WO2008061726A2 - Wärmetauscher zum kühlen oder erwärmen einer flüssigkeit, kühlkreislauf sowie verfahren zur kühlung oder erwärmung eines arbeitsfluids oder eines wärmetauschers - Google Patents

Wärmetauscher zum kühlen oder erwärmen einer flüssigkeit, kühlkreislauf sowie verfahren zur kühlung oder erwärmung eines arbeitsfluids oder eines wärmetauschers Download PDF

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Definitions

  • Heat exchanger for cooling or heating a liquid, cooling circuit and method for cooling or heating a working fluid or a heat exchanger
  • the invention relates to a heat exchanger or a device for the cooling or heating of a liquid according to the preamble of claim 1.
  • the invention relates to a heat exchanger according to the preamble of claim 9.
  • the invention relates to a heat exchanger according to the preamble of claim 1 8.
  • Still further aspects of the invention relate to a device for heating and cooling a liquid, namely a thermally acted upon according to claim 34.
  • a device for heating and cooling a liquid namely a thermally acted upon according to claim 34.
  • State of the art are a variety of different heat exchanger systems, which are used for heating or cooling of different media in a continuous process. These are preferably designed for the penetration of larger volumes and uneconomical for the cooling of relatively small quantities of liquids.
  • the object of the present invention is to provide heat exchangers or cooling circuits or devices or methods which can cool or heat small quantities of liquids in a continuous process with reasonable technical effort.
  • a refluxströmer in whose first flow path a disconnectable coolant circuit of a refrigeration unit is arranged and whose second flow path is provided for the liquid to be thermally acted upon.
  • the heat exchanger is provided with a switchable electric heater, which also prevents a freezing of the first flow path in conjunction with a controller.
  • a compressor cooling unit or by means of an absorber cooling unit a cooling circuit is generated.
  • an evaporator is formed by the lying in the cooling circuit heat exchanger in the form of a cross-flow.
  • the cooling circuit is closed by a first flow path through which the cooling medium flows. Preferably at right angles to this first flow path crosses a second flow path pressure and liquid tight in geometrically and thermally close contact the first flow path and a liquid flowing through the second flow path liquid is thereby cooled to the desired temperature.
  • the first flow path and the second flow path may each be a flow-wise and geometrically parallel arrangement of partial flow paths.
  • the flow paths are preferably carried out according to claim 2 in microstructure.
  • the liquid to be cooled for example, in a coffee maker a portion of coffee, after its preparation in a collecting container according to claim 6 or claim 26 are collected and then flows by means of a pump according to Claim 7 or 27 multiple times through the heat exchanger, wherein the collecting container or the intermediate storage vessel is part of the coffee cycle through the second flow path.
  • the collection container is equipped according to claim 28 with a liquid outlet valve which, when the preselected temperature for the coffee is reached, opens, and the coffee flows into a collecting container.
  • the flow of the second liquid through the heat exchanger takes place as described above, preferably by means of a feed pump.
  • the Wienströmer can be additionally cooled or heated according to claim 1 2 or 20 by reversing the supply voltage.
  • the efficiency of a cross-flow can be significantly increased by being coated by means of piercing technology.
  • the cold supply lines between a cooling circuit throttle and the heat exchanger can additionally be cooled or heated by means of Peltier elements.
  • a temperature control is carried out in each of the two preceding cases according to claim 38 by means of thermal sensors and a control unit acted upon by these.
  • thermos container in which a working fluid having a high thermal capacity is located and which is preferably of flange-mounted animal elements is cooled to a low temperature, by means of a pump, the cooled working fluid through supply lines also promoted to a heat exchanger in the form of a cross-flow, flows through this in a first flow path and is then fed back to the thermos container to renewed cooling.
  • the heat exchanger can be cooled according to claim 1 1 by means of flanged Peltier elements.
  • the thermally acted liquid which is preferably in a collecting container according to claim 21, wherein the collecting container part of the liquid circuit through the second flow path of the cross-flow is.
  • the sump is equipped according to claim 23 with a liquid outlet valve, which, when the desired temperature for the coffee is reached, opens by hand or thermostatically controlled, and the coffee flows into a collecting container.
  • a liquid outlet valve which, when the desired temperature for the coffee is reached, opens by hand or thermostatically controlled, and the coffee flows into a collecting container.
  • the heat exchanger is equipped with only one flow path as a surface cooler, which is designed in microstructure and is traversed by the liquid to be acted upon thermally.
  • the cooling of the Meleyers takes place in this case according to claim 1 9 by means of flanged to the heat exchanger Peltier elements.
  • the liquid to be thermally charged which is also in this solution in a collecting container according to claim 21, wherein the collecting container is part of the liquid keitsniklaufes through the flow path of the heat exchanger, flows through the flow path according to claim 22 as in the previous solutions by means of a pump - or several times, is brought to the desired temperature and then flows according to claim 23 by a liquid outlet valve of the collecting container by hand or thermostatically controlled in a collecting vessel.
