RU2154782C2

RU2154782C2 - Drinks cooling system

Info

Publication number: RU2154782C2
Application number: RU98102094A
Authority: RU
Inventors: В.В. Липатов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью МАК-БЭТ
Priority date: 1998-01-22
Filing date: 1998-01-22
Publication date: 2000-08-20

Abstract

FIELD: food industry; cooling of beer, water, juices, or milk at farms. SUBSTANCE: proposed cooling system has thermoelectric battery unit with heat carrier hot and cold circuits and heat relief unit. The latter has circulating pump, radiator with fan and gas separator. Container for drink has heat insulation. Cooling jacket is coupled with output of thermoelectric battery unit cold circuit and tank for heat carrier. One end of coil placed in tank is connected with container for drink, and other end is connected with tap through pipe-in-pipe type pipeline. Side of jacket pointed to container is made of thin elastic material. EFFECT: provision of ecological safety of production and convenience of mounting the system at site. 5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области холодильного оборудования, а именно к системам охлаждения напитков, и может быть использовано на предприятиях, реализующих напитки такие, как пиво, воды, соки и другие, а также для охлаждения других жидкостей, например молока на фермах. The invention relates to the field of refrigeration equipment, in particular to beverage cooling systems, and can be used in enterprises selling drinks such as beer, water, juices and others, as well as for cooling other liquids, such as milk on farms.

Известна система охлаждения напитков, включающая контейнер для напитка, охлаждающее устройство, содержащее блок термоэлектрических батарей с каналами для протока жидкого теплоносителя, расположенными со стороны горячих теплопереходов термоэлектрических батарей, соединенными трубопроводами с радиатором сброса тепла, снабженным вентилятором, с образованием замкнутого циркуляционного контура (US 5072590 A, F 25 B 21/02, 17.12.91). A known beverage cooling system comprising a beverage container, a cooling device comprising a block of thermoelectric batteries with channels for the flow of liquid coolant located on the side of the hot heat transfer of thermoelectric batteries, connected by pipelines to a heat sink equipped with a fan, with the formation of a closed circulation circuit (US 5072590 A, F 25 B 21/02, 12/17/91).

Эта система является наиболее близкой к данному изобретению по технической сущности. К недостаткам этого устройства относится невысокая теплотехническая эффективность. This system is the closest to this invention in technical essence. The disadvantages of this device include low thermal efficiency.

Данное изобретение направлено на решение технической задачи, заключающейся в улучшении экологической безопасности и повышении теплотехнической эффективности. This invention is aimed at solving a technical problem, which consists in improving environmental safety and increasing thermal efficiency.

