliente saliente.

La figura 4 muestra una representación esquemática de otra forma de realización de un sistema hidráulico 1.

La forma de realización del sistema hidráulico 1 que se muestra en la figura 4 se basa en la forma de realización del sistema hidráulico 1 que se muestra en la figura 3.

A diferencia de la forma de realización de la figura 3, en la forma de realización mostrada en la figura 4, el caudalímetro 11 se encuentra entre la conexión de agua y la entrada de agua fría 4 de la caldera 2, pero ya en la zona de mayor presión, es decir, en el curso posterior de la bomba 20. La disposición mostrada representa, por lo tanto, otra posibilidad de disposición del caudalímetro 11 entre la caldera 2 y el calentador de agua instantáneo 5.

La figura 5 muestra una representación esquemática de otra forma de realización de un sistema hidráulico 1.

El sistema hidráulico 1 que se muestra en la figura 5 se basa en el sistema hidráulico 1 que se muestra en la figura 3, pero adicionalmente presenta un sensor de temperatura de agua a alta temperatura 14, aguas abajo del calentador de agua instantáneo 5, que está previsto para detectar la temperatura del agua a alta temperatura T3. El sensor de temperatura de agua a alta temperatura 14 está conectado al equipo de control 9. Con la temperatura de agua a alta temperatura registrada T3, se proporciona así un parámetro adicional para el control del calentador de agua instantáneo 5.

En esta forma de realización del sistema hidráulico 1, el equipo de control 9 está diseñado como un equipo de regulación para controlar el calentador de agua instantáneo 5 para regular la temperatura de preparación predeterminada Tzb. El control para regular la temperatura de preparación predeterminada Tzb se basa en una diferencia entre la temperatura de preparación predeterminada Tzb y la temperatura de agua caliente T2 determinada y se complementa con la desviación entre la temperatura de agua a alta temperatura T3 y la temperatura de preparación Tzb. Esta regulación reduce la diferencia entre la temperatura de preparación predeterminada Tzb y la temperatura de agua a alta temperatura T3 real comprobada, de modo que el agua a alta temperatura se proporciona a una temperatura óptima para la bebida caliente seleccionada.

La figura 6 muestra una representación esquemática de otra forma de realización de un sistema hidráulico 1.

La forma de realización del sistema hidráulico 1 que se muestra en la figura 6 se basa en la forma de realización del sistema hidráulico 1 que se muestra en la figura 5. El sistema hidráulico 1 que se muestra también incluye un filtro 23 que filtra las partículas más grandes del agua procedente de una conexión de agua. A continuación, sigue una unidad colectora de suciedad 27 con función de cierre, que contiene un colector de suciedad 22, una válvula de retención 19 y una válvula de entrada 21. Con el colector de suciedad 22 se pueden filtrar del agua incluso partículas pequeñas y se puede depurar el agua. La válvula de entrada 21 se usa para bloquear y desbloquear el suministro de agua para el sistema hidráulico 1.

La bomba 20 está dispuesta aguas abajo de la unidad colectora de suciedad 27 y aumenta la presión del agua que fluye hasta, por ejemplo, 1 MPa (10 bar). Como bomba 20 se utiliza preferentemente una bomba de paletas o una bomba de pistón oscilante, pero la bomba 20 no se limita a tales tipos de bomba. Delante de la bomba 20 está conectada una válvula de retención 19 para evitar el reflujo de agua. Un sensor de presión 24 dispuesto aguas abajo de la bomba está conectado para controlar la presión del agua. En una forma de realización, el sensor de presión 24 está configurado, por ejemplo, como un manómetro.

Análogamente a las formas de realización de las figuras 3 a 5, el caudalímetro 11 está dispuesto aguas arriba de la entrada de agua fría 4 de la caldera 2. Otra válvula de retención 19 está dispuesta entre el caudalímetro 11 y la caldera 2, que también está configurada también en este caso como caldera de presión, para evitar el retorno del agua caliente.