  • a device In order to heat and / or cool liquids, in particular beverages such as coffee, tea, juices, milk, with little expenditure on equipment to an adjustable temperature, a device is provided according to claim 34, which essentially accommodates a liquid, in particular a stationary container, a pump - And / or suction device and a holding tion for receiving a heat exchanger as Wienströmer or for receiving a surface cooler, which is particularly suitable for cooling and heating of liquids according to the flow principle due to its microstructured surfaces.
  • the surface cooler has only one flow path, namely for the liquid to be thermally charged.
  • the receptacle may according to claim 35 comprise at least one outlet and at least one inlet, wherein the inlet is connected to the suction and pumping device.
  • the receptacle may have more than one inlet.
  • a second inlet may be provided as a cleaning and disinfection cycle. The second inlet can be switched to the second flow path in alternation with the first inlet for cleaning and disinfection.
  • the heat and / or refrigeration device to be coupled to the heat exchanger can be designed, for example, in Peltier technology or as a refrigeration compressor.
  • a refrigeration compressor it is conceivable that the heat exchanger and / or surface cooler is provided with an electrical contact heating. It is also conceivable that, for example, the described heat exchanger is flowed through at least one passage of a fluid and / or refrigerant for generating cold and heat.
  • said spout is connected to the container receiving a liquid in such a way that the liquid to be cooled and / or heated is circulated.
  • suction and / or pumping device For controlling the entire unit, such as suction and / or pumping device, surface cooler and / or heat exchanger, as well as cooling and / or heating generating device, measuring, control and regulating devices can be used.
  • the device has Peltier elements, these can be connected to one another in a technical manner in terms of control technology.
  • a beverage such as coffee or tea is usually prepared using hot water.
  • the drink is placed in the receptacle.
  • the beverage is fed to the heat exchanger and / or surface cooler. If the desired temperature difference and the amount of beverage are so dimensioned that the temperature can be lowered in a flow, the chilled beverage is removed via the casserole. If the desired temperature difference or the desired amount of beverage for a single pass is too large, the beverage can be cooled to reach the desired temperature in the circuit. For this purpose, a bypass with connection to the receptacle can be easily made in the outlet.
  • the surface cooler and / or heat exchanger of the device can be removed. It is also possible to integrate a cleaning system, as used for example in beverage vending machines.
  • the invention may take the form of a cross-flow pump with a countercurrent or with a Gleichströmer according to claims 43 - 48 reali- be siert. Therefore, claims 43-48 complete claims 1, 9, 24, 25, 30, and 34, also with respect to the dependent claims.

Abstract

Ein Wärmetauscher zum Kühlen oder Erwärmen kleiner Mengen einer Flüssigkeit, insbesondere Kaffee, mit vertretbarem technischen Aufwand enthält einen ersten Strömungspfad eines abschaltbaren Kühlmittelkreislaufes eines Kälteaggregates und einen zweiten Strömungspfad für die thermisch zu beaufschlagende Flüssigkeit, wobei der Wärmetauscher mit einer zuschaltbaren elektrischen Heizung versehen ist. Der Wärmetauscher kann ein Kreuzströmer, ein Gegenströmer oder ein Gleichströmer sein.

Description

Wärmetauscher zum Kühlen oder Erwärmen einer Flüssigkeit, Kühlkreislauf sowie Verfahren zur Kühlung oder Erwärmung eines Arbeitsfluids oder eines Wärmetauschers
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher bzw. eine Vorrichtung für das Kühlen oder Erwärmen einer Flüssigkeit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Alternativ betrifft die Erfindung einen Wärmetauscher gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Als weitere Alternative betrifft die Erfindung einen Wärmetauscher nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 8.
Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Verfahren zur Kühlung oder Erwärmung eines Arbeitsfluids nach Anspruch 30 bzw. eines Wärmetauschers nach Anspruch 31 .
Noch weitere Aspekte der Erfindung betreffen eine Vorrichtung zum Erwärmen und Kühlen einer Flüssigkeit, nämlich einer thermisch zu beaufschla- genden nach Anspruch 34. Stand der Technik sind eine Vielzahl von unterschiedlichen Wärmetauschersystemen, die zum Erwärmen oder Abkühlen von unterschiedlichen Medien im Durchlaufverfahren eingesetzt werden. Diese sind bevorzugt für die Pe- netrierung größerer Volumina ausgelegt und für das Abkühlen relativ kleiner Mengen von Flüssigkeiten unwirtschaftlich.
Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, Wärmetauscher bzw. Kühlkreisläufe bzw. Vorrichtungen bzw. Verfahren bereitzustellen, die mit vertretbarem technischen Aufwand kleine Mengen von Flüssigkeiten im Durchlaufverfahren abkühlen oder erwärmen können.