Для достижения этого технического результата система охлаждения напитков, включающая контейнер для напитка, охлаждающее устройство, содержащее блок термоэлектрических батарей с каналами для прохода жидкого теплоносителя, расположенными со стороны горячих теплопереходов термоэлектрических батарей, соединенными трубопроводами с радиатором сброса тепла, снабженным вентилятором, с образованием замкнутого циркуляционного контура, отличается тем, что система содержит газоотделитель, соединенный трубопроводами с контейнером для напитка и со всасывающим патрубком циркуляционного насоса, нагнетающий патрубок которого соединен трубопроводом с входом змеевика, теплоизолированный двойной трубопровод типа труба в трубе, соединяющий центральной своей трубой выход змеевика с разливочным краном, пространство между трубами которого в месте присоединения его к выходу змеевика подсоединено трубопроводом с помощью тройника к трубопроводу, соединяющему контейнер для напитка с газоотделителем, систему регулирования и управления, систему электропитания, при этом контейнер для напитка имеет теплоизоляцию, а между контейнером и теплоизоляцией установлена дополнительная охлаждающая рубашка, снабженная входным и выходным патрубками, сторона которой, обращенная к контейнеру, выполнена из тонкого эластичного материала, причем охлаждающее устройство содержит бак, наполненный жидким теплоносителем, имеющий входной и выходной патрубки, и насос, а блок термоэлектрических батарей снабжен каналами с входным и выходным патрубками для протока холодного жидкого теплоносителя со стороны холодных теплопереходов термоэлектрических батарей, а змеевик, связанный с разливочным краном и с контейнером для напитка, размещен в баке охлаждающего устройства, при этом бак, насос, холодные каналы блока термоэлектрических батарей и дополнительная охлаждающая рубашка соединены трубопроводами, снабженными теплоизоляцией, с образованием замкнутого холодного контура, входной патрубок дополнительной охлаждающей рубашки расположен ниже выходного, входной патрубок бака охлаждающего устройства расположен выше выходного, часть входного патрубка, обращенная внутрь бака, снабжена поворотом на 90 градусов в горизонтальной плоскости, теплоизоляция контейнера для напитка выполнена из нижней, боковой и верхней частей, на нижней из которых устанавливают контейнер, на внутренней поверхности боковой части установлена дополнительная охлаждающая рубашка, причем боковая и верхняя части выполнены съемными, в качестве материала для внутренней части дополнительной охлаждающей рубашки использован тканый материал, пропитанный герметизирующим компонентом, например прорезиненная ткань, тонколистовой, в том числе армированный, пластик, резиновые и полимерные пленки. Радиатор сброса тепла может быть размещен вне помещения под навесом от солнца и атмосферных осадков. Между разливочным краном и двойным теплоизолированным трубопроводом типа труба в трубе может быть установлен дополнительный термоэлектрический охладитель, аналогичный основному, холодные теплопереходы термобатарей которого подключены к центральной трубе, а горячие - к пространству между трубами. В систему регулирования может быть встроено устройство, отслеживающее время суток и отключающее циркуляционный насос в нерабочее время заведения. В горячий контур может быть встроен дополнительный датчик температуры, подключенный к системе регулирования для отключения вентилятора радиатора. To achieve this technical result, a beverage cooling system comprising a beverage container, a cooling device comprising a block of thermoelectric batteries with channels for the passage of liquid coolant located on the side of the hot heat transfer thermoelectric batteries connected by pipelines to a heat sink equipped with a fan, with the formation of a closed circulation circuit, characterized in that the system includes a gas separator connected by pipelines to the container for drink and with the suction pipe of the circulation pump, the discharge pipe of which is connected by a pipe to the inlet of the coil, a heat-insulated double pipe-type pipe in the pipe, connecting the outlet of the coil with the filling valve with its central pipe, the space between the pipes of which at the point of its connection to the outlet of the coil is connected by a pipe using tee to the pipeline connecting the beverage container to the gas separator, a regulation and control system, an electrical power system, the container for the beverage is insulated, and between the container and the insulation there is an additional cooling jacket provided with inlet and outlet nozzles, the side of which is facing the container is made of thin elastic material, the cooling device comprising a tank filled with a liquid coolant having an inlet and an outlet nozzle, and a pump, and the block of thermoelectric batteries is equipped with channels with inlet and outlet nozzles for the flow of cold liquid coolant from the side of