En la forma de realización de la figura 6 del sistema hidráulico 1, la temperatura de preparación predeterminada Tzb se puede ajustar al menos con tres valores diferentes, que se pueden emitir a través de tres válvulas de salida 13a, 13b, 13c del sistema hidráulico 1 en función de la bebida caliente seleccionada. Por supuesto, en otras formas de realización también es concebible un número diferente de válvulas de salida 13a, 13b, 13c. Por ejemplo, la cantidad de válvulas de salida se puede prever en función del equipamiento del dispositivo o la cantidad de mezcladores incorporados. Las válvulas de salida 13a, 13b, 13c están previstas para controlar un flujo de salida de agua a alta temperatura 10 en cada caso a temperaturas predeterminadas, en particular diferentes, para la preparación de diferentes bebidas calientes, entre las que se incluyen al menos té y café. En esta forma de realización del sistema hidráulico 1, la primera válvula de salida 13a está prevista para dispensar agua a alta temperatura 10 a una temperatura de aproximadamente 98 °C, por ejemplo, para preparar té. La segunda válvula de salida 13b está prevista para una temperatura de aproximadamente 94 °C para la preparación de café o bebidas calientes similares al café como, por ejemplo, expreso. En este caso, aguas abajo de la segunda válvula de salida 13b hay una elaboradora de café, un grupo o una unidad de elaboración de café (no mostrado), que está conectada a la segunda válvula de salida 13b y a través de la cual fluye el agua a alta temperatura 10 a presión. La tercera válvula de salida 13c se prevé en este caso para bebidas calientes instantáneas como, por ejemplo, variedades de café instantáneo, bebidas de cacao, bebidas mixtas y/o coberturas, que normalmente se preparan a una temperatura de 75 °C. En función del ajuste de la temperatura de agua de caldera T1, puede darse el caso de que el calentador de agua instantáneo 5 no tenga que activarse cuando se selecciona una bebida caliente de este tipo. A este respecto, se puede prever un mezclador aguas abajo de la tercera válvula de bebida 13c para preparar la bebida caliente instantánea y se puede conectar a la tercera válvula de salida 13c.

La figura 7 muestra una representación esquemática de una regulación de un sistema hidráulico 1.

En este sentido, se prevé un equipo de control 25, que regula la temperatura del agua a alta temperatura T3 detectada por el sensor de temperatura del agua caliente como una variable de regulación de acuerdo con la temperatura predeterminada Tzb como una variable de referencia o valor nominal. El equipo de control está diseñado preferentemente como un equipo de control PID, pero en otras formas de realización también puede preverse solo como un equipo de control P o PI. También son concebibles otros tipos de reguladores 25.

El tramo de regulación está formado por el calentador de agua instantáneo 5 o su elemento o elementos calefactores. Con un control previo 26, en particular el llamado control de avance, el caudal V detectado por el caudalímetro 11 y/o la diferencia entre la temperatura de preparación predeterminada Tzb y la temperatura del agua caliente T2 detectada por el sensor de temperatura del agua caliente 12 se introduce en el circuito de control, mientras que la temperatura del agua a alta temperatura T3 se utiliza complementariamente como parámetro, de modo que se puede precalcular la potencia necesaria para que el calentador de agua instantáneo 5 caliente el agua. La potencia para calentar el agua en el calentador de agua instantáneo 5 se conmuta a través de un triac, relé o conmutador que actúa como actuador.

La figura 8 muestra una representación esquemática de un procedimiento para la fabricación de un sistema hidráulico 1.

El sistema hidráulico 1 fabricado de esta manera se prevé preferentemente para una máquina expendedora de bebidas calientes 15 como la descrita anteriormente.

El procedimiento comprende la puesta a disposición S1 de una caldera 2 para el suministro de agua caliente desde un depósito interno 3 de la caldera 2. También se prevé una conexión S2 de una salida de agua caliente 7 de la caldera 2 a una entrada de agua caliente 6 de al menos un calentador de agua instantáneo 5 dispuesto espacialmente separado de la caldera 2. Se puede prever un solo calentador de agua instantáneo 5 o una pluralidad de calentadores de agua instantáneos 5 conectados consecutivamente o en serie. Una salida de agua caliente 8 del calentador de agua instantáneo 5 está prevista para la conexión a un dispensador de bebidas 17 de la máquina expendedora de bebidas calientes 15. El agua a alta temperatura 10, que sale del calentador de agua instantáneo 5, se prevé para la preparación de distintas bebidas calientes que se pueden dispensar a través del dispensador de bebidas 17 de la máquina expendedora de bebidas calientes 15. Las distintas bebidas calientes incluyen al menos té y café.