Die Lösung der Aufgabe wird durch Wärmetauscher mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 bzw. Anspruch 9 bzw. Anspruch 18 erreicht.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den jeweils zugehörigen Unteransprüchen dargestellt.
Bei dem ersten bevorzugten Lösungseinsatz für einen Wärmetauscher ist dieser nach Anspruch 1 ein Kreuzströmer, in dessen ersten Strömungspfad ein abschaltbarer Kühlmittelkreislauf eines Kälteaggregats angeordnet ist und dessen zweiter Strömungspfad für die thermisch zu beaufschlagende Flüssigkeit vorgesehen ist. Als Besonderheit ist der Wärmetauscher mit einer zuschaltbaren elektrischen Heizung versehen, die auch in Verbindung mit einer Steuerung ein Zufrieren des ersten Strömungspfades verhindert. Mittels eines solchen Wärmetauschers, eines Kompressorkühlaggregates oder mittels eines Absorberkühlaggregates wird ein Kühlkreislauf erzeugt. Bei dieser Bauform wird ein Verdampfer durch den in dem Kühlkreislauf liegenden Wärmetauscher in Form eines Kreuzströmers gebildet. Bei diesem Kreuzströmer ist der Kühlkreislauf durch einen ersten Strömungspfad, durch den das Kühlmedium fließt, geschlossen. Bevorzugt rechtwinklig zu diesem ersten Strömungspfad kreuzt ein zweiter Strömungspfad druck- und flüssigkeitsdicht in geometrisch und thermisch engem Kontakt den ersten Strömungspfad und eine durch den zweiten Strömungspfad fließende Flüssigkeit wird dabei auf die gewünschte Temperatur gekühlt.
Bei dem ersten Strömungspfad und dem zweiten Strömungspfad kann es sich jeweils um eine strömungsmäßig und geometrisch parallele Anordnung von Teilströmungswegen handeln.
Um eine möglichst große Oberfläche für den als Verdampfer fungierenden ersten Kreuzströmerströmungspfad zu erreichen und auch um einen möglichst innigen thermischen Kontakt zu der im zweiten Kreuzströmerströmungspfad fließenden Flüssigkeit zu erreichen, sind die Strömungspfade bevorzugt nach Anspruch 2 in Mikrostrukturtechnik ausgeführt.
Diese Strömungspfade sind Bestandteile eines kompressorbetriebenen Kühlkreislaufs gemäß Anspruch 24 oder eines absorberbetriebenen Kühlkreislaufs gemäß Anspruch 25.
Um die vorgenannte Flüssigkeit auf eine gewünschte, möglichst niedrige Temperatur zu bringen, kann die zu kühlende Flüssigkeit, z.B. in einem Kaffeezubereitungsgerät eine Portion Kaffee, nach seiner Zubereitung in einem Sammelbehälter gemäß Anspruch 6 bzw. Anspruch 26 gesammelt werden und fließt anschließend mittels einer Pumpe gemäß Anspruch 7 bzw. 27 mehrfach durch den Wärmetauscher, wobei der Sammelbehälter bzw. das Zwischenspeichergefäß Teil des Kaffeekreislaufs durch den zweiten Strömungspfad ist. Der Sammelbehälter ist nach Anspruch 28 mit einem Flüssigkeitsauslassventil ausgestattet, das, wenn die vorgewählte Temperatur für den Kaffee erreicht ist, öffnet, und der Kaffee fließt in einen Auffangbehälter.
Der Durchfluss der zweiten Flüssigkeit durch den Wärmetauscher erfolgt wie oben beschrieben bevorzugt mittels einer Förderpumpe.
Mittels angeflanschter Peltierelemente nach Anspruch 4, 1 1 bzw. 1 9 kann der Kreuzströmer zusätzlich gekühlt oder nach Anspruch 1 2 bzw. 20 durch Umpolung der Versorgungsspannung erwärmt werden. Der Wirkungsgrad eines Kreuzströmers kann signifikant erhöht werden, indem er mittels PeI- tiertechnik ummantelt wird. Entsprechendes gilt für ein gemäß Anspruch 29 an den Wärmetauscher in einem Kühlkreislauf angeflanschte Peltierelement.
Ebenso können nach Anspruch 37 die kalten Versorgungsleitungen zwischen einer Kühlkreislaufdrossel und dem Wärmetauscher mittels Peltiere- lementen zusätzlich gekühlt oder erwärmt werden. Eine Temperatursteuerung erfolgt in jedem der beiden voranstehenden Fälle nach Anspruch 38 mittels Thermosensoren und einer von diesen beaufschlagten Steuereinheit.