cold thermo electric batteries, and the coil connected to the filling tap and the beverage container is located in the tank of the cooling device, while the tank, pump, cold channels of the thermoelectric battery block and an additional cooling jacket are connected by pipelines equipped with thermal insulation to form a closed cold circuit, the input the nozzle of the additional cooling jacket is located below the outlet, the inlet of the tank of the cooling device is located above the outlet, the part of the inlet, facing inward ka, equipped with a 90-degree rotation in the horizontal plane, the thermal insulation of the beverage container is made of lower, side and upper parts, on the lower of which the container is installed, an additional cooling jacket is installed on the inner surface of the side part, the side and upper parts are removable, As the material for the inside of the additional cooling jacket, a woven material impregnated with a sealing component, for example, rubberized fabric, thin-sheet, including reinforced, plastic, rubber and polymer films. A heat sink can be placed outdoors under a canopy from the sun and precipitation. An additional thermoelectric cooler, similar to the main one, can be installed between the filling tap and the double heat-insulated pipe-type pipe in the pipe, the cold heat transfer of which is connected to the central pipe and the hot to the space between the pipes. A device can be built into the control system that monitors the time of day and turns off the circulation pump during non-working hours of the establishment. An additional temperature sensor can be integrated into the hot circuit, connected to the control system to turn off the radiator fan.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена схема системы охлаждения напитков. Система включает контейнер 1 для напитка и охлаждающее устройство. Контейнер 1 соединен трубопроводом 2 с газоотделителем 3, который соединен трубопроводом 4 с всасывающим патрубком циркуляционного насоса 5, нагнетающий патрубок которого соединен трубопроводом 6 с входом змеевика 7, размещенного в баке 8 охлаждающего устройства, наполненным жидким теплоносителем 9. Система содержит теплоизолированный двойной трубопровод 10 типа труба в трубе, соединяющий центральной своей трубой 11 выход змеевика 7 с разливочным краном 12. Пространство между трубами в месте 13 присоединения его к выходу змеевика 7 подсоединено трубопроводом 14 с помощью тройника 15 к трубопроводу 2, соединяющему контейнер 1 для напитка с газоотделителем 3. Охлаждающее устройство содержит кроме бака 8 также блок термоэлектрических батарей 16, с каналами для протока жидкого теплоносителя, расположенными со стороны горячих теплопереходов термоэлектрических батарей. Причем каналы снабжены входным и выходным патрубками 17, 18 и последовательно соединены трубопроводами с дополнительным циркуляционным насосом 19 и радиатором 20 сброса тепла, снабженным вентилятором 21 с образованием горячего замкнутого циркуляционного контура, снабженного системой газоотделения, которая включает расширительный бачок 22, трубопровод 23 подвода жидкого теплоносителя в контур и трубопровод 24 отвода газов из контура. Контейнер 1 для напитка снабжен теплоизоляцией 25, а между контейнером и теплоизоляцией 25 установлена дополнительная охлаждающая рубашка 26, снабженная входным и выходным патрубками 27, 28. Причем сторона рубашки 26, обращенная к контейнеру 1, выполнена из тонкого эластичного материала. В качестве материала для внутренней части дополнительной охлаждающей рубашки использован тканый материал, пропитанный герметизирующим компонентом, например прорезиненная ткань, тонколистовая, в том числе армированный пластик, резиновые и полимерные пленки. Бак 8 охлаждающего устройства снабжен входным и выходным патрубками соответственно 29, 30, а блок термоэлектрических батарей 16 снабжен каналами, с входным и выходным патрубками соответственно 31, 32 для протока холодного жидкого теплоносителя со стороны холодных теплопереходов термоэлектрических батарей 16. Выходной патрубок 30 охлаждающего бака 8 соединен трубопроводом с всасывающим патрубком насоса 33 холодного контура. Нагнетающий патрубок насоса 33 соединен трубопроводом с входным патрубком 31 холодных каналов блока термоэлектрических батарей 16, выходной патрубок 32, холодных каналов блока термоэлектрических батарей 16 соединен трубопроводом с входным патрубком 27 дополнительной охлаждающей рубашки 26, а выходной патрубок 28 рубашки 26 соединен с входным патрубком 29 бака 8 охлаждающего устройства. При этом бак 8 охлаждающего устройства, насос 33 холодного контура, патрубки 31 и 32 холодных каналов блока термоэлектрических батарей 16 и дополнительная охлаждающая рубашка 26 образуют замкнутый холодный контур. А трубопроводы холодного контура и бак 8 снабжены теплоизоляцией. Для улучшения прокачиваемости трубопроводов и исключения воздушных пробок входной патрубок 27 дополнительной