WO2015074643A2 - Binäreisherstellungsvorrichtung und verfahren hierzu - Google Patents

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WO2015074643A2
WO2015074643A2 PCT/DE2014/100406 DE2014100406W WO2015074643A2 WO 2015074643 A2 WO2015074643 A2 WO 2015074643A2 DE 2014100406 W DE2014100406 W DE 2014100406W WO 2015074643 A2 WO2015074643 A2 WO 2015074643A2
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Hubert LANGHEINZ
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Hubert Langheinz Kältetechnik
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25CPRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
    • F25C1/00Producing ice
    • F25C1/12Producing ice by freezing water on cooled surfaces, e.g. to form slabs
    • F25C1/14Producing ice by freezing water on cooled surfaces, e.g. to form slabs to form thin sheets which are removed by scraping or wedging, e.g. in the form of flakes
    • F25C1/145Producing ice by freezing water on cooled surfaces, e.g. to form slabs to form thin sheets which are removed by scraping or wedging, e.g. in the form of flakes from the inner walls of cooled bodies
    • F25C1/147Producing ice by freezing water on cooled surfaces, e.g. to form slabs to form thin sheets which are removed by scraping or wedging, e.g. in the form of flakes from the inner walls of cooled bodies by using augers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25CPRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
    • F25C1/00Producing ice
    • F25C1/08Producing ice by immersing freezing chambers, cylindrical bodies or plates into water
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25CPRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
    • F25C2301/00Special arrangements or features for producing ice
    • F25C2301/002Producing ice slurries

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a flowable, pumpable, tempered, in particular cooled mass or cooling mass from a flowable matrix according to claim 1.
  • the invention relates to a method for air conditioning of rooms in which heat is stored in a latent heat storage, according to the preamble of claim 5.
  • the invention also relates to a cooling mass production device for producing a flowable, pumpable cooled mass or cooling mass from a flowable matrix according to the preamble of claim 6.
  • the invention relates to an energy system, in particular an air conditioning system for conditioning rooms or heating domestic water, as an energy source for heat pump systems in which energy and / or heat is stored and / or drawn from a latent heat storage and / or drawn, according to the preamble of the claim 9th
  • the invention relates to a use of flowable, pumpable cooling mass according to claim 10.
  • Binary ice methods and apparatus for making the same are well known.
  • Binary ice cream is also referred to as ice mash, slurry, slush ice, slush ice, pumpable ice, liquid ice and the like.
  • an ice making machine comprising: a housing an inlet for receiving a liquid aqueous solution having a concentration below its eutectic concentration from which the ice is to be made, having an outlet for allowing ice to escape from the housing; a heat exchanger in the housing, including a coolant inlet and a coolant outlet for permitting a flow of cooling means to remove heat from the liquid and at least one heat exchange surface separating the coolant from the liquid; a scraper disposed in the housing, movable about an axis, the scraper and said respective heat exchanger surface extending transversely of said axis; Means for receiving a quantity of liquid in the housing to substantially fill the housing and cover the respective heat exchanger surface, the scraper being in contact with the respective heat exchanger surface and movable about the axis to scrape the respective heat exchanger surface, and the ice making machine further a drive which drives the scraper and moves over said heat exchange surface at a speed such that the scraper s
  • the invention includes the technical teaching that in a process for producing a flowable, pumpable tempered, in particular cooled, mass or cooling mass, in particular for use as and / or for food and foodstuffs from a flowable matrix, comprising the steps: filling the flowable Basic mass in a housing, tempering, in particular cooling the flowable matrix or the already prepared cooling mass by contacting a heat exchanger arranged in the housing or more generally a heating and / or cooling device with stirring, in particular continuous stirring, the basic mass, so as to the cooling mass produce, it is provided that the tempering, in particular cooling when forming a layer, in particular an ice layer, is interrupted at the heat exchanger device as soon as the layer, in particular the ice layer, reaches a predetermined thickness and the tempering Eren or cooling is continued as soon as the layer, in particular the ice layer, the predetermined thickness is below.
  • the basic mass is any flowable or pumpable mass.
  • the matrix may be liquid, viscous, pulpy, musky or the like.
  • the matrix is a mixture or mixture of a base fluid or a base fluid and one or more additives.
  • the additive (or additives) in one embodiment is soluble in the base fluid.
  • the matrix is a binary fluid, such as a binary sissin.
  • the matrix is a mush, such as applesauce, jam or the like.
  • the matrix is suitable for use as a food, food and / or additive.
  • the matrix is a binary sifting.
  • the matrix is a water-sugar solution.
  • the Base a water-salt-sugar solution or another recipe.
  • the base fluid has a defined or sliding melting and / or freezing point.
  • the additive is designed such that it changes the melting point and / or the freezing point, in particular such that the melting point and / or the freezing point is reduced.
  • the tempering may include both cooling, heating and both.
  • the concentration of the additive in the base fluid is arbitrarily adjustable up to a saturation of the additive in the base fluid.
  • the matrix is cooled to below or below the freezing point of the base fluid in one embodiment. The addition does not freeze the matrix.
  • the basic mass is correspondingly cooled down in such a way that the basic mass can be used in one embodiment as a cooling mass which can continue to be pumped.
  • the cooling mass can be used in particular for cooling and for admixing the additive and / or the base fluid in other food-processing processes, such as in meat production, dough production, bread making, confectionery, in particular bakery production and the like.
  • the process cooling process can be used in the production of foods and foods.
  • the base fluid is preferably water, in particular food-safe water, ie water, which can be used for food production.
  • the additive is preferably a food-grade additive, that is an additive that can be used for food production.
  • Another basic fluid is milk.
  • Yet another basic fluid is juice or the like.
  • the cooling mass is produced from a liquid matrix.
  • a base fluid is prepared with a predetermined percentage of an additive.
  • the basic mass is a binary ice lolly.
  • the basic fluid is water and the additive salt.
  • the base fluid is water and the additive is sugar.
  • the basic mass formed, for example, as binary salty oils comprises as constituents water, for example tap water, and a salt, for example sodium chloride, NaCl or, in the case of baked goods, sugar or the like.
  • the matrix, for example the binary sissols is preferred as an about 0.01-20% matrix or binary sissols, preferably as an about 0.5-4.5% matrix or binary isole, and most preferably as about one , 0 - 3.5% Base mass or binary sissols mixed. The same applies to a sugar water solution.
  • a saturated bulk solution for example, a saline solution or sugar water solution of the unsaturated base mass solution or the base fluid, for example, the unsaturated binary ice solution or sugar water solution
  • a saturated bulk solution for example, a saline solution or sugar water solution of the unsaturated base mass solution or the base fluid, for example, the unsaturated binary ice solution or sugar water solution
  • NaCl and H 2 O are used as binary sissols
  • a saturated solution of NaCl + H 2 O is provided or mixed in one step.
  • another binary ice lolly is provided separately from it.
  • a desired solution ratio of NaCl and H 2 O is first detected. If the solution has an excessively high sodium chloride (NaCl) or generally salt content, H 2 O is added.
  • the remaining binary ice brine is added to a portion of the saturated binary ice brine.
  • the level control described above is carried out automatically or controlled by a control loop.
  • a desired concentration value is set. The concentration value is determined.
  • the matrix for example the binary ice cube or the sugar water, is added to a container or mixed directly in the container in which the cooling takes place.
  • the container is preferably cylindrical, in another form it is conical.
  • the container is preferably insulated in accordance with the medium temperature and the ambient temperature in order to prevent transmission heat losses and dew point undershooting.
  • the container has a double-walled construction in order to create a further heat exchanger surface on the inner wall.
  • the container is preferably designed as a cooling tank, in another embodiment, it is designed as a heating tank or as a cooling and heating tank.
  • the matrix such as the binary ice cube or the sugar water, pre-cooled before being added to the container. Addition is preferably controlled, in particular depending controlled by a level of the container. Preferably, the addition is controlled so that a desired level is maintained.
  • the cooling of the base material begins.
  • the cooling is controlled, for example temperature-controlled, time-controlled, energy-controlled, ice-pad-controlled or the like.
  • the cooling is carried out with permanent stirring of the matrix. In this way, a thorough mixing of the matrix is realized from the beginning.
  • a crystal formation occurs, a partial state of aggregate change and thus a formation of ice on the heat exchanger surfaces.
  • a distance between a stirring surface of a stirring element and a heat exchanger surface is selected such that only a predetermined layer thickness or accumulation of solid constituents or ice thickness can block stirring.
  • the distance is selected so that it is in the range of about 0.1 to 60 millimeters, preferably in the range of about 0.1 to 30 millimeters, and most preferably in a range of 0.1 to 5 millimeters.
  • the cooling is interrupted so that the ice formed on the heat exchanger surface may thaw or dissolve in the matrix or the layer can be removed or reduced.
  • the cooling is continued. This process continues until a desired consistency of cooling mass, for example of ice-cream or sugar ice, is achieved becomes.
  • the then finished, pumpable cooling mass or the then finished binary ice or sugar ice cream is pumped and is removed via a tapping point from the container. Accordingly, the cooling temperature is set so that the base does not freeze completely.
  • the cooling mass production device is designed for the production of about 5 kg to 20 t of cooling mass per hour, preferably from 25 kg to 250 kg.
  • a food-safe cooling medium or refrigerant for example glycol, temper, Thermera Friogel Neo or food grade brine, food grade sugar water or the like is used in one embodiment.
  • a food-safe cooling medium or refrigerant for example glycol, temper, Thermera Friogel Neo or food grade brine, food grade sugar water or the like is used in one embodiment.
  • the method and the device described below can be used for the production of cooling mass such as ice cream or sugar ice cream in the food industry.
  • the food-grade cooling medium does not come into contact with the cooling mass or the binary ice or sugar ice, so that there is no risk for users due to contamination.
  • a refrigerant for cooling the cooling medium flows through a secondary circuit.