Una etapa adicional comprende la conexión S3 de un equipo de control 9 al calentador de agua instantáneo 5. El equipo de control 9 está diseñado para controlar de forma variable el calentador de agua instantáneo 5 para regular una temperatura del agua a alta temperatura 10 saliente de manera adaptada a una temperatura de preparación predeterminada Tzb en cada caso para la preparación de las distintas bebidas calientes. En particular, la temperatura del agua a alta temperatura 10 se puede regular a una primera temperatura de preparación adaptada para la preparación de té, y a una segunda temperatura de preparación adaptada cuando se prepara café.

La figura 9 muestra una representación esquemática de un procedimiento para la dispensación de una bebida caliente.

El procedimiento para dispensar una bebida caliente se prevé para una máquina expendedora de bebidas calientes 15, por ejemplo, como se ha descrito anteriormente. Comprende la etapa de seleccionar S4, en un equipo de entrada 16 de máquina expendedora de bebidas calientes 15, una bebida caliente deseada de una oferta de distintas bebidas calientes que pueden ser dispensadas por un dispensador de bebidas 17 de la máquina expendedora de bebidas calientes 15, comprendiendo las distintas bebidas calientes al menos café y té. Además, se prevé el transporte S5 de agua caliente desde un depósito interno 3 de una caldera 2 a un calentador de agua instantáneo 5 dispuesto espacialmente separado de la misma. Se puede prever un solo calentador de agua instantáneo 5 o una pluralidad de calentadores de agua instantáneos 5 conectados consecutivamente y/o en serie. Una etapa adicional es el control variable S6 del calentador de agua instantáneo 5 con un equipo de control 9 para regular una temperatura del agua a alta temperatura 10 que sale del calentador de agua instantáneo 5 de manera adaptada a una temperatura de preparación predeterminada Tzb de acuerdo con la bebida caliente seleccionada. La regulación de la temperatura del agua a alta temperatura se efectúa en particular para la preparación de té de manera adaptada a una primera temperatura de preparación predeterminada, y para la preparación de café de manera adaptada a una segunda temperatura de preparación predeterminada. Los intervalos de temperatura descritos para el agua caliente, el agua a alta temperatura 10 o para bebidas calientes seleccionadas son solo ejemplos y pueden adaptarse fácilmente a otros intervalos de temperatura. Además, la presión hidráulica en las formas de realización anteriores son solo ejemplos y también se pueden adaptar. El número de válvulas de bebida seleccionadas en las formas de realización anteriores, o el número de posibles temperaturas de preparación predeterminadas Tzb que pueden ser calentadas por el sistema hidráulico 1, también es solo un ejemplo y puede diseñarse de diversas maneras. En particular, también pueden estar previstas en un sistema hidráulico 1 cuatro, cinco, seis o más válvulas de salida, en cada caso con una o más temperaturas de preparación predeterminadas Tzb distintas.

Lista referencias

1 Sistema hidráulico

2 Caldera

3 Depósito interno de la caldera

3a Parte inferior del depósito interno

3b Parte superior del depósito interno

4 Entrada de agua fría

5 Calentador de agua instantáneo

5a Primera etapa de calentamiento del calentador de agua instantáneo

5b Segunda etapa de calentamiento del calentador de agua instantáneo

6 Entrada de agua caliente

7 Salida de agua caliente

8 Salida de agua a alta temperatura

9 Equipo de control

10 Agua caliente

11 Caudalímetro

12 Sensor de temperatura de agua caliente

13a, 13b, 13c Válvulas de salida

14 Sensor de temperatura de agua a alta temperatura

15 Máquina expendedora de bebidas calientes

16 Equipo de entrada

17 Dispensador de bebidas

18 Sensor de temperatura del agua de la caldera

19 Válvula antirretorno

20 Bomba

21 Válvula de admisión

22 Colector de suciedad

23 Unidad de filtro

24 Sensor de presión

25 Regulador

26 Control previo

27 Unidad colectora de suciedad

T1 Temperatura del agua de la caldera

T2 Temperatura del agua caliente

T3 Temperatura del agua a alta temperatura

V Caudal

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Sistema hidráulico (1) para máquina expendedora de bebidas calientes (15), con:

una caldera (2) para suministro de agua caliente desde un depósito interno (3) de la caldera (2), estando prevista una entrada de agua fría (4) en la caldera para la conexión a una toma de agua;