Die Abfuhr der bei dem Betrieb von Peltierelementen entstehenden Wärme kann nach Anspruch 39 bzw. 41 mittels Zwangslüftung oder mittels an die Peltierelemente angeflanschter Wärmetauscher, die die aufgenommene Wärme an einen Flüssigkeitskühlkreislauf nach Anspruch 40 bzw. 42 abge- ben, erfolgen.
Bei einer zweiten Lösung der Aufgabenstellung wird gemäß Anspruch 9 der zweiten Ausführungsform eines Wärmetauschers aus einem thermisch isolierten Thermosbehälter, in welchem sich eine Arbeitsflüssigkeit mit hoher thermischer Kapazität befindet und die bevorzugt von angeflanschten PeI- tierelementen auf eine niedrige Temperatur gekühlt wird, mittels einer Pumpe die gekühlte Arbeitsflüssigkeit durch Versorgungsleitungen ebenfalls zu einem Wärmetauscher in Form eines Kreuzströmers gefördert, durchfließt diesen in einem ersten Strömungspfad und wird anschließend wieder dem Thermosbehälter zu neuerlichem Abkühlen zugeführt.
Zusätzlich kann der Wärmetauscher nach Anspruch 1 1 mittels angeflanschter Peltierelemente gekühlt werden.
Durch den zweiten Strömungspfad des Kreuzströmers fließt wie in der ersten obigen Lösung mittels einer Pumpe gemäß Anspruch 14 ein- oder mehrmals gemäß Anspruch 22 die thermisch zu beaufschlagende Flüssigkeit, die sich vorzugsweise in einem Sammelbehälter nach Anspruch 21 befindet, wobei der Sammelbehälterteil des Flüssigkeitskreislaufes durch den zweiten Strömungspfad des Kreuzströmers ist.
Der Sammelbehälter ist gemäß Anspruch 23 mit einem Flüssigkeitsauslassventil ausgestattet, das, wenn die gewünschte Temperatur für den Kaffee erreicht ist, von Hand oder thermostatisch gesteuert öffnet, und der Kaffee fließt in einen Auffangbehälter. Durch Umpolen der Gleichstromversorgungsspannung für die Peltierelemente nach Anspruch 20 kann die Wärmetauschereinheit gleichermaßen zum Erwärmen der in dem zweiten Strömungspfad strömenden Flüssigkeit verwendet werden. Beide Strömungspfade sind auch in dieser Ausführungsform bevorzugt in Mikrostrukturtech- nik nach Anspruch 10 ausgeführt.
In einer dritten Lösung der Aufgabenstellung nach Anspruch 18 ist der Wärmetauscher mit nur einem Strömungspfad als Oberflächenkühler ausgestattet, der in Mikrostrukturtechnik ausgeführt ist und von der thermisch zu beaufschlagenden Flüssigkeit durchflössen wird. Die Kühlung des War- metauschers erfolgt in diesem Fall nach Anspruch 1 9 mittels an den Wärmetauscher angeflanschter Peltierelemente. Die thermisch zu beaufschlagende Flüssigkeit, die sich auch bei dieser Lösung in einem Sammelbehälter nach Anspruch 21 befindet, wobei der Sammelbehälter Teil des Flüssig- keitskreislaufes durch den Strömungspfad des Wärmetauschers ist, durchfließt nach Anspruch 22 den Strömungspfad wie bei den vorhergehenden Lösungen mittels einer Pumpe ein- oder mehrmals, wird dabei auf die gewünschte Temperatur gebracht und fließt anschließend nach Anspruch 23 durch ein Flüssigkeitsauslassventil des Sammelbehälters von Hand oder thermostatisch gesteuert in ein Auffanggefäß.
Wie oben erwähnt, ist es bei den Lösungen, bei denen die thermische Beaufschlagung des Wärmetauschers ausschließlich oder zumindest zusätzlich mittels Peltierelementen erfolgt, gemäß Anspruch 20 möglich, durch Umpo- len der Gleichstromversorgungsspannung der Peltierelemente die gleiche Anordnung auch zum Erwärmen einer Flüssigkeit zu verwenden. Damit ist es in vorteilhafter Weise möglich, mit der gleichen Wärmetauschereinheit eine Flüssigkeit alternativ zu kühlen oder zu erwärmen.
Um Flüssigkeiten, insbesondere Getränke wie Kaffee, Tee, Säfte, Milch mit geringem apparativen Aufwand auf eine einstellbare Temperatur zu erwärmen und/oder zu kühlen, ist nach Anspruch 34 eine Vorrichtung vorgesehen, die im Wesentlichen einen die Flüssigkeit aufnehmenden insbesondere stationären Behälter, eine Pump- und/oder Saugvorrichtung und eine Halte- rung zur Aufnahme eines Wärmetauschers als Kreuzströmer bzw. zur Aufnahme eines Oberflächenkühlers, der sich aufgrund seiner mikrostrukturierten Oberflächen besonders zum Kühlen und Erwärmen von Flüssigkeiten nach dem Durchlaufprinzip eignet, aufweist. Der Oberflächenkühler hat nur einen Strömungspfad, und zwar für die thermisch zu beaufschlagende Flüs- sigkeit. Die Aufnahme kann nach Anspruch 35 wenigstens einen Auslauf und wenigstens einen Zulauf umfassen, wobei der Zulauf mit der Saug- und Pumpeinrichtung verbunden ist.