  • a technical brine is used in other applications, for example in a cooling of concrete, rubber, oil, sewage or the like. Accordingly, the method can also be used for other areas than in food cooling. In particular, the method can be used for all areas in which a pumpable, cooled base mass is produced from a flowable matrix or is removed from the same thermal energy in order to make it usable elsewhere.
  • a water-antifreeze mixture is generally used as the cooling medium.
  • the cooled, pumpable cooling mass is also referred to below asdemasseeis or shorter ice.
  • the mixing of matrix and ice is carried out within the housing. For this purpose, stirring is provided by means of a stirrer. The agitator is located inside the housing.
  • the actuator for driving the agitator or the stirring elements arranged thereon is located outside the housing.
  • a power transmission unit is like a Coupling and / or a transmission provided.
  • the power transmission is performed contactless. That is, the agitator disposed within the housing is non-contactlessly coupled without contact with the actuator arranged outside the housing.
  • the coupling is performed in a preferred embodiment with a magnetic coupling.
  • the magnetic coupling has a coupling part lying outside the housing and a coupling part lying inside the housing.
  • the coupling parts interact magnetically with each other, so that a contactless coupling of the coupling parts and thus the agitator and the actuator is ensured.
  • the internal coupling part is correspondingly in operative connection with the agitator.
  • the external coupling part is correspondingly in operative connection with the actuator.
  • a tempering / refrigerant is used for the tempering / cooling as tempering / cooling medium, so that the method or the device is operated in a direct evaporator operation or as a direct evaporator.
  • a refrigerant is, for example, C0 2 or the like.
  • the tempering or cooling of the mass is carried out to temper or cool the mass to a temperature in the range of plus / minus 50 degrees around the melting point or freezing point or another temperature range of the basic mass that can be defined for food processing , preferably in a range of plus / minus 3 degrees around the melting point or freezing point or the defined temperature range, and most preferably plus / minus 1.5 degrees around the melting point or freezing point or the defined temperature range.
  • a layer thickness detection is performed.
  • the layer thickness detection is carried out in various ways, for example directly, via a direct measurement of the layer thickness, for example optically, haptically, by means of sonic or other waves, or the like, or indirectly, for example, by detection of derived variables.
  • the layer thickness detection is preferably carried out indirectly.
  • the layer thickness detection is carried out by stirring or by a distance between the ice and a stirring element. If the ice layer thickness is too strong, stirring will be blocked. This increases the resistance for a stirrer which carries out the stirring. By detecting the resistance it can be deduced when an ice layer thickness is too strong. Accordingly, the cooling is interrupted at a sufficient resistance increase.
  • the interruption is for example timed, Eis AnlagendickenMail, temperature controlled or the like.
  • the interruption occurs, for example, for a preset or variable period of time.
  • the interruption takes place as a function of the ice layer thickness, in other embodiments depending on the resistance, in another embodiment depending on the current consumption of the actuator.
  • the layer thickness detection is carried out in one embodiment integrated with the stirring.
  • the stirring takes place without contact with the heat exchanger device.
  • the stirring takes place without contact to the heat exchanger device, in particular to the heat exchanger surfaces.
  • stirring takes place along the heat exchanger surfaces, so that a good mixing of the ice formed at the heat exchanger surfaces or the layer formed there and the matrix, for example the binary brine or the sugar water, is realized.
  • parallel stirring takes place at several points.
  • the stirring is designed in particular as axial and / or radial stirring.
  • the stirring takes place in a plane, for example a plane parallel to the heat exchanger surfaces.
  • the base material for example the binary ice lye or the sugar water, and / or the ice or the cooling mass is moved radially along the heat exchanger surfaces to the outside.
  • stirring takes place in at least one further direction, for example perpendicular to the direction described above.
  • Still another embodiment of the present invention provides that the method is performed in an inclined position.
  • at least the housing is inclined for carrying out the method.
  • the housing, the heat exchanger device and / or the stirring device or the agitator is oriented obliquely. Due to the different properties of the cooling mass, such as the binary ice or sugar ice, ice or ice crystals and the matrix, the matrix is moved at an angle to the lowest point of the housing, for example, due to gravity.
  • the finished cooling mass is moved to a higher point due to the lower density.
  • finished Grundmasseeis or the cooling mass arranged at a higher position. Therefore, the basic fluid water is preferred.
  • a not yet completed cooling mass for example, not yet finished binary ice or sugar ice cream, for example, the basic mass such as the BDFerezole or sugar water, with non-mixed ice, arranged at a lower point or location.
  • the same device can be used to separate substances in which are separated by the thermal treatment of the different substance dense substances from each other.
  • the skew is controlled for example via a control unit.
  • Other values can also be set.
  • the skew is varied in one embodiment during the production of the coolant.
  • the skew at the beginning of a manufacturing process is greater and decreases as the process progresses.
  • the cooling is adjustable.
  • a stronger cooling for example reinforced in the region of the underlying heat exchanger surfaces.
  • the fill level is set in one embodiment.
  • the level is lower for a larger inclined position.
  • Yet another embodiment of the present invention provides that a conveying of the tempered matrix, in particular of the cooling ice, for example of the binary ice or sugar ice, and / or the basic mass such as the BDFissole or sugar water in at least one direction, preferably in several directions performed becomes.
  • the conveying is supported for example by gravity.
  • agitators or agitators are provided, which cause, for example, a spiral movement, for example by means of a screw conveyor, a conveying.
  • stirring takes place along a plane of the corresponding heat exchanger surface. Due to the inclination or inclination and the different characteristics of the cooling ice and the matrix, mixing takes place transversely to the plane along which the stirring takes place.
  • an embodiment of the present invention provides that the tempering / cooling is performed in parallel and / or serially on more than two surfaces of the heat exchanger device. For cooling several surfaces are provided. Due to an oblique position or a tilting, especially even a varying inclination, the cooling is not constant at an equal share of all heat exchanger surfaces. Part of the cooling takes place in parallel. When the inclination is changed, the cooling takes place sequentially on a variable portion of the heat exchanger surfaces. Preferential individual heat exchanger surfaces can be switched on and / or off.
  • a level control is performed.
  • the level control comprises a control of a level of the container, a concentration of the basic mass and a tilt control.
  • the level control is performed as a function of various variables such as concentration variables, temperature variables, time variables, angle variables, fill levels and the like. Dependencies of the individual variables are thereby preferably detected.
  • the control is preferably designed as a self-learning control.
  • an automatic optimization takes place on the basis of the detected values, the actual values and the setpoint values, in particular as a function of the target specifications.
  • tempering / cooling is carried out by means of an indirect heat exchanger operation.
  • a primary circuit and a secondary circuit are provided.
  • a food-grade brine circulates in the primary cooling circuit.
  • a refrigerant circulates in the secondary circuit.
  • a direct heat exchange operation is provided with a circuit.
  • a refrigerant circulates in the circuit.
  • the invention includes the technical teaching that is provided in a method for air conditioning of rooms in which energy and / or heat in a latent energy or heat storage is stored or buffered or led out or deducted, that as latent energy or heat storage a tempered, in particular cooled, pumpable mass, cooled matrix,demasseneis or cooling ice or binary ice or binary ice, in particular a produced by a method according to the invention tempered mass or a manufactured cooling mass is provided.
  • the energy stored in the tempered mass, in particular the cooling mass or the cooling ice is useful not only for cooling but also for appropriately heating heat pumps and heating circuits for heating rooms, service water, swimming pool water or the like. bar.
  • the binary ice or ice is stored accordingly and possibly refilled via a corresponding regulation.
  • cooling ice as energy storage, heating and / or cooling can be realized. It is possible to switch over.
  • ademassenherstel- lmenting device such as a Bdic ice making device for producing a flowable, pumpable tempered, in particular cooled, mass or cooling mass, ice or binary ice, in particular for use as and / or for food and Food, from a flowable matrix, such as a liquid Bäreäreissole o- of a liquid sugar water, is provided that means are provided for carrying out the method according to the invention.
  • an improved heated mass can be produced analogously.
  • a cooling ice or binary ice cream production is realized.
  • the means ensure a continuous cooling ice or binary ice cream production or the continuous production of a tempered mass.
  • the means comprise a heat exchanger device comprising a plurality of spaced apart and at least partially fluidly interconnected heat exchanger plates, wherein for stirring to the outside therebetween stirring elements are provided having corresponding conveying or the guide means, wherein for a power transmission to the stirring elements from outside the housing inwardly a contactless power transmission unit, in particular a magnetic coupling, is provided, so that in the region of the power transmission, the housing is formed unbreakable.
  • the heat exchanger device comprises a heat or cooling medium circuit in which a heat or refrigerant can circulate or flow.
  • the circuit includes an inlet and a drain. Fluidically connected to the inlet and the outlet are the heat exchanger plates.
  • the heat exchanger plates are flowed through in the interior of the coolant.
  • a flow field is formed in the respective interior, which defines a flow of the coolant accordingly.
  • corresponding Strömungsleitsch are mounted in the interior. These include projections, depressions, constrictions, widenings, walls and the like.
  • the interior is limited by appropriate walls.
  • the lateral walls form the largest part of the walls in terms of area.
  • the heat exchanger plates are formed as circular in cross section plates or annular plates with two side walls and one or two peripheral walls. In this case, the respective side wall on an outer side, the heat exchanger surface, and an inner side.
  • the flow directors extend in one embodiment from an inner side to the opposite inner side.
  • the flow guiding means do not extend from one inner side to the opposite inner side, but protrude from one side towards the other side or transversely thereto, without contacting the other side.
  • the flow guiding means are the same and / or differently oriented.
  • in the interior of any flow field for optimized flow is formed.
  • the actuator such as a motor such as an electric motor, possibly with a force translator such as a transmission, is located outside the housing.
  • a power transmission unit is provided for a power transmission from the actuator to the agitator.
  • the power transmission unit is provided as a contactless power transmission unit.