охлаждающей рубашки 26 расположен ниже выходного патрубка 28, входной патрубок 29 бака 8 охлаждающего устройства расположен выше выходного патрубка 30. Для улучшения теплообмена в баке 8 часть входного патрубка 29, обращенная внутрь бака 8, снабжена поворотом на 90 градусов в горизонтальной плоскости. Для улучшения эксплуатационных параметров системы теплоизоляция контейнера для напитка выполнена из трех частей: нижней части 34, на которую устанавливается контейнер для напитка (бочка, keg), боковой части 35, на внутреннюю поверхность которой установлена дополнительная охлаждающая рубашка 26, и верхней части 36. Боковая и верхняя части 35, 36 теплоизоляции выполнены съемными. Контейнер 1 для напитка снабжен подсоединительным запорным краном 37, к которому подводится газ от баллона 38 для передавливания напитка и к крану 12. The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of a beverage cooling system. The system includes a beverage container 1 and a cooling device. The container 1 is connected by a pipe 2 to a gas separator 3, which is connected by a pipe 4 to the suction pipe of the circulation pump 5, the discharge pipe of which is connected by a pipe 6 to the inlet of the coil 7, located in the tank 8 of the cooling device, filled with liquid coolant 9. The system contains a heat-insulated double pipe of type 10 a pipe in a pipe connecting the outlet of the coil 7 with the filling valve 12 with its central pipe 11. The space between the pipes at the point 13 connecting it to the outlet of the coil 7 is connected about the pipeline 14 using a tee 15 to the pipeline 2 connecting the beverage container 1 to the gas separator 3. In addition to the tank 8, the cooling device also contains a block of thermoelectric batteries 16, with channels for the flow of liquid coolant located on the side of the hot heat transfer of thermoelectric batteries. Moreover, the channels are equipped with inlet and outlet nozzles 17, 18 and are connected in series by pipelines with an additional circulation pump 19 and a heat sink radiator 20, equipped with a fan 21 to form a hot closed circulation circuit equipped with a gas separation system, which includes an expansion tank 22, a liquid coolant supply pipe 23 in the circuit and the pipeline 24 of the exhaust gases from the circuit. The beverage container 1 is provided with thermal insulation 25, and between the container and thermal insulation 25 an additional cooling jacket 26 is installed, equipped with inlet and outlet pipes 27, 28. Moreover, the side of the shirt 26 facing the container 1 is made of thin elastic material. As the material for the inside of the additional cooling jacket, a woven material impregnated with a sealing component is used, for example, rubberized fabric, thin-sheet, including reinforced plastic, rubber and polymer films. The tank 8 of the cooling device is equipped with inlet and outlet pipes 29, 30, respectively, and the thermoelectric battery block 16 is equipped with channels, with the inlet and outlet pipes 31, 32, respectively, for the flow of cold liquid coolant from the side of the cold heat transfer of thermoelectric batteries 16. The output pipe 30 of the cooling tank 8 connected by a pipeline to the suction pipe of the cold circuit pump 33. The pump discharge pipe 33 is connected by a pipe to the inlet pipe 31 of the cold channels of the thermoelectric battery block 16, the outlet pipe 32, of the cold channels of the thermoelectric battery block 16 is connected by a pipe to the inlet pipe of the additional cooling jacket 26, and the outlet pipe 28 of the jacket 26 is connected to the tank inlet 29 8 cooling device. In this case, the tank 8 of the cooling device, the cold circuit pump 33, the cold channel nozzles 31 and 32 of the thermoelectric battery block 16 and the additional cooling jacket 26 form a closed cold circuit. And the pipelines of the cold circuit and the tank 8 are equipped with thermal insulation. To improve the pumpability of pipelines and to eliminate air congestion, the inlet pipe 27 of the additional cooling jacket 26 is located below the outlet pipe 28, the inlet pipe 29 of the tank 8 of the cooling device is located above the outlet pipe 30. To improve heat transfer in the tank 8, the part of the inlet pipe 29 facing the inside of the tank 8, equipped with a rotation of 90 degrees in the horizontal plane. To improve the operational parameters of the system, the thermal insulation of the beverage container is made of three parts: the lower part 34, on which the beverage container (barrel, keg) is installed, the side part 35, on the inner surface of which an additional cooling jacket 26 is installed, and the upper part 36. Side and the upper parts 35, 36 of the thermal insulation are removable. The beverage container 1 is equipped with a connecting shut-off valve 37, to which gas is supplied from the cylinder 38 for transferring the beverage and to the valve 12.