Die Aufnahme kann mehr als einen Zulauf aufweisen. Insbesondere kann nach Anspruch 36 ein zweiter Zulauf als Reinigungs- und Desinfektionskreislauf vorgesehen sein. Der zweite Zulauf ist im Wechsel zu dem ersten Zulauf zur Reinigung und Desinfektion auf den zweiten Strömungspfad zu- schaltbar.
Die mit dem Wärmetauscher zu koppelnde Wärme- und/oder Kälteerzeugungseinrichtung kann beispielsweise in Peltiertechnik oder als Kältekompressor ausgebildet sein. Bei der Verwendung eines Kältekompressors ist es denkbar, dass der Wärmetauscher und/oder Oberflächenkühler mit einer elektrischen Kontaktheizung versehen wird. Denkbar ist auch, dass beispielsweise der beschriebene Wärmetauscher an wenigstens einer Passage von einem Fluid und/oder Kältemittel zur Erzeugung von Kälte und Wärme durchströmt wird.
Außerdem ist es möglich, dass der genannte Auslauf so mit dem eine Flüssigkeit aufnehmenden Behälter verbunden ist, dass die zu kühlende und/oder erwärmende Flüssigkeit im Kreislauf gefördert wird.
Durch das Erwärmen oder Kühlen der Flüssigkeit im Kreislauf kann diese auf einen größeren Temperaturunterschied erwärmt oder gekühlt werden.
Zur Steuerung der gesamten Einheit wie Saug- und/oder Pumpvorrichtung, Oberflächenkühler und/oder Wärmetauscher, sowie Kälte- und/oder Wärme- erzeugungseinrichtung, können Mess-, Regel- und Steuerungseinrichtungen verwendet werden.
Soweit die Vorrichtung Peltierelemente aufweist, können diese steuerungs- technisch in verschiedener Weise miteinander verbunden werden.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung zum Erwärmen und Kühlen einer Flüssigkeit wird wie folgt beispielhaft beschrieben:
Zunächst wird ein Getränk wie Kaffee oder Tee im Regelfall unter Verwendung von Heißwasser zubereitet. Um das zubereitete Getränk dann auf Eiskaffee- und/oder Eisteetemperatur zu bringen, wird das Getränk in den Aufnahmebehälter gegeben. Mittel der integrierten Saug- und/oder Pumpvorrichtung wird das Getränk dem Wärmetauscher und/oder Oberflächenkühler zugeführt. Sind der gewünschte Temperaturunterschied und die Getränkemenge so bemessen, dass ein Absenken der Temperatur in einem Durch- fluss erfolgen kann, wird über den Auflauf das gekühlte Getränk entnommen. Ist der gewünschte Temperaturunterschied bzw. die gewünschte Getränkemenge für einen einmaligen Durchlauf zu groß, kann das Getränk bis zur Erreichung der gewünschten Temperatur im Kreislauf gekühlt werden. Hierzu kann einfach im Auslauf ein Bypass mit Verbindung zum Aufnahmebehälter hergestellt werden.
Zu Reinigungs- und Desinfektionsarbeiten kann der Oberflächenkühler und/oder Wärmetauscher der Vorrichtung entnommen werden. Es ist auch möglich, ein Reinigungssystem zu integrieren, wie es beispielsweise in Getränkeautomaten zum Einsatz kommt.
Die Erfindung kann statt mit einem Kreuzströmer mit einem Gegenströmer oder auch mit einem Gleichströmer gemäß den Ansprüchen 43 - 48 reali- siert werden. Daher ergänzen die Ansprüche 43 - 48 die Ansprüche 1 , 9, 24, 25, 30 und 34, auch hinsichtlich der Rückbeziehung der abhängigen Ansprüche.

Claims

Patentansprüche
1. Wärmetauscher zum Kühlen oder Erwärmen einer Flüssigkeit, insbesondere Kaffee, d ad u rch g e ken n zeic h n et, dass der Wärmetauscher ein Kreuzströmer ist und einen ersten Strömungspfad eines abschaltbaren Kühlmittelkreislaufes eines Kälteaggregates und einen zweiten Strömungspfad für die thermisch zu beaufschlagende Flüssigkeit enthält und mit einer zuschaltbaren elektri- sehen Heizung versehen ist.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, da d u rch g e ken n zeic h n et, dass die Strömungspfade in Mikrostrukturtechnik ausgeführt sind.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dad u rch, g e ken n zeic h n et, dass das Kälteaggregat ein Kompressorkälteaggregat oder ein Absorptionskälteaggregat ist.