  • This includes a first coupling part which is connected to the actuator in a cooperative manner. Further, this comprises a second coupling part, which is connected to the agitator in a cooperative manner.
  • the two coupling parts are components of a power transmission unit designed as a coupling.
  • the coupling is preferably designed as a magnetic coupling, in which the two coupling parts interact magnetically.
  • the two coupling parts are separated by the housing. In this case, the coupling parts act together magnetically, wherein a trained between the coupling parts magnetic field penetrates the housing in the region of the coupling parts, so that a magnetic coupling is realized.
  • the housing is preferably formed without breakdown.
  • the heat exchanger plates preferably have a central passage opening through which, for example, an axis or a shaft can extend.
  • the heat exchanger plates are aligned concentrically with each other.
  • the heat exchanger plates have a connection lying outside the heat exchanger plates to the inlet or to the outlet, so that the inlet or the outlet is arranged radially outside the heat exchanger plates.
  • an at least partially integrated into the heat exchanger plates receptacle for at least a portion of the inlet and / or the drain is provided.
  • a passage opening in the respective heat exchanger plate is provided for the inlet and / or the outlet.
  • a plurality of heat exchanger plates are aligned parallel to each other along an axis at least imaginary passing through the heat exchanger plates.
  • the heat exchanger plates are preferably formed rotationally symmetrical to the axis. In other forms, eccentric shapes are provided.
  • the heat exchanger plates are fixedly spaced from one another in an embodiment.
  • the heat exchanger plates are preferably equally spaced from each other. In other embodiments, the heat exchanger plates are spaced from each other differently, for example, with different distances. In another embodiment, the heat exchanger plates are changeably spaced from each other.
  • the heat exchanger plates can be arranged closer to one another or can be spaced further apart from one another. Especially for a transport or a changed inclination This can be used during operation.
  • a detent is provided for locking the respective heat exchanger plate in one position.
  • the means comprise a control device in order to control the heat exchanger device when the mass layer thickness of at least one mass adhering to a heat exchanger plate, for example a (binary) layer thickness, is exceeded Mass layer thickness or the (binary ice) layer thickness up or down regulate the heat exchanger device.
  • Downshifting means changing a capacity of the heat exchanger device, for example, lowering (down-regulating) or raising (raising) a cooling capacity.
  • the control device comprises an (ice) layer thickness consistency or temperature detection.
  • a spaced apart from the heat exchanger means stirring means for stirring the basic mass, for example, the binary sirloin or sugar water, and / or the cooling mass or the cooling ice, for example, the binary ice or sugar frost, contactless to the Heat exchanger device.
  • the stirring device is designed so that it does not contact the heat exchanger device, in particular the heat exchanger plates.
  • the stirring device preferably has a drive unit, preferably a drive shaft.
  • the drive shaft is preferably arranged through the central passage openings of the heat exchanger plates. In this case, the drive shaft is arranged at a distance from the heat exchanger plates.
  • the stirring elements are designed, for example, as stirring rakes.
  • the stirring elements are designed as stirring paddles.
  • the stirring elements are designed as stirring rods.
  • the Stirring elements are designed as Rhackbürsten, another embodiment is a combination of these. Further embodiments of the stirring elements are conceivable.
  • the stirring elements are rotated in the space between two adjacent heat exchanger plates by the drive shaft. This cooling mass, cooling ice or binary ice or ground mass, binary sirloin, sugar water push radially outward.
  • the stirring elements Due to the distance between the drive shaft and the respective heat exchanger plate, the basic mass - binary ice brine or binary ice can rise.
  • the stirring elements have corresponding conveying or conducting means.
  • the stirring device or the agitator is coupled to the control or at least partially integrated into it.
  • the regulation takes over the switching of Rönintervallen, stirring speed, etc.
  • current consumption for example, the agitator motor, temperature of the container wall and / or the container contents, etc. are used.
  • the means include tilt control to tilt the chill, ice or bin ice production device.
  • the tilt regulation is preferably arranged on the outside of the container in which the heat exchanger device and the stirring device are angeorndet.
  • the inclination control comprises one or more extendable and / or pivotable feet, brackets or the like.
  • a weighing device is provided, on which the container is arranged. Accordingly, weighing feet, measuring cells or Wieweler are provided instead of simple feet. In this way, a weight detection and / or weight regulation or control can be realized in a tapping or feeding of binary ice or ground. In particular, such a metering device can be realized via a weight control.
  • a level detection is provided which detects an angle of inclination.
  • a drive for example a hydraulic, pneumatic or other drive is provided.
  • the means comprise a conveying device, preferably integrated into the agitator, in order to convey the binary ice or the basic mass.
  • the delivery preferably takes place from an inlet to an outlet.
  • inlet and outlet are not at a common height level.
  • the outlet is at a higher height level, so that the promotion takes place at a corresponding inclination towards the exit.
  • the invention includes the technical teaching that in an energy system, in particular an air conditioning system for air conditioning of rooms and / or heating of process water or the like, as heat and energy source for heat pump systems, the energy and / or heat in a latent energy is stored and / or drawn or discharged, it is provided that ademassen-, cooling ice or Binäreisher thoroughlysvorutter according to the invention for carrying out a method according to the invention is included todetial as latent energy or heat storage.
  • Binary ice in particular cooling or binary ice, with thedemassenlust invention.
  • Binary ice making device is prepared to provide.
  • the invention includes the technical teaching that a use of flowable, pumpable cooling mass, cooling ice or binary ice, in particular of a produced according to a method of the invention and / or produced with ademassen-, cooling ice or Bdium ice making device according to the invention after cooling ice or binary ice, as latent energy or heat storage, especially in food cooling such as fresh fish cooling, dough cooling, in the energy and heat storage as the latent energy or heat storage in energy or heat systems, Energy, Energy recovery systems and the like, is provided.
  • the device is used for operation with a heat pump.
  • a heat pump applies.
  • the ice / binary ice is produced as a waste product.
  • a latent heat storage is realized with a high energy output.
  • the heating device When using a device, heat from solar radiation and / or heat from ambient air is used. Part of the heat is buffered in the ice water storage, where the heat is stored largely lossless. Thanks to the extremely high heat transfer in the water / ice storage, for example, it has a capacity of 300 to 400 liters. In summer, the heat pump requires little or no energy.
  • the heating device preferably comprises at least one hybrid collector, a heat pump, a liquid ice storage and a heat storage.
  • a liquid ice storage or water / ice storage particularly space-saving energy storage are provided. In conjunction with a heat pump can be energy to a usable temperature level z. B. for space heating and / or for warm water use.
  • the components of a corresponding heat device - the ice storage, the collector and the heat pump - are designed for the respective heat demand.
  • An absorber is permanently functional, ie during the day as well as at night. Special hybrid collectors still absorb enough heat, even in diffuse light and cloudy conditions, to convert them into usable heat or to store the oversupply in the (liquid) ice storage.
  • the hot water supply can be covered by collectors directly without a heat pump, where the heat is transferred to the buffer tank. In winter, when the temperatures of the collectors are sufficient, the energy is fed into the heating or storage tank.
  • Heating with ice or liquid ice is thus on easy way possible.
  • Heating with ice is based on the following physical principle: The formation of crystals through energy deprivation during ice formation allows the so-called heat of crystallization to be obtained. When thawing exactly the same heat must be returned. This can be repeated as often as required, which distinguishes the medium of water.
  • the water / ice storage or liquid ice storage does not serve as the right heat source, but always as a buffer that is loaded and unloaded as often as you like.
  • a heat removal from the liquid ice storage takes place as follows: Heat is removed from the water by a heat pump until ice forms.
  • the heat pump works - with efficient ice storage heat exchangers - until the complete freezing of the water with the freezing temperature of 0 degrees particularly efficient, since their operating temperature does not decrease.
  • a large surface of the heat exchanger and a small distance of the heat exchanger surfaces of a few centimeters are important for a high heat transfer in the high-performance ice storage.
  • the heat extracted by the heat pump can be used at a higher (usable) temperature, in which the heat pump delivers this heat to a buffer tank for heating or for heating water.
  • liquid egg is used, which is provided by the device according to the invention.
  • the heat supply via the ice storage is as follows:
  • the supply of energy or heat to the ice storage can, for. B. via air heat exchanger with blower, solar panels or a combination thereof, so-called hybrid collectors.
  • hybrid collectors The more efficient the collectors work, and z. B. even with snow in a position to bring these to slipping or defrost the smaller the ice storage can be.
  • the design is sufficient for one night because the next day even a covered sky is enough to harvest enough energy from the collectors.
  • a liquid ice storage preferably exists.
  • the energy that is extracted from the ice during freezing can be used for heating heat.
  • Ice storage especially liquid ice storage are relatively inexpensive and extremely space-efficient.
  • the operation is as follows: Will one liter of ice with a temperature of zero degrees Celsius in water transformed (thawed), as much energy is needed as during the warming of one liter of water at a temperature of zero degrees Celsius to eighty degrees Celsius.
  • the involvement of a heat pump low-temperature energy can be harnessed in which it is brought to appropriate temperatures for heating and hot water heating.
  • the high energy density can save so much space.
  • the liquid ice generator is very different in the ice-type - frozen water in the ice-heating against liquid ice brine or sugar ice or other technical ice and the like in the liquid ice generator - in the process of making the ice.
  • Cool ice, liquid ice, binary ice or pumpable ice are preferably used here.
  • the advantage of the liquid ice is the very fast thawing even at low heat.
  • the liquid ice generator can be used very well as a regenerative heat source for heat pumps even at very low temperatures just above 0 ° C and in low sunlight.
  • the invention includes the technical teaching that thus a kind of thermal energy transformer in which a small amount of energy over the time factor, a large amount of energy to produce and then can be retrieved within a very short time, or over a longer, but time-offset period can be stored.