Для экономической работы системы охлаждения напитков она снабжена системой электропитания (на чертеже не показана), системой регулирования и управления, включающей датчики температуры в горячем контуре, температуры в холодном контуре, температуры напитка в разливочном кране, устройством задания температуры напитка. For the economic operation of the beverage cooling system, it is equipped with an electrical power system (not shown in the drawing), a control and management system including temperature sensors in the hot circuit, temperature in the cold circuit, temperature of the drink in the filling tap, and a device for setting the temperature of the drink.

Радиатор 20 сброса тепла может быть размещен вне помещения под навесом от солнца и атмосферных осадков. Heat sink radiator 20 can be placed outdoors under a canopy from the sun and precipitation.

Между разливочным краном 12 и двойным теплоизолированным трубопроводом 10 типа труба в трубе может быть установлен дополнительный термоэлектрический охладитель (на чертеже не показан), аналогичный основному, холодные теплопереходы термобатарей которого подключены к центральной трубе 11, а горячие - к пространству между трубами. An additional thermoelectric cooler (not shown in the drawing), similar to the main one, can be installed between the filling valve 12 and the double heat-insulated pipe type 10 pipe in the pipe, similar to the main one, the cold heat transitions of the thermopiles of which are connected to the central pipe 11, and the hot ones to the space between the pipes.

В систему регулирования может быть встроено устройство, отслеживающее время суток и отключающее циркуляционный насос в нерабочее время заведения. A device can be built into the control system that monitors the time of day and turns off the circulation pump during non-working hours of the establishment.

В горячий контур может быть встроен дополнительный датчик температуры, подключенный к системе регулирования для отключения вентилятора 21 радиатора 20. An additional temperature sensor can be integrated into the hot circuit, connected to the control system to turn off the fan 21 of the radiator 20.

Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения от источника питания на блок термоэлектрических батарей 16 жидкий теплоноситель, циркулирующий по холодному контуру, проходя каналы для холодного теплоносителя через патрубки 31, 32, в блоке термоэлектрических батарей 16 охлаждается за счет поглощения теплоты от элементов Пельтье на холодных спаях термоэлектрических батарей, и, проходя далее с помощью циркуляционного насоса 33 через дополнительную рубашку 26 охлаждения, охлаждает напиток, находящийся в контейнере 1. Протекая через бак 8, жидкий теплоноситель 9 охлаждает змеевик 7 и проходящий через него напиток, который циркулирует по всей длине двойного теплоизолированного трубопровода 10 типа труба в трубе. И поэтому у крана 12 напиток холодный. Теплоноситель, проходящий через каналы для протока горячего теплоносителя, в блоке термоэлектрических батарей 16 нагревается за счет теплоты, выделяемой элементами Пельтье, и тепла, связанного с необратимыми термодинамическими процессами в термобатареях, выделяемого на горячих спаях, и, циркулируя по горячему контуру, за счет работы циркуляционного насоса 19 проходит через радиатор 20 сброса тепла, где отдает тепло наружному воздуху, проходящему через радиатор 20 сброса тепла за счет работы вентилятора 21. Система регулирования выключает или включает охлаждающее устройство, насос 19 горячего контура, вентилятор 21 сброса тепла в зависимости от заданной температуры и сигнала соответствующего датчика и циркуляционный насос в зависимости от времени суток. The device operates as follows. When voltage is supplied from the power source to the thermoelectric battery block 16, the liquid coolant circulating in the cold circuit, passing the channels for the cold coolant through the nozzles 31, 32, in the thermoelectric battery block 16 is cooled by absorbing heat from Peltier cells on cold junctions of the thermoelectric batteries, and passing further by means of a circulation pump 33 through an additional cooling jacket 26, it cools the beverage located in the container 1. Flowing through the tank 8, the liquid heat carrier 9 cools the coil 7 and the beverage passing through it, which circulates along the entire length of the double heat-insulated pipe type 10 pipe in pipe. And therefore, the tap 12 has a cold drink. The heat carrier passing through the channels for the flow of hot heat carrier in the thermoelectric battery block 16 is heated due to the heat generated by the Peltier elements and the heat associated with irreversible thermodynamic processes in the thermopile, released on the hot junctions, and, circulating along the hot circuit, due to work the circulation pump 19 passes through a heat sink radiator 20, where it transfers heat to the outside air passing through the heat sink radiator 20 due to the operation of the fan 21. The control system turns off and and includes a cooling device, a pump 19, the hot loop, the heat discharge fan 21 depending on the set temperature and the corresponding sensor signal, and the circulation pump as a function of time of day.