4. Wärmetauscher nach Anspruch 1 , dad u rch g eke n n zeic h n et, dass an den Wärmetauscher mindestens ein Peltierelement angeflanscht ist.
5. Wärmetauscher nach Anspruch 3, d a d u rch ge ken n zeic h n et, dass das Peltierelement zuschaltbar ist.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dad u rch g e ken nzeic h n et, dass sich die thermisch zu beaufschlagende Flüssigkeit in einem Sammelbehälter befindet, der außerhalb des Wärmetauschers angeordnet ist und über eine Zulaufleitung und eine Ablaufleitung in einen Kreislauf mit dem zweiten Strömungspfad des Wärmetauschers eingebunden ist.
7. Wärmetauscher nach Anspruch 6, dad urch g e ken n zeic h net, dass in der Zulaufleitung oder der Ablaufleitung eine Pumpe angeordnet ist.
8. Wärmetauscher nach Anspruch 6, dad u rch g e ken nzeic h net, dass die thermisch zu beaufschlagende Flüssigkeit so oft mittels der
Pumpe in einem Kreislauf durch den zweiten Strömungspfad des Wärmetauschers gepumpt werden kann, bis die gewünschte Flüssigkeitstemperatur erreicht ist.
9. Wärmetauscher zum Kühlen oder Erwärmen einer Flüssigkeit in Form eines Kreuzströmers mit einem ersten Strömungspfad für ein Ar- beitsfluid und einem zweiten Strömungspfad für eine thermisch zu beaufschlagende Flüssigkeit, d ad u rch g e ken n zei c h n et, dass der erste Strömungspfad mittels einer Zulauf leitung und einer
Ablaufleitung mit einem thermisch isolierten Behälter verbunden ist, in welchem sich ein Arbeitsfluid befindet, welches von an dem Behälter angeflanschten Peltierelementen gekühlt oder erwärmt werden kann.
10. Wärmetauscher nach Anspruch 9, d ad u rch ge ken nzeic hnet, dass die Strömungspfade in Mikrostrukturtechnik ausgeführt sind.
11. Wärmetauscher nach Anspruch 9 oder 10, d ad u rc h ge ken n zeich net, dass an dem Wärmetauscher mindestens ein zuschaltbares Peltier- element angeflanscht ist.
12. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 4, 5, 9 - 11 , d ad u rc h ge ken nze ic h n et, dass Mittel vorhanden sind, eine Gleichstromversorgung der Peltier- elemente umzupolen.
13. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 9- 12, d ad u rc h g e ken nze i c h net, dass der Wärmetauscher mit einer zuschaltbaren elektrischen Heizung versehen ist.
14. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 9- 11, d ad u rch ge ken n zeic hnet, dass in der Zulaufleitung oder der Ablaufleitung zwischen dem Wärmetauscher und dem Arbeitsfluidbehälter eine Pumpe angeordnet ist.
15. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 9- 14, d ad u rch g e ken nzeic hnet, dass sich die thermisch zu beaufschlagende Flüssigkeit in einem Sammelbehälter befindet, welcher außerhalb des Wärmetauschers angeordnet ist und über eine Zulaufleitung und eine Ablaufleitung in einem Kreislauf mit dem zweiten Strömungspfad des Wärmetauschers eingebunden ist.
16. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 9- 15, d ad u rch g e ken nzeic h net, dass die durch den zweiten Strömungspfad des Wärmetauschers strömende, thermisch zu beaufschlagende Flüssigkeit so oft mittels einer in der Zulaufleitung oder der Ablaufleitung liegenden Pumpe in einem Kreislauf durch den zweiten Strömungspfad des Wärmetau- schers gepumpt werden kann, bis die gewünschte Flüssigkeitstemperatur erreicht ist.
17. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 6 und 8 oder nach den Ansprüchen 9- 15, d ad u rch g e ken n zeic h n et, dass der Sammelbehälter bzw. Speicherbehälter mit einem Flüssigkeitsauslaufventil versehen ist, das so lange verschlossen bleibt, bis es von Hand oder thermostatisch gesteuert geöffnet wird.
18. Wärmetauscher zum Kühlen oder Erwärmen einer Flüssigkeit mit einem Strömungspfad für die thermisch zu beaufschlagende Flüssigkeit, d ad u rch g e ken nzeic h net, dass der Strömungspfad in Mikrostrukturtechnik ausgeführt ist.
19. Wärmetauscher nach Anspruch 18, d ad u rch g e ke n n zeic h net, dass an den Wärmetauscher mindestens ein Peltierelement angeflanscht ist.
20. Wärmetauscher nach Anspruch 19, d a d u rc h g e ke n n z e i c h n et, dass Mittel vorhanden sind, um eine Gleichstromversorgung der PeI- tierelemente umzupolen.
21. Wärmetauscher nach Anspruch 18, d ad u rc h g e ken nze i c h net, dass sich die thermisch zu beaufschlagende Flüssigkeit in einem Sammelbehälter befindet, welcher außerhalb des Wärmetauschers angeordnet ist und über eine Zulaufleitung und eine Ablaufleitung in einen Kreislauf mit dem Strömungspfad des Wärmetauschers eingebunden ist.
22. Wärmetauscher nach Anspruch 21, d a d u rc h g e k e n n ze i c h n et, dass die durch den Strömungspfad des Wärmetauschers strömende, thermisch zu beaufschlagende Flüssigkeit so oft mittels einer in der Zulaufleitung oder der Ablaufleitung liegenden Pumpe in einem Kreislauf durch den Strömungspfad des Wärmetauschers gepumpt werden kann, bis die gewünschte Flüssigkeitstemperatur erreicht ist.
23. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 21 und 22, d ad u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass der Speicherbehälter mit einem Flüssigkeitsauslaufventil verse- hen ist, das so lange verschlossen bleibt, bis es von Hand oder thermostatisch gesteuert geöffnet wird.
24. Kompressorbetriebener Kühlkreislauf für ein thermisch zu beaufschlagendes Fluid, insbesondere Kaffee, g e ke n n zei c h n et d u rch einen Kreuzströmer als Verdampfer und Wärmetauscher in Mikro- strukturtechnik.
25. Absorberbetriebener Kühlkreislauf für ein thermisch zu beaufschla- gendes Fluid, insbesondere Kaffee, g e ken n zeic h n et d u rch einen Kreuzströmer als Verdampfer und Wärmetauscher in Mikro- strukturtechnik.
26. Kühlkreislauf nach Anspruch 24 oder 25, g e ken nzei ch n et d u rch ein Zwischenspeichergefäß für das thermisch zu beaufschlagende Fluid als Teil des durch den zweiten Strömungspfad fließenden Kühlkreislaufes.
27. Kühlkreislauf nach einem der Ansprüche 24 - 26, g e ken nzei ch n et d u rch
Mittel, die geeignet sind, Mehrfach-Durchläufe des zu beaufschlagenden Fluids durch den Wärmetauscher, bis eine gewünschte Tempera- tur erreicht ist, zu bewirken.
28. Kühlkreislauf nach einem der Ansprüche 24 bis 27, g e ken nzeich net d u rch ein auf die gewünschte Temperatur vorprogrammiertes Thermo- Ablassventil für das Fluid.
29. Kühlkreislauf nach einem der Ansprüche 24 - 28, g e ken nzei ch n et d u rch ein zur zusätzlichen Kühlung oder Erwärmung des Wärmetauschers an diesem angeflanschtes Peltierelement.
30. Verfahren zur Kühlung oder Erwärmung einer einen ersten Strömungspfad eines Kreuzströmers durchfließenden Arbeitsfluid in einem thermisch isolierten Vorratsgefäß, welches entweder mittels Peltiere- lementen gekühlt oder erwärmt wird oder mittels einer elektrischen
Heizung erwärmt wird oder durch einen an den Wärmetauscher angeflanschten kompressor- oder absorberbetriebenen Kühlkreislauf gekühlt wird.
31. Verfahren zur Kühlung oder Erwärmung eines Wärmetauschers in Mikrostrukturtechnik mit nur einem Strömungspfad ausschließlich mittels angeflanschter Peltierelemente.
32. Verfahren nach Anspruch 30 oder 31, d a d u rch g e ke n n ze ic h n et, dass das Kühlmedium durch den Kühl/Erwärmungs-Kreislauf mittels einer Förderpumpe gefördert wird.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 32, d ad u rch g eken n ze ic h n et, dass die thermisch zu beaufschlagende Flüssigkeit durch den Wärmetauscher mittels einer Förderpumpe gefördert wird.
34. Vorrichtung zum Erwärmen und Kühlen einer Flüssigkeit, insbesonde- re zur Getränkezubereitung, umfassend einen die Flüssigkeit, insbesondere ein Getränk, aufnehmenden Behälter, eine Pump- und/oder Saugvorrichtung und eine Halterung zur Aufnahme eines als Kreuzströmer ausgebildeten Wärmetauschers oder eines Oberflächenkühlers mit einer mikrostrukturierten Oberfläche zum Kühlen oder Er- wärmen der Flüssigkeit nach dem Durchlaufprinzip.
35. Vorrichtung nach Anspruch 34, d ad u rch ge ke n n zeich net dass die Aufnahme wenigstens einen Auslauf oder Zulauf aufweist und dass der Zulauf mit der Pump- und/oder Saugvorrichtung verbunden ist.
36. Vorrichtung nach Anspruch 35, ge ke n nzei c h n et d u rch einen zweiten Zulauf, der in einem Reinigungs- und Desinfektionskreislauf angeordnet ist.
37. Kühlkreislauf nach einem der Ansprüche 24 - 29, dad u rch g e ke n nzei c h n et dass kalte Versorgungsleitungen zwischen einer Kühlkreislaufdrossel und dem Wärmetauscher mit Peltierelementen in wärmeleitender Verbindung stehen.
38. Kühlkreislauf nach einem der Ansprüche 28, 29 und 37, d ad u rch g e ken nzeic h net dass zu einer Temperatursteuerung Thermosensoren und eine von diesen beaufschlagte Steuereinheit vorgesehen sind.
39. Kühlkreislauf nach wenigstens einem der Ansprüche 29, 37, 38, g e kennzeich n et d u rch
Mittel zur Zwangslüftung an dem Peltierelement bzw. den Peltierelementen.
40. Kühlkreislauf nach wenigstens einem der Ansprüche 29, 37, 38, ge ken nzei c h n et d u rch einen zusätzlichen Fluidkühlkreislauf mit einem an das Peltierelement bzw. die Peltierelemente angeflanschten Wärmetauscher, der geeignet ist, von dem Peltierelement bzw. Peltierelementen aufgenommene Wärme an einem Fluidkreislauf abzuführen.
41. Verfahren nach Anspruch 30 oder 31 , g e ken nzei c h n et d u rch eine Zwangslüftung der Peltierelemente.
42. Verfahren nach Anspruch 30 oder 31, d a d u rch ge ken nze i c h net dass durch einen zusätzlichen Fluidkühlkreislauf mit einem an das Peltierelement bzw. die Peltierelemente angeflanschten Wärmetauscher die an dem Peltierelement bzw. den Peltierelementen entstehende
Wärme abgeführt wird.
43. Wärmetauscher zum Kühlen oder Erwärmen einer Flüssigkeit, insbesondere Kaffee, d a d u rch ge ken n zeic h n et, dass der Wärmetauscher ein Gegenströmer oder Gleichströmer ist und einen ersten Strömungspfad eines abschaltbaren Kühlmittelkreislaufes eines Kälteaggregates und einen zweiten Strömungspfad für die thermisch zu beaufschlagende Flüssigkeit enthält und mit einer zuschaltbaren elektrischen Heizung versehen ist.
44. Wärmetauscher zum Kühlen oder Erwärmen einer Flüssigkeit in Form eines Gegenströmers oder Gleichströmers mit einem ersten Strömungspfad für ein Arbeitsfluid und einem zweiten Strömungspfad für eine thermisch zu beaufschlagende Flüssigkeit, d ad u rch g e ken nzeic h n et, dass der erste Strömungspfad mittels einer Zulaufleitung und einer Ablaufleitung mit einem thermisch isolierten Behälter verbunden ist, in welchem sich ein Arbeitsfluid befindet, welches von an dem Behäl- ter angeflanschten Peltierelementen gekühlt oder erwärmt werden kann.
45. Kompressorbetriebener Kühlkreislauf für ein thermisch zu beaufschlagendes Fluid, insbesondere Kaffee, g e ken nzei ch n et d u rch einen Gegenströmer oder Gleichströmer als Verdampfer und Wärmetauscher in Mikrostrukturtechnik.
46. Absorberbetriebener Kühlkreislauf für ein thermisch zu beaufschla- gendes Fluid, insbesondere Kaffee, g e ken nzei ch n et d u rch einen Gegenströmer oder Gleichströmer als Verdampfer und Wärmetauscher in Mikrostrukturtechnik.
47. Verfahren zur Kühlung oder Erwärmung einer einen ersten Strömungspfad eines Gegenströmers oder Gleichströmers durchfließenden Arbeitsfluids in einem thermisch isolierten Vorratsgefäß, welches entweder mittels Peltierelementen gekühlt oder erwärmt wird oder mittels einer elektrischen Heizung erwärmt wird oder durch einen an den Wärmetauscher angeflanschten kompressor- oder absorberbetriebenen Kühlkreislauf gekühlt wird.
48. Vorrichtung zum Erwärmen und Kühlen einer Flüssigkeit, insbesondere zur Getränkezubereitung, umfassend einen die Flüssigkeit, insbe- sondere ein Getränk, aufnehmenden Behälter, eine Pump- und/oder Saugvorrichtung und eine Halterung zur Aufnahme eines als Ge- genströmer oder Gleichströmer ausgebildeten Wärmetauschers oder eines Oberflächenkühlers mit einer mikrostrukturierten Oberfläche zum Kühlen oder Erwärmen der Flüssigkeit nach dem Durchlaufprinzip.
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