  • very high cooling capacities are building air conditioning, process cooling in metal processing, harvesting and processing of fruits and vegetables such as asparagus, process cooling in food production, plastic and injection molding machine cooling, dye baths, anodizing baths, printers, color industry IT processor cooling, fermentation - and Brewing processes, beverage production etc.
  • a sugar water solution is used as the base.
  • This is cooled by the method according to the invention, so that pumpable sugar ice is produced.
  • This is used in dough production.
  • this sugar ice cream is used.
  • the sugar ice cream is fed to a dough base.
  • the sugar ice cream cools down the existing dough base mass so that it can be processed further at low temperatures suitable for use with food.
  • the sugar ice cream mixes with the existing dough base. Accordingly, for a dough base less water or sugar than previously required, since these components are supplied by supplying sugar ice cream of the dough base.
  • the feeding of sugar ice cream is not yet known.
  • an embodiment provides that when preparing a dough for baking and / or confectionery of a dough base sugar, which is preferably prepared according to one of the method steps described above, is supplied.
  • an embodiment provides that in the production of a sweet and / or baked product sugar icing a Grundlessnessmasse is supplied.
  • the mixture of dough base and sugar ice cream is baked in a later step.
  • the product thus produced has a higher quality at a lower cost.
  • a confectionery and / or bakery products are provided, which is prepared by a method described above.
  • the sugar ice cream is therefore suitable both for process cooling, in particular in the production of dough.
  • sugar ice is used for the refrigerated supply of sugars present in the sugar to the dough.
  • a cooling ice is fed to a meat dough.
  • the ice cools the meat dough so that it can be further processed at low temperatures, for example, it can be kneaded, comminuted, etc.
  • an additive for example, water and salt is fed to the meat dough.
  • the Fleischhausenbeckmasse has correspondingly less components of water and salt or on the components contained in the cooling mass.
  • the ice can also be used in the production of pizza dough and similar dough products.
  • the matrix has corresponding ingredients which are later used in the dough.
  • the addition of cooling compound ensures a low processing temperature of the dough.
  • the inventive principle can be reversed.
  • the basic mass is not cooled, but heated with the existing heat exchangers.
  • the device can also be used for process control, in which not cooled, but to be heated.
  • Another application example of the method and device according to the invention is the use in the direct and continuous cooling by the device after cooking processes of masses and foods such as jam, jam, applesauce, porridge, rice pudding, sauces or the like after the cooking process.
  • the given temperatures and cooling times are hygienically and efficiently achieved according to the HACCP ordinance or similar.
  • a faster connection to the cold chain, further processing or packaging etc. is possible.
  • a method for continuous production is to be understood as a method in which the container or the housing in which the matrix or mass is arranged is not changed in its horizontal and / or vertical position, in particular in FIG the container or the housing is not tilted or pivoted to move out, for example, the basic mass or Masser out of this. Rather, the production takes place in the housing / container without tilting.
  • the container / housing, in which the matrix or mass is arranged is arranged fixed in position, at least for the duration of the manufacturing process. So in an output guide shape of the container rotatably arranged. The container thus does not rotate about the longitudinal axis of the container or another axis for producing binary ice.
  • the method for producing the binary ice cream runs with a motion-free container.
  • the heat exchanger device or shorter of the heat exchanger and / or the container are stable, ie they are not tilted, not rotated or otherwise rotated. Only the stirring elements are rotated.
  • the container and / or the heat exchanger plates are fixed in position both during the removal of the binary ice and during the production of the binary ice, ie arranged rotationally fixed and / or immovable.
  • a removal of the binary ice is feasible during the manufacturing process, in particular without moving the container and / or the heat exchanger. Movable only the stirring elements are arranged.
  • the invention also includes the technical teaching that a heat exchanger is provided which has a plurality of heat exchanger plates arranged one behind the other.
  • the heat exchanger plates are fluidly connected to each other.
  • the heat exchanger plates each have a through opening through which a drive one and / or the shaft / axis of a stirring device extends. Radially and / or transversely from the drive / the shaft / axis protrude between the heat exchanger plates from stirring elements.
  • the drive and / or the stirring elements are designed to be movable between the heat exchanger plates.
  • the stirring elements are non-rotatably connected to the drive. Accordingly, the stirring elements between adjacent heat exchanger plates are movable.
  • the heat exchanger plates have an arbitrary contour in the plan view.
  • the heat exchanger plates are circular. In other embodiments, the heat exchanger plates are oval, round, angular, quadrangular, polygonal, rectangular, square, and the like. Fluidically, the heat exchanger plates are connected to each other via a supply line and a drain. The connection of the heat exchanger plates with the supply line and / or the discharge takes place preferably on an outer edge of the heat exchanger plates. In other embodiments, a fluidic connection between the passage opening and the outer edge takes place.
  • the heat exchanger plates comprise two spaced plates, which are fluid-tightly connected to one another at their edges, inside and outside, so that the plates form a fluid-tight interior. The interior is fluidically connected to the inlet and the outlet via corresponding fluidic connections.
  • the heat exchanger can be used for many applications.
  • the heat exchanger can be used in boilers to increase the heat transfer area.
  • Fig. 1 is a schematic cross-sectional view of a binary ice making apparatus
  • FIG. 2 schematically shows a detail of a binary ice making device in another cross-sectional view
  • FIG. 3 is a schematic view of the ice slurry production device of FIG. 2 in an exploded view; FIG. schematically another cross-sectional view of the ice slurry production device of FIG. 3; schematic perspective view of a heat exchanger device of a ice slurry production device; schematically in a plan view of the heat exchanger device of FIG. 5; schematically a perspective view of another heat exchanger device of a ice slurry production device; schematically in a plan view of the heat exchanger device of FIG. 7; schematically in a side view, a binary ice making device; schematically in a front view and a side view of a section of the ice slurry production device of FIG.
  • FIG. 9 schematically in a partially exploded side view of the Binary ice making device of FIG. 10; schematically in cross-sectional view another Bdisher einsvorrich- device; schematically in another cross-sectional view, the Binäreisher einsvorrich- tion and 14 is a schematic perspective view of a heat exchanger device of the ice slurry production device of FIG. 13.
  • FIGS. 1 to 14 show various embodiments of a heat exchanger device 100 in various views and levels of detail. Identical or similar components are identified by the same reference numerals. A detailed description of components already described will be omitted.
  • the cooling mass production device 100 for the production of cooling mass, in particular binary ice cream from a liquid matrix, binary salty or sugar water comprises means for carrying out a method for producing a tempered mass, cooling mass, binary ice from a basic mass 10 such as a binary salty or sugar water, wherein a filling the liquid base mass 10 such as a BDCissoleole in a housing 110, a cooling of the liquid matrix 10 as the BDCissoleole by contacting a arranged in the housing 110 heat exchanger device 200 is carried out with stirring the matrix 10 as the BDCissole or the sugar water, so the tempered mass to produce the ice or the binary ice or sugar icing, the cooling being interrupted upon formation of an ice sheet on the heat exchanger means 200 as soon as the ice sheet reaches a predetermined thickness and the cooling is continued as soon as the ice is removed Chicht falls below the predetermined thickness.
  • the cooling mass production device 100 has corresponding means, which comprise the heat exchanger device 200. Furthermore, the means comprise a control device. In addition, the means comprise a stirring device 500. In addition, the means comprise a tilt regulation 400. Further, the means comprise a conveyor 600. The cooling mass production device 100 is arranged on a floor or a standing surface 20, which may also be designed as a weighing device. About the tilt control 400 is the cooling mass or binary ice making device 100 opposite to the base 20 in an inclined position can be brought or tilted, as shown in Fig. 1. In this case, an angle of inclination 410 is adjustable via the tilt regulation 400, with which the cooling mass production device 100 is inclined relative to the base 20.
  • the angle of inclination 410 is here calculated from an inclined position of the housing 110 of the cooling mass production device 100 or an axis A of the cooling mass production device 100 relative to the base surface 20.
  • the inclination regulation 400 comprises at least one adjustable inclination element 420 which is extendable.
  • the inclination element 420 is formed here as an extendable stand 421.
  • the support surface 20 is preferably part of the inclination regulation 400.
  • the inclination regulation has corresponding feet 21, which can also be designed as weighing feet.
  • the heat exchanger device 200 In the container 110, the heat exchanger device 200, at least partially, in addition to the basic mass 10, in particular the BDCäreole or the sugar water, arranged.
  • the heat exchanger device 200 comprises a feed or inlet 210 for a heat or refrigerant (in short: refrigerant), a drain or return 220 for the refrigerant and a plurality of the flow 210 and the return 220 fluidly connected heat exchanger plates 230th Die choir (2004) (2004)erplatten 230 Sind von the refrigerant can flow through.
  • refrigerant heat or refrigerant
  • the heat exchanger plates 230 on one of two end-side side walls and a jacket surface arranged on the circumferential wall surrounding interior, which is fluidly connected both to the flow 210 and the return 220.
  • various flow-guiding means 235 are arranged in the interior, in order, for example, to realize a specific flow field or flow field.
  • the flow 210 and the return 220 are arranged eccentrically to the heat exchanger plates 230. In this case, the flow 210 and the return 220 extend in the axial direction A.
  • the housing 110 further has a feed point 111 and a tapping point 112. How through the Arrows indicated at 111 and 112, runs according to the supply of basic mass 10, such as BDCissole or sugar water or the removal of ice or Bry ice.
  • the matrix 10 is supplied to the container or housing 110.
  • the basic mass 10 is supplied to the housing 110 via a level control 700.
  • the level control 700 includes a first brine tank 710 and a second brine tank 720.
  • the first brine tank 710 stores a saturated matrix 10, for example, a saturated saline solution.
  • the matrix 10 is at a desired base mass concentration, for example, 0.5 to 3.5% saline (% by volume or mass%).
  • the concentration in the second brine tank 720 is detected. If the concentration is above the desired concentration value, then the basic mass 10 is diluted, for example by supplying base material 10 of lower concentration or of water.
  • the basic mass 10 is concentrated, for example by adding base material 10 of higher concentration, preferably with the saturated basic mass 10 from the first brine tank 710. If a desired concentration is present, the basic mass 10 becomes the second Brine container 720 supplied to the container 110. In this case, the feeding takes place in accordance with the level control 700. This controls in addition to the concentration of the basic mass 10, in particular the matrix 10 in the second brine tank 720, also other parameters. Thus, the level control 700 also controls a level of the basic mass 10 in the container 110. This is done for example via a float measurement, optically or by other means. In order to produce binary ice cream from the matrix 10, the matrix 10 in the container 110 is cooled, in particular pre-cooled.
  • the level control 700 comprises a cooling controller or a corresponding cooling circuit.
  • the cooling of the base mass 10 takes place by contacting heat exchanger surfaces of the heat exchanger plates 230.
  • To produce binary ice is a Naturalmissung of basic mass 10 and crystallized or frozen basic mass. 10 required.
  • the stirring device 510 comprises a stirring shaft 520 and a stirring motor 530 driving the stirring shaft 520.
  • the stirring shaft 520 is arranged centrically to the heat exchanger plates 230.
  • the heat exchanger plates 230 each have a central passage opening 231, through which the stirring shaft 520 extends.
  • the agitator shaft 520 has stirring elements 540 which are designed to mix or stir the basic mass 10 or the binary ice or the mixture of the two.
  • the stirring elements 540 are disposed in the gaps 232 between the heat exchanger plates 230.
  • the stirring elements 540 are formed like a blade, so that the basic mass 10 or the binary ice is moved radially outward away from the stirring shaft 520 in the direction of the container wall 110b.
  • the ice-rich basic mixture is transported radially outward.
  • the ice-poorer basic mass mixture or the basic mass 10 penetrates through the passage openings 231 of the heat exchanger plates 230. In this way, an efficient mixing is realized.
  • the corresponding conveyor 600 is provided. This is integrated in the embodiments shown here in the agitator 500, in particular by the shape of the stirring elements 540. In part, the conveyor 600 is also integrated in the tilt regulation 400, since a promotion of the binary ice or the basic mass is supported by the inclination. Due to the skew and the lower density of the binary ice over the ground mass 10, the binary ice moves from the lowest point where the feed point 111 lies to a higher level. At the higher position, the tapping point 112 is formed.
  • the inclined position Due to the inclined position, it is guaranteed that the binary ice or, depending on the inclined position, a binary ice mixture with a smaller proportion of basic mass 10 rests against the tapping point 112 and can be tapped there. To speed up the ice cream production process effect, a drafted binary ice or binary ice mixture can be recycled back to the feed point 111 and fed back to the container 110.
  • the inclined position is adjustable.
  • Fig. 1 shows schematically a cross-sectional view of the BDCschestllungsvorraum 100.
  • the structure is roughly dargetellt.
  • the container 110 has three maintenance openings 113.
  • the set inclination angle is about 10 °.
  • the container 110 is filled almost to the edge. Implied are two different levels, which can be adjusted via the 700 level control.
  • the agitator shaft 520 is mounted on a frontal wall or end face 110 a of the container 110 near the feed point 111.
  • On the opposite side of the stirring motor 530 is provided. This is located outside the container 110.
  • a magnetic coupling 520 is provided for a drive of the agitator shaft 520 without penetration or through hole at the corresponding - here zapfstellen linen - end wall or end face 110a of the container 110.
  • a magnetic coupling 520 is provided for a drive of the stirring shaft 520 from the outside without penetration and thus without sealing on the end face 110a possible. Due to the oblique position, a pressure through the basic mass 10 or the binary ice on the end face 110a is less than in the horizontal position.
  • FIG. 2 schematically shows a section of the cooling mass production device 100 in another cross-sectional view.
  • the level regulation 700 is not shown here.
  • the insulated container or the housing 110 is, as in Fig. 1, as a thin-walled, approximately cylindrical container 110 with two slightly outwardly curved end faces 110a formed. Accordingly, the container 110 extends along the axial direction A.
  • a center axis of the container 110 and a center axis of the stirring shaft 520 are formed concentrically with each other.
  • the stirring shaft 520 is coupled to the stirring motor 530 via the magnetic coupling 550.
  • the heat exchanger plates 230 are as annular circular plates are formed and protrude radially from an imaginary central axis to the outside.
  • the imaginary central axis of the heat exchanger plates 230 is arranged concentrically to the center axis of the agitator shaft 520 and the container 110.
  • the heat exchange plates 230 are arranged equidistant from one another in the axial direction A. Radially, the heat exchanger plates 230 are equally spaced from the side wall 110b of the container 110.
  • the stirring elements 540 are arranged projecting radially outwardly.
  • the stirring elements 540 are equally spaced in the axial direction A from each other and substantially the same.
  • the stirring elements 540 are arranged at a distance from the heat exchanger plates 230 for contactless stirring.
  • the stirring elements 540 are formed in the axial direction A at a distance from the side wall 110b of the container 110.
  • FIG. 3 schematically shows the cooling mass production device 100 according to FIG. 2 in an exploded view.
  • the heat exchanger device 200 is preferably integrally formed with the stirring device 500, so that both can be used together during assembly into the container 110.
  • a cover 114 of the container 110 formed as a removable end wall 110a is likewise formed integrally with the heat exchanger device 200 and / or the stirring device 500. Due to the magnetic coupling 550, the end wall 110 is formed without interruption in the axial direction in the region of the agitator shaft 520.
  • the container 110 is formed substantially hollow cylindrical.
  • the heat exchanger plates 230 are radially constantly spaced from the side wall 110b of the container 110. In this case, the heat exchanger plates 230, the central through hole 231 for the stirring shaft 520 on.
  • the central axis of the passage opening 231 is concentric with the central axis of the container 110.
  • the heat exchanger plates 230 have in their interior a flowfield. The flowfield is through welds, depressions or other flow 235 of the Heat exchanger surfaces defined in the direction of the interior.
  • the inlet 210 and the outlet 220 are disposed between a radially outer edge of the heat exchanger plate 230 and the side wall 110b of the container 110.
  • the inlet 210 and the outlet 220 extend in the axial direction A.
  • FIG. 5 schematically shows a perspective view of another heat exchanger device 200 of the cooling mass production device 100.
  • the heat exchanger plates 230 have no slot 233.
  • the stirring shaft 520 is inserted here axially through the passage openings 231.
  • the flow 210 and the return 220 are partially received in the heat exchanger plates 230.
  • the heat exchanger plates 230 corresponding receptacles 234, as shown in Fig. 6.
  • FIG. 6 shows schematically in a top view the heat exchanger device 200 according to FIG. 5.
  • the receptacles 234 for the flow 210 and the return 220 are formed on an outer edge of the heat exchanger plate 230, these interrupting the edge. In this way, an inlet 210 and / or return 220, which is received there, still protrudes over the edge in the direction of the side wall 110b of the container 110.
  • a fluidic connection of the interior of the heat exchanger plate 230 with the inlet 210 and the drain 220 thus takes place without external connection means, but integrated.
  • FIG. 7 shows a schematic perspective view of another heat exchanger device 200 of a cooling mass production device 100.
  • the embodiment of FIG. 7 has receptacles 234, which do not interrupt the edge, but are formed as eccentric through holes in the heat exchanger plate 230.
  • An inlet 210 or drain 220 received there does not protrude radially beyond the edge of the heat exchanger plate 230.
  • a radial distance of the heat exchanger plates 230 to the side wall 110b of the container 110 is to be dimensioned smaller.
  • FIG. 8 schematically shows a plan view of the heat exchanger device 200 according to FIG. 7.
  • the two receptacles 234 designed as passage openings penetrate the heat exchanger plate 230, the cross section of the receptacle 234 lying completely within the corresponding cross section of the heat exchanger plate 230.
  • An embodiment of the cooling mass production device 100 with the heat exchanger device 200 according to FIG. 4 is shown in FIG. 9.
  • FIG. 9 shows a schematic side view of the cooling mass production device 100 with the heat exchanger device 200 according to FIG. 8.
  • the flow 210 and the return 220 do not run in the radial direction laterally of the heat exchanger plates 230, but penetrate them. As a result, a uniform distance in the radial direction between the heat exchanger plates 230 and housing 110 is realized.
  • the structure shown in FIG. 9 corresponds to the exemplary embodiment according to FIG. 1.
  • the cooling mass production device 100 is made more compact with a container 110 having two maintenance openings 113.
  • the heat exchanger device 200 has nine heat exchanger plates 230.
  • the stirring device 500 has ten stirring elements 540.
  • the front side (s) facing the agitator shaft 520 are designed to be interruption-free, since the agitator shaft 520 can be coupled or coupled to the agitating motor 530 in a contactless manner via the magnetic coupling 550.
  • FIG. 10 shows schematically in a front view and a side view a detail of the cooling mass production device 100 according to FIG. 9, but with a heat exchanger device 200 which has a slot 233 for mounting the agitator shaft 520 and in which the flow 210 and the return 220 radially is arranged laterally to the heat exchanger plates 230.
  • FIG. 11 shows schematically in a partially exploded side view the cooling mass production device 100 according to FIG. 10.
  • the stirring shaft 520 is contactlessly coupled to the stirring motor 530 via the magnetic coupling 550.
  • the stirring shaft 520 may be axially divided into stirring shaft segments. By means of corresponding couplings, for example magnetic couplings, the segments can be connected to form a complete shaft.
  • the cooling mass production device 100 is designed to be larger compared to the previous embodiment and has correspondingly more heat exchanger plates 230, which also have a larger heat exchanger surface, and correspondingly more stirring elements 540.
  • the tilt regulation 400th has a pivot bearing 425 which rotatably supports the container 110 at one end. Axially spaced therefrom, a linear actuator 426 is formed, which is flexibly connected to the container 110. By moving the linear actuator 426, the inclination angle 410 is adjustable. Due to the free arrangement of the stirring motor due to the magnetic coupling and the passage opening-free end side, an inclination is freely selectable, since no seals are provided, which may be loaded higher in an inclined position due to a pressing on the front side fluid.
  • FIG. 13 shows schematically in another cross-sectional view the cooling mass production device 100.
  • the agitator shaft 520 is arranged in the central passage opening 231 of the heat exchanger plate 230.
  • the inlet 210 and the outlet 220 are arranged radially laterally spaced from the heat exchanger plate 230 between the heat exchanger plate 230 and the side wall 110 b of the container 110.
  • Radially from the agitator shaft 520 the stirring element 540 extends.
  • the stirring element 540 is formed here like a propeller or a blade like. In this case, the stirring element 540 has a cross-sectionally S-shaped profile.
  • the stirring element 540 has a varying curvature in the axial direction A, so as to bring about an additional promotion in another direction - in the axial direction.
  • the Föder worn 600 is integrated into the agitator 500.
  • the conveying takes place on the one hand radially along the heat exchanger surfaces.
  • the S-shaped curvature and the centrifugal forces thereby convey radially outwards in the direction of the side wall 110b of the container 110.
  • conveyance in the axial direction A takes place through the axial curvature of the stirring element 540.
  • a three-dimensional mixing and / or conveying takes place
  • FIG. 14 schematically shows, in a perspective view, the heat exchanger device 200 of the cooling mass production device 100 according to FIG. 13.
  • the flow 210 and the return 220 extend radially outside the heat exchanger plates 230.
  • the heat exchanger plates 230 have the flow field or flow field in the interior.
  • the flow field as a flow guide 235 circular arc-like walls extending from an inner side of the heat exchanger plate 230 to the opposite side.
  • the refrigerant in the interior of a flow path is specified.
  • projections or recesses are provided in the interior, which cause a better turbulence of the refrigerant in the interior. As a result, a more effective heat transfer is realized.
  • the device is suitable for many applications.
  • the device can also be used in mixtures which separate at predetermined temperature ranges, for example in a gas-liquid mixture in a liquid phase and a gaseous phase.
  • the device finds use in substance separation in sewage treatment plants.
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer fließfähigen, pumpfähigen gekühlten Masse oder Kühlmasse, insbesondere zur Verwendung als und/oder für Lebensmittel und Nahrungsmittel aus einer fließfähigen Grundmasse (10), umfassend die Schritte: Einfüllen der fließfähigen Grundmasse in ein Gehäuse (110), Kühlen der fließfähigen Grundmasse mittels Kontaktieren einer in dem Gehäuse (110) angeordneten Wärmetauschereinrichtung (200) unter Rühren der Grundmasse (10), um so d die pumpfähigen, gekühlte Masse oder Kühlmasse zu erzeugen, wobei das Kühlen bei Bildung einer Schicht, insbesondere einer Eisschicht, an der Wärmetauschereinrichtung (200) unterbrochen wird, sobald die Schicht, insbesondere die Eisschicht, eine vorbestimmte Dicke erreicht und das Kühlen fortgeführt wird, sobald die Schicht die vorbestimmte Dicke unterschreitet, wobei beim Rühren die Grundmasse und/oder die Masse radial entlang der Wärmetauscheroberflächen nach außen bewegt wird und wobei eine Kraftübertragung für das Rühren von außerhalb des Gehäuses nach innen kontaktlos ohne Durchbruch durch das Gehäuse durchgeführt wird. Zudem betrifft der Gegenstand der Erfindung ein Klimatisierungsverfahren, eine Kühlmassenherstellungsvorrichtung, ein Energiesystem und eine Verwendung hierzu.

Description

Binäreisherstellungsvorrichtung und Verfahren hierzu
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer fließfähigen, pumpfähigen, temperierten, insbesondere gekühlten Masse oder Kühlmasse aus einer fließfähigen Grundmasse gemäß Anspruch 1.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Klimatisierung von Räumen, bei dem Wärme in einem latenten Wärmespeicher gespeichert wird, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
Auch betrifft die Erfindung eine Kühlmassenherstellungsvorrichtung zur Herstellung von einer fließfähigen, pumpfähigen gekühlten Masse oder Kühlmasse aus einer fließfähigen Grundmasse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
Zudem betrifft die Erfindung ein Energiesystem, insbesondere ein Klimatisierungssystem zum Klimatisieren von Räumen oder Erwärmen von Brauchwasser, als Energiequelle für Wärmepumpensysteme, bei dem Energie und/oder Wärme in bzw. aus einem latenten Wärmespeicher gespeichert und/oder gezogen wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Nicht zuletzt betrifft die Erfindung eine Verwendung von fließfähiger, pumpfähiger Kühlmasse gemäß dem Anspruch 10.
Binäreis, Verfahren und Vorrichtungen zu dessen Herstellung sind allgemein bekannt. Dabei wird Binäreis auch als Eisbrei, Slurry, Slusheis, Matscheis, pumpfähiges Eis, flüssiges Eis und dergleichen bezeichnet.
Aus der DE 34 86 374 T2 ist eine Eisherstellungsmaschine bekannt, umfassend: ein Gehäuse mit einem Einlass zum Aufnehmen einer Füssigkeit in Form einer wässrigen Lösung von einer Konzentration, die unterhalb ihrer eutektischen Konzentration liegt, aus welchem das Eis herzustellen ist, mit einem Auslaß zum Ermöglichen des Austretens von Eis aus dem Gehäuse; einen Wärmetauscher im Gehäuse, mit einem Kühlmitteleinlass und einem Kühlmittelauslass zum Ermöglichen einer Strömung von Kühlmitteln zwecks Abziehens von Wärme aus der Flüssigkeit und wenigstens eine Wärmetauscherfläche enthaltend, die das Kühlmittel von der Flüssigkeit trennt; einen Schaber, der im Gehäuse angeordnet, um eine Achse beweglich ist, wobei sich der Schaber und die genannte jeweilige Wärmetauscherfläche quer zu der genannten Achse erstrecken; Mittel zum Aufnehmen eines Flüssigkeitsquantums im Gehäuse, um das Gehäuse im Wesentlichen anzufüllen und die jeweilige Wärmetauscherfläche zu bedecken, wobei der Schaber mit der jeweiligen Wärmetauscherfläche in Berührung steht und um die Achse herum bewegbar ist, um die jeweilige Wärmetauscherfläche abzuschaben, und dass die Eisherstellungsmaschine ferner umfaßt: einen Antrieb, der den Schaber antreibt und über die genannte Wärmetauscherfläche bei einer solchen Geschwindigkeit bewegt, dass der Schaber bei aufeinanderfolgenden Umläufen über der jeweiligen Wärmetauscherfläche diese abschabt, um eine gekühlte Schicht der Flüssigkeit von der jeweiligen Wärmetauscherfläche vor der Kristallisation des Eises hierauf abschabt, wobei der Schaber Flüssigkeit von der jeweiligen Wärmetauscherfläche dem Flüssigkeitsquantum im Gehäuse zuführt, um dort eine im Wesentlichen gleichförmige Temperatur aufrechtzuerhalten.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Kühlmassen- herstellungsvorrichtung zu schaffen, bei welchem eine fließfähige Grundmasse homogener und effizienter sowie für mehrere Verwendungszwecke erzeugt wird. Zudem ist es eine Aufgabe, die Kühlmasse bzw. das Verfahren und die Vorrichtung zu dessen Herstellung für ein Klimatisierungs- oder Energiesystem mit Binäreis als latentem Engergiespeicher zu verwenden. Diese und weitere Aufgaben werden ausgehend von einem Verfahren gemäß Anspruch 1, einem Verfahren gemäß Anspruch 5, einer Kühlmassenherstellungsvorrichtung gemäß Anspruch 6, einem Klimatisierungssystem gemäß Anspruch 9 und einer Verwendung gemäß Anspruch 10 in Verbindung mit deren Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass bei einem Verfahren zur Herstellung einer fließfähigen, pumpfähigen temperierten, insbesondere gekühlten, Masse oder Kühlmasse, insbesondere zur Verwendung als und/oder für Lebensmittel und Nahrungsmittel aus einer fließfähigen Grundmasse, umfassend die Schritte: Einfüllen der fließfähigen Grundmasse in ein Gehäuse, Temperieren, insbesondere Kühlen der fließfähigen Grundmasse bzw. der bereits hergestellten Kühlmasse mittels Kontaktieren einer in dem Gehäuse angeordneten Wärmetauschereinrichtung oder allgemeiner einer Wärme- und/oder Kühleinrichtung unter Rühren, insbesondere kontinuierlichem Rühren, der Grundmasse, um so die Kühlmasse zu erzeugen, vorgesehen ist, dass das Temperieren, insbesondere Kühlen bei Bildung einer Schicht, insbesondere einer Eisschicht, an der Wärmetauschereinrichtung unterbrochen wird, sobald die Schicht, insbesondere die Eisschicht, eine vorbestimmte Dicke erreicht und das Temperieren bzw. Kühlen fortgeführt