При работе данной системы обеспечивается экологическая безопасность производства, поскольку нет необходимости использовать в качестве хладагента инертные газы. Также достигается удобство при размещении системы охлаждения на объекте. The operation of this system ensures environmental safety of production, since there is no need to use inert gases as a refrigerant. Convenience is also achieved when placing the cooling system at the facility.

Claims

1. A beverage cooling system comprising a beverage container, a cooling device comprising a thermoelectric battery unit with channels for a liquid coolant flow, located on the side of the hot heat junctions of the thermoelectric batteries, connected by pipelines to a heat sink equipped with a fan, with the formation of a closed circulation circuit, characterized the fact that the system comprises a gas separator connected by pipelines to the beverage container and to the circulation suction pipe of the second pump, the discharge pipe of which is connected by a pipe to the inlet of the coil, a heat-insulated double pipe-type pipe-in-pipe connecting the central outlet of the coil with a filling valve, the space between the pipes of which at the point of its connection to the outlet of the coil is connected by a pipe to the pipeline connecting with a tee a beverage container with a gas separator, a control and management system, an electrical power system, while the beverage container is insulated, and between An additional cooling jacket, equipped with inlet and outlet nozzles, the side of which facing the container is made of thin elastic material, is installed by the tuner and thermal insulation, the cooling device comprising a tank filled with a liquid coolant having an inlet and an outlet nozzle, and a pump, and a block of thermoelectric batteries equipped with channels with inlet and outlet nozzles for the flow of cold liquid coolant from the side of the cold heat transitions of thermoelectric batteries, and a coil connected with a filling tap and with a container for a drink, it is placed in the tank of the cooling device, while the tank, pump, cold channels of the thermoelectric battery block and an additional cooling jacket are connected by pipes equipped with insulation, with the formation of a closed cold circuit, the inlet pipe of the additional cooling jacket is located below the outlet , the inlet pipe of the tank of the cooling device is located above the output, part of the inlet pipe facing the inside of the tank is provided with a 90 ^° rotation horizontally the surface of the container, the thermal insulation of the beverage container is made of the lower, side and upper parts, on the lower of which the container is installed, an additional cooling jacket is installed on the inner surface of the side, the side and upper parts are removable as a material for the inside of the additional cooling jacket used woven material impregnated with a sealing component, for example rubberized fabric, sheet, including reinforced plastic, rubber and polymer ki.

2. The beverage cooling system according to claim 1, characterized in that the heat sink is located outdoors under a canopy from the sun and precipitation.

3. The beverage cooling system according to claim 1, characterized in that between the filling tap and the double heat-insulated pipe-type pipe, an additional thermoelectric cooler is installed in the pipe, similar to the main one, whose cold heat transfer junctions are connected to the central pipe and the hot ones to the space between the pipes.

4. The beverage cooling system according to claim 1, characterized in that a device is monitored in the control system that monitors the time of day and turns off the circulation pump during non-working hours of the establishment.

5. The beverage cooling system according to claim 1, characterized in that an additional temperature sensor is integrated in the hot circuit connected to the control system to turn off the radiator fan.