al menos un calentador de agua instantáneo (5) dispuesto espacialmente separado de la caldera (2), estando conectada una entrada de agua caliente (6) del calentador de agua instantáneo (5) a una salida de agua caliente (7) de la caldera (2) y estando prevista una salida de agua a alta temperatura (8) del calentador de agua instantáneo (5) para la conexión a un dispensador de bebidas (17) de la máquina expendedora de bebidas calientes (15), estando prevista el agua a alta temperatura (10) que sale de calentador de agua instantáneo (5) para la preparación de diversas bebidas calientes que se pueden dispensar a través del dispensador de bebidas (17), que comprenden al menos té y café; y

un equipo de control (9) que está diseñado para controlar de manera variable el calentador de agua instantáneo (5) para regular en cada caso una temperatura del agua a alta temperatura (10) adaptada a una temperatura de preparación predeterminada (Tzb), para preparar las diversas bebidas calientes, que al preparar un té es una primera temperatura de preparación predeterminada y, si se prepara un café, una segunda temperatura de preparación predeterminada;

caracterizado por que el equipo de control (9) está diseñado para activar el calentador de agua instantáneo (5) y/o desactivar el calentador de agua instantáneo (5) en un punto cero de una tensión de suministro sinusoidal.

2. Sistema hidráulico según la reivindicación 1,

caracterizado

por que se prevé un medidor de flujo (11) para detectar un flujo (V), estando conectado el medidor de flujo (11) al equipo de control (9), y estando diseñado el equipo de control (9) controlar el calentador de agua instantáneo (5) para regular la temperatura del agua a alta temperatura (10) en función del caudal detectado (V).

3. Sistema hidráulico según la reivindicación 2,

caracterizado

por que se prevé un sensor de temperatura de agua caliente (12) para detectar una temperatura de agua caliente (T2) entre la caldera (2) y el calentador de agua instantáneo (5), estando conectado el sensor de temperatura de agua caliente (12) al equipo de control ( 9), y estando diseñado el equipo de control (9) para controlar el calentador de agua instantáneo (5) para regular la temperatura del agua a alta temperatura (10) en función de la temperatura del agua caliente (T2), en particular en función de una diferencia entre la temperatura de preparación predeterminada (Tzb) y la temperatura del agua caliente determinada (T2), y/o en función del caudal (V).

4. Sistema hidráulico según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado

por que el calentador de agua instantáneo (5) presenta al menos una primera etapa de calentamiento (5a) y una segunda etapa de calentamiento (5b), estando previsto un primer consumo máximo de potencia eléctrica de la primera etapa de calentamiento (5a) preferentemente menor que un segundo consumo máximo de potencia eléctrica de la segunda etapa de calentamiento (5b).

5. Sistema hidráulico según la reivindicación 4,

caracterizado

por que el primer consumo máximo de potencia eléctrica de la primera etapa de calentamiento (5a) se sitúa en un intervalo de 100 W a 1000 W, en particular de 400 W a 600 W, y el segundo consumo máximo de potencia eléctrica de la segunda etapa de calentamiento (5b) se sitúa en un intervalo de 1000 W a 2000 W, en particular de 1200 W a 1400 W, situándose un consumo máximo total de potencia eléctrica del calentador de agua instantáneo (5) en el intervalo de 1500 W a 2500 W, en particular de 1500 W a 2000 W.

6. Sistema hidráulico según las reivindicaciones 4 o 5,

caracterizado

por que el equipo de control (9) está diseñado para activar la primera etapa de calentamiento (5a) del calentador de agua instantáneo (5) y/o la segunda etapa de calentamiento (5b) del calentador de agua instantáneo (5) en un punto cero de una tensión de suministro sinusoidal.

7. Sistema hidráulico según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado

por que la caldera (2) está configurada como caldera de presión, estando diseñados la caldera de presión y los elementos hidráulicos dispuestos aguas abajo de su curso, en particular el calentador de agua instantáneo (5) y las conexiones entre la caldera de presión, el calentador de agua instantáneo (5) y las válvulas de salida (13a, 13b, 13c), para una presión hidráulica de entre 0,2 MPa y 2 MPa (2 bar y 20 bar), en particular de entre 0,8 MPa y 1,2 MPa (8 bar y 12 bar).

8. Sistema hidráulico según la reivindicación 3,

caracterizado

por que se prevé un sensor de temperatura de agua a alta temperatura (14) aguas abajo del calentador de agua instantáneo (5) para detectar una temperatura de agua a alta temperatura (T3), estando conectado el sensor de temperatura de agua a alta temperatura (14) al equipo de control (9), y estando diseñado el equipo de control (9) como equipo de regulación para controlar el calentador de agua instantáneo (5) adicionalmente en función de una diferencia entre la temperatura de preparación predeterminada (Tzb) y la temperatura de agua a alta temperatura determinada (T3).

9. Máquina expendedora de bebidas calientes (15), con

un dispensador de bebidas (17), y

un sistema hidráulico (1) según una de las reivindicaciones anteriores acoplado al dispensador de bebidas.

10. Máquina expendedora de bebidas calientes (15) según la reivindicación 9,

caracterizado

por que el sistema hidráulico está acoplado al dispensador de bebidas (17) para preparar las diferentes bebidas calientes que se pueden dispensar a través del dispensador de bebidas (17) con el agua a alta temperatura (10) procedente del calentador de agua instantáneo (5).

11. Máquina expendedora de bebidas calientes (15) según las reivindicaciones 9 o 10,

caracterizado

por que se prevé un equipo de entrada (16) para que un usuario seleccione la bebida caliente que se ha de dispensar;

estando diseñado el equipo de control (9) para regular la temperatura del agua a alta temperatura (10) de manera que se adapte a una respectiva temperatura óptima de preparación de una bebida caliente seleccionada por medio del equipo de entrada (16), que se puede ajustar en cada caso individualmente en particular para té, café, expreso, bebidas instantáneas, bebidas de cacao y/o bebidas mezcladas, así como correspondientes variedades y sabores.

12. Procedimiento para fabricar un sistema hidráulico (1) para una máquina expendedora de bebidas calientes (15), en particular un sistema hidráulico según una de las reivindicaciones 1 a 8, con las siguientes etapas:

puesta a disposición (S1) de una caldera (2) para el suministro de agua caliente desde un depósito interno (3) de la caldera (2);

conexión (S2) de una salida de agua caliente (7) de la caldera (2) a una entrada de agua caliente (6) de al menos un calentador de agua instantáneo (5) dispuesto espacialmente separado de la caldera (2), estando prevista una salida de agua a alta temperatura ( 8) del calentador de agua instantáneo (5) para la conexión a un dispensador de bebidas (17) de la máquina expendedora de bebidas calientes (15), estando prevista el agua a alta temperatura (10) procedente del calentador de agua instantáneo (5) para la preparación de distintas bebidas calientes que se pueden dispensar a través del dispensador de bebidas (17), comprendiendo las distintas bebidas calientes al menos té y café;

conexión (S3) de un equipo de control (9) al calentador de agua instantáneo (5), que está configurado para controlar de forma variable el calentador de agua instantáneo (5) para regular una temperatura del agua a alta temperatura (10) saliente de manera adaptada a una temperatura de preparación predeterminada en cada caso para la preparación de las bebidas calientes que puede dispensar el dispensador de bebidas (17), que es una primera temperatura de preparación predeterminada cuando se prepara té y una segunda temperatura de preparación predeterminada cuando se prepara café;

caracterizado por que el equipo de control (9) está diseñado para activar el calentador de agua instantáneo (5) y/o desactivar el calentador de agua instantáneo (5) en un punto cero de una tensión de suministro sinusoidal.

13. Procedimiento para la dispensación de una bebida caliente, en particular con una máquina expendedora de bebidas calientes según una de las reivindicaciones 9 a 11, con las etapas:

selección (S4) de una bebida caliente deseada de una oferta de diferentes bebidas calientes que pueden ser dispensadas por un dispensador de bebidas (17) de la máquina expendedora de bebidas calientes (15), comprendiendo las distintas bebidas calientes al menos café y té, en un equipo de entrada (16) de la máquina expendedora de bebidas calientes (15);

transporte (S5) de agua caliente desde un depósito interno (3) de una caldera (2) a un calentador de agua instantáneo (5) espacialmente separado del mismo; y

control variable (S6) del calentador de agua instantáneo (5) con un equipo de control (9) para regular una temperatura del agua a alta temperatura (10) que sale del calentador de agua instantáneo (5) de manera adaptada a una temperatura de preparación predeterminada (Tzb ) de acuerdo con la bebida caliente seleccionada, que, cuando se prepara té, es una primera temperatura de preparación predeterminada y, cuando se prepara café, es una segunda temperatura de preparación predeterminada;

caracterizado por que el equipo de control (9) está diseñado para activar el calentador de agua instantáneo (5) y/o desactivar el calentador de agua instantáneo (5) en un punto cero de una tensión de suministro sinusoidal.