wird, sobald die Schicht, insbesondere die Eisschicht, die vorbestimmte Dicke unterschreitet. Die Grundmasse ist eine beliebige, fließfähige bzw. pumpfähige Masse. Die Grundmasse kann flüssig, zähflüssig, breiig, musig oder dergleichen sein. Bevorzugt ist die Grundmasse eine Gemisch oder Gemenge aus einem Grundfluid oder einer Grundflüssigkeit und einem oder mehreren Zusätzen. Der Zusatz (oder die Zusätze) ist in einer Aus- führungsform lösbar in dem Grundfluid. Bevorzugt ist die Grundmasse ein binäres Fluid, beispielsweise wie eine Binäreissole. In einer Ausführungsform ist die Grundmasse ein Mus, wie ein Apfelmus, eine Konfitüre oder dergleichen. Die Grundmasse ist für den Einsatz als Lebensmittel, Nahrungsmittel und/oder als Zusatz für diese geeignet. In einer anderen Ausführungsform ist die Grundmasse eine Binäreissohle. In noch einer anderen Ausführungsform ist die Grundmasse ein Wasser-Zucker-Lösung. In noch einer anderen Ausführungsform ist die Grundmasse eine Wasser-Salz-Zucker-Lösung oder eine andere Rezeptur. Das Grundfluid weist einen definierten oder gleitenden Schmelz- und/oder Gefrierpunkt auf. Der Zusatz ist so ausgebildet, dass dieser den Schmelzpunkt und/oder den Gefrierpunkt verändert, insbesondere derart, dass der Schmelzpunkt und/oder der Gefrierpunkt herabgesetzt ist. Das Temperieren kann sowohl ein Kühlen, ein Erwärmen als auch beides umfassen. Die Konzentration des Zusatzes in dem Grundfluid ist beliebig einstellbar bis hin zu einer Sättigung des Zusatzes in dem Grundfluid. Die Grundmasse wird in einer Ausführungsform auf oder unter den Gefrierpunkt des Grundfluids abgekühlt. Durch den Zusatz gefriert die Grundmasse nicht. Die Grundmasse wird entsprechend derart heruntergekühlt, dass die Grundmasse in einer Aus- führungsform als Kühlmasse, die weiterhin pumpfähig ist, verwendbar ist. Die Kühlmasse ist insbesondere zur Kühlung und zur Beimengung des Zusatzes und/oder des Grundfluids in weiteren lebensmittelverarbeitenden Prozessen, wie bei der Fleischherstellung, der Teigherstellung, der Brotherstellung, der Süßwaren, insbesondere Backwarenherstellung und dergleichen einsetzbar ist. Insbesondere ist das Verfahren für die Prozesskühlung bei der Herstellung von Lebensmitteln und Nahrungsmitteln einsetzbar. Das Grundfluid ist bevorzugt Wasser, insbesondere lebensmittelechtes Wasser, das heißt Wasser, welches für die Lebensmittelherstellung einsetzbar ist. Der Zusatz ist bevorzugt eine lebensmittelechter Zusatz, das heißt ein Zusatz, der für die Lebensmittelherstellung einsetzbar ist. Ein anderes Grundfluid ist Milch. Noch ein anderes Grundfluid ist Saft oder dergleichen. Die Kühlmasse wird aus einer flüssigen Grundmasse hergestellt. Hierzu wird ein Grundfluid mit einem vorbestimmten Prozentsatz an einem Zusatz hergestellt. Beispielsweise ist die Grundmasse eine Binäreissole. Entsprechend ist das Grundfluid Wasser und der Zusatz Salz. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist das Grundfluid Wasser und der Zusatz Zucker. Vorzugsweise umfasst die beispielsweise als Binäreissole ausgebildete Grundmasse als Bestandteile Wasser, beispielsweise Leitungswasser, und ein Salz, beispielsweise Kochsalz, NaCl bzw. bei der Backwarenherstellung Zucker oder dergleichen. Die Grundmasse, beispielsweise die Binäreissole wird bevorzugt als eine etwa 0,01 - 20%-ige Grundmasse bzw. Binäreissole, bevorzugt als eine etwa 0,5 - 4,5 %- ige Grundmasse bzw. Binäreissole und am meisten bevorzugt als eine etwa 1,0 - 3,5 %-ige Grundmasse bzw. Binäreissole gemischt. Entsprechendes gilt für eine Zuckerwasserlösung. Um eine gewünschte Grundmasse mit einem entsprechenden Mischverhältnis bereitzustellen, wird eine gesättigte Grundmassenlösung, beispielsweise eine Kochsalzlösung oder Zuckerwasserlösung der ungesättigten Grundmassenlösung oder dem Grundfluid, beispielsweise der ungesättigten Binäreislösung oder Zuckerwasserlösung, bereitgestellt bzw. beigemengt. Wird beispielsweise NaCl und H20 als Binäreissole verwendet, so wird in einem Schritt eine gesättigte Lösung NaCl + H20 bereitgestellt bzw. gemischt. Weiter wird davon getrennt eine weitere Binäreissole bereitgestellt. Bei der weiteren Binäreissole wird zunächst ein gewünschtes Lösungsverhältnis von NaCl und H20 erfasst. Weist die Lösung einen zu hohen Natriumchlorid- (NaCl) oder allgemein Salzanteil auf, so wird H20 hinzugefügt. Weist die Lösung einen zu hohen H20- Gehalt auf, so wird der weiteren Binäreissole ein Teil der gesättigten Binäreissole hinzugefügt. Analoges gilt für die Zuckerwasserlösung bzw. allgemeiner für die Grundmasse oder einer Mischung von Zucker- und Salzlösung. Bevorzugt erfolgt die vorstehend beschrieben Niveauregulierung automatisch bzw. über einen Regelkreis gesteuert. Dabei wird ein gewünschter Konzentrationswert eingestellt. Der Konzentrationswert wird ermittelt. Bei Über- bzw. Unterschreiten wird ein gewünschter Bestandteil hinzugefügt, beispielsweise aus der gesättigten Lösung oder einer ungesättigten und/oder niederkonzentrierten Lösung. Ist ein gewünschter Konzentrationswert erreicht, wird die Grundmasse, zum Beispiel die Binäreissole oder das Zuckerwasser einem Behälter zugefügt oder direkt in dem Behälter gemischt, in welchem das Kühlen stattfindet. Der Behälter ist vorzugsweise zylindrisch ausgeführt, in einer anderen Form ist er konisch ausgeführt. Vorzugsweise ist der Behälter entsprechend der Mediumstemperatur und der Umgebungstemperatur isoliert, um Transmissionswärmeverluste und Tau- punktunterschreitung zu verhindern. In einer anderen Ausführung ist der Behälter doppel- wandig ausgeführt, um weitere Wärmetauscherfläche an der Innenwandung zu schaffen. Der Behälter ist vorzugsweise als Kühlbehälter ausgeführt, in einer anderen Ausführung ist er als Heizbehälter oder als Kühl- und Heizbehälter ausgeführt. Dabei wird in einem Schritt die Grundmasse, beispielsweise die Binäreissole oder das Zuckerwasser, vor dem Zufügen in den Behälter vorgekühlt. Ein Zufügen erfolgt bevorzugt gesteuert, insbesondere in Abhängigkeit von einem Füllstand des Behälters gesteuert. Bevorzugt ist das Zufügen derart gesteuert, dass ein gewünschter Füllstand eingehalten wird. Sobald die Grundmasse, beispielsweise die Binäreissole oder das Zuckerwasser, mit dem gewünschten Konzentrationsverhältnis in dem Behälter zugefügt ist und diese somit den dort befindlichen Wärmetauscher an den entsprechenden Wärmetauscheroberflächen kontaktiert, beginnt die Kühlung der Grundmasse. Das Kühlen erfolgt gesteuert, beispielsweise temperaturgesteuert, zeitgesteuert, energiegesteuert, eisdi- ckengesteuert oder dergleichen. Bevorzugt erfolgt das Kühlen unter permanentem Rühren der Grundmasse. Auf diese Weise wird von Anfang an eine gute Durchmischung der Grundmasse realisiert. Im Laufe des Kühlens der Grundmasse kommt es aufgrund des Kühlens in den Bereich des Gefrierpunktes des Grundfluids bzw. der Grundmasse zu einer Kristallbildung, einem teilweisen Aggregatszustandswechsel und somit einer Eisschichtbildung an den Wärmetauscheroberflächen. Aber auch andere Schichtbildungen wie anhaften, ankleben oder dergleichen führen zu einer Schichtbildung. Da das Rühren kontaktlos zu den Wärmetauscheroberflächen stattfindet, wird das Rühren zunächst nicht durch die Schicht, insbesondere die Eisschicht, blockiert. Das Rühren erfolgt allerdings auch in eng beabstandeter Nähe zu den Wärmetauscheroberflächen. Hierbei wird ein Abstand zwischen einer Rühroberfläche eines Rührelements und einer Wärmetauscheroberfläche derart gewählt, dass erst eine vorbestimmte Schichtdicke bzw. Ansammlung von festen Bestandteilen bzw. Eisdicke ein Rühren blockieren kann. Der Abstand wird dabei so ausgewählt, dass dieser im Bereich von etwa 0,1 bis 60 Millimeter, bevorzugt im Bereich von etwa 0,1 bis 30 Millimeter und am meisten bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 5 Millimeter liegt. Wird an der Wärmetauscheroberfläche eine Schicht wie eine Eisschicht mit einer Schichtdicke bzw. Eisschichtdicke gebildet, die einen vorgegebenen Wert überschreitet, so wird das Kühlen unterbrochen, sodass das an der Wärmetauscheroberfläche gebildete Eis abtauen kann bzw. sich in der Grundmasse lösen kann bzw. die Schicht entfernt oder reduziert werden kann. Sobald die (Eis-)Schichtdicke einen vorgegebenen Wert unterschreitet oder ein vorgegebenes Zeitfenster oder eine andere Steuergröße überschritten wird, wird das Kühlen forgesetzt. Dieser Prozess setzt sich solange fort, bis eine gewünschte Konsistenz an Kühlmasse, beispielsweise von Binäreis oder Zuckereis erreicht wird. Die dann fertige, pumpfähige Kühlmasse bzw. das dann fertige Binäreis bzw. Zuckereis ist pumpfähig und wird über eine Zapfstelle aus dem Behälter entnommen. Entsprechend ist die Kühltemperatur so eingestellt, dass die Grundmasse nicht komplett gefriert. Die Kühlmas- senherstellungsvorrichtung ist ausgelegt für die Produktion von etwa 5 kg bis 20 t Kühlmasse pro Stunde, bevorzugt von 25 kg bis 250 kg.
Als Kühlmedium für das Kühlen mittels Wärmetauscher wird in einer Ausführungsform ein lebensmittelechtes Kühlmedium bzw. Kälteträger, beispielsweise Glykol, Temper, Thermera Friogel Neo oder lebensmittelechte Sole, lebensmittelechtes Zuckerwasser oder dergleichen verwendet. Hierdurch sind das Verfahren und die im Folgenden beschriebene Vorrichtung für die Herstellung von Kühlmasse wie Binäreis oder Zuckereis im Lebensmittelbereich verwendbar. Bei einer evtl. Leckage kommt somit das lebensmittelechte Kühlmedium nicht in Kontakt mit der Kühlmasse bzw. dem Binäreis oder Zuckereis, sodass hier keine Gefahr für Benutzer durch Kontamination entsteht. Ein Kältemittel zur Kühlung des Kühlemediums durchströmt hierbei einen Sekundärkreis. Statt eines lebensmittelechten Kühlmediums wird in anderen Anwendungsfällen, beispielsweise bei einer Kühlung von Beton, Gummi, Öl, Abwasser oder dergleichen, eine technische Sole verwendet. Entsprechend ist das Verfahren auch für andere Bereiche als in der Lebensmittelkühlung einsetzbar. Insbesondere ist das Verfahren für alle Bereiche einsetzbar, in denen eine pumpfähige, gekühlte Grundmasse aus einer fließfähigen Grundmasse hergestellt wird oder derselben Wärmeenergie entzogen wird, um an anderer Stelle nutzbar zu machen, anwendbar. Bei dem Beispiel Betonkühlung wird als Kühlmedium allgemein ein Wasser-Frostschutz-Gemisch verwendet. Die gekühlte, pumpfähige Kühlmasse wird im Folgenden auch als Kühlmasseeis oder kürzer Kühleis bezeichnet. Das Vermischen von Grundmasse und Kühleis erfolgt innerhalb des Gehäuses. Hierzu wird ein Rühren mittels eines Rührwerks vorgesehen. Das Rührwerk befindet sich innerhalb des Gehäuses. Der Aktu- ator zum Antreiben des Rührwerks bzw. der daran angeordneten Rührelemente befindet sich außerhalb des Gehäuses. Für die Kraftübertragung ist eine Kraftübertragungseinheit wie eine Kupplung und/oder ein Getriebe vorgesehen. Um das Gehäuse möglichst dicht, also mit möglichst wenig Durchbrüchen oder Durchgangsöffnungen auszuführen, wird die Kraftübertragung kontaktlos durchgeführt. Das heißt, das innerhalb des Gehäuses angeordnete Rührwerk wird kontaktlos mit dem außerhalb des Gehäuses angeordneten Aktuator kontaktlos gekoppelt. Die Kopplung wird in einer bevorzugten Ausführungsform mit einer Magnetkopplung durchgeführt. Die Magnetkopplung weist ein außerhalb des Gehäuses liegendes Kopplungsteil auf und ein innerhalb des Gehäuses liegendes Kopplungsteil auf. Die Kopplungsteile wirken magnetisch miteinander zusammen, sodass eine kontaktlose Kopplung der Kopplungsteile und somit des Rührwerks und des Aktuators gewährleistet ist. Das innenliegende Kopplungsteil steht entsprechend in Wirkverbindung mit dem Rührwerk. Das außenliegende Kopplungsteil steht entsprechend in Wirkverbindung mit dem Aktuator.
In einer anderen Ausführungsform wird für das Temperieren/Kühlen als Temperier-/Kühl- medium ein Temperier-/Kältemittel verwendet, sodass das Verfahren bzw. die Vorrichtung in einem Direktverdampferbetrieb oder als Direktverdampfer betrieben wird. Ein Kältemittel ist beispielsweise C02 oder dergleichen.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Temperieren bzw. Kühlen der Masse ein Temperieren bzw. Kühlen der Masse auf eine Temperatur im Bereich von plus/minus 50 Grad um den Schmelzpunkt bzw. Gefrierpunkt oder einen anderen für die Lebensmittelverarbeitung definierbaren Temperaturbereich der Grundmasse durchgeführt wird, bevorzugt in einem Bereich von plus/minus 3 Grad um den Schmelzpunkt bzw. Gefrierpunkt oder den definierten Temperaturbereich und am meisten bevorzugt um plus/minus 1,5 Grad um den Schmelzpunkt bzw. Gefrierpunkt oder den definierten Temperaturbereich.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass eine Schichtdickenerfassung durchgeführt wird. Die Schichtdickenerfassung wird auf verschiedene Weise durchgeführt, beispielsweise direkt, über eine direkte Messung der Schichtdicke, beispielsweise optisch, haptisch, mittels Schall- oder anderen Wellen, oder dergleichen, oder indirekt, beispielsweise durch Erfassung abgeleiter Größen. Bevorzugt wird die Schichtdickenerfassung indirekt durchgeführt. Beispielsweise wird die Schichtdickenerfassung über ein Rühren bzw. durch einen Abstand zwischen dem Eis und einem Rührelement durchgeführt. Ist die Eisschichtdicke zu stark, so wird das Rühren blockiert. Hierdurch erhöht sich der Widerstand für ein Rührwerk, welche das Rühren durchführt. Durch Erfassen des Widerstands kann abgeleitet werden, wann eine Eisschichtdicke zu stark ist. Entsprechend wird das Kühlen bei einer ausreichenden Widerstandserhöhung unterbrochen. Das Unterbrechen ist beispielsweise zeitgesteuert, eisschichtdickengesteuert, temperaturgesteuert oder dergleichen. Das Unterbrechen erfolgt beispielsweise für eine voreingestellte oder variable Zeitspanne. In einer anderen Aus- führungsform erfolgt das Unterbrechen in Abhängigkeit von der Eisschichtdicke, in anderen Ausführungsformen in Abhängigkeit von dem Widerstand, in einer anderen Ausführungsform in Abhängigkeit der Stromaufnahme des Aktuators. Die Schichtdickenerfassung wird in einer Ausführungsform integriert mit dem Rühren durchgeführt.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Rühren kontaktlos zu der Wärmetauschereinrichtung erfolgt. Das Rühren erfolgt kontaktlos zu der Wärmetauschereinrichtung, insbesondere zu den Wärmetauscheroberflächen. Dabei erfolgt ein Rühren entlang der Wärmetauscheroberflächen, sodass eine gute Vermischung des an den Wärmetauscheroberflächen gebildeten Eis bzw. der dort gebildeten Schicht und der Grundmasse, beispielsweise der Binärsole oder des Zuckerwassers, realisiert wird. Bevorzugt erfolgt ein paralleles Rühren an mehreren Stellen. Das Rühren ist insbesondere als axiales und/oder radiales Rühren ausgebildet. Dabei erfolgt das Rühren in einer Ausführungsform in einer Ebene, beispielsweise einer Ebene parallel zu den Wärmetauscheroberflächen. Bevorzugt wird dabei die Grundmasse, beispielsweise die Binäreissole oder das Zuckerwasser, und/oder das Eis bzw. die Kühlmasse radial entlang der Wärmetauscheroberflächen nach außen bewegt. In einer anderen Ausführungsform erfolgt ein Rühren in mindestens eine weitere Richtung, beispielsweise senkrecht zu der vorstehend beschriebenen Richtung. Noch eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass das Verfahren in einer Schräglage durchgeführt wird. Insbesondere wird für eine Durchführung des Verfahrens zumindest das Gehäuse geneigt. Hierbei wird das Gehäuse, die Wärmetauschereinrichtung und/oder die Rühreinrichtung bzw. das Rührwerk schräg ausgerichtet. Aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften der Kühlmasse, beispielsweise des Binäreises oder des Zuckereises, des Eises bzw. der Eiskristalle und der Grundmasse wird die Grundmasse bei einer Schräglage an den untersten Punkt des Gehäuses bewegt, beispielsweise aufgrund der Schwerkkraft. Die fertige Kühlmasse wird aufgrund der geringeren Dichte zu einem höheren Punkt bewegt. Auf diese Weise wird fertiges Grundmasseeis bzw. die Kühlmasse, an einer höheren Position angeordnet. Bevorzugt ist deshalb das Grundfluid Wasser. Entsprechend wird eine noch nicht fertiggestellte Kühlmasse, beispielsweise noch nicht fertiggestelltes Binäreis oder Zuckereis, beispielsweise die Grundmasse wie die Binäreissole oder das Zuckerwasser, mit nicht gemischtem Eis, an einer tieferen Stelle oder Lage angeordnet. Durch entsprechendes Anordnen einer Zapfstelle an einer höheren oder niedrigeren Lage lässt sich so das fertige Kühleis bzw., die fertige Kühlmasse, beispielsweise das Binäreis dem Behälter entnehmen, bevor die gesamte Grundmasse in eine Kühlmasse umgewandelt ist. Auf diese Weise ist eine verbesserte Herstellung von Kühlmasse realisierbar, da sich früher Kühlmasse entnehmen lässt und somit aufgrund der Niveauregelung oder Füllstandregelung sich die Grundmasse früher nachfüllen lässt. In einer anderen Anwendung kann dieselbe Vorrichtung zum Trennen von Stoffen verwendet werden in dem durch die thermische Behandlung über die unterschiedliche Stoff dichte Stoffe voneinander separiert werden. Die Schräglage wird beispielsweise über eine Regeleinheit gesteuert. So wird in einer Ausführungsform ein Winkelbereich von etwa 0° bis etwa 90°, bevorzugt von etwa 5° bis etwa 35° und am meisten bevorzugt ein Winkelbereich von etwa 10° bis etwa 20°, bevorzugt um 15° eingestellt. Andere Werte lassen sich ebenfalls einstellen. Die Schräglage wird in einer Ausführungsform während der Kühlmasseherstellung variiert. Beispielsweise ist die Schräglage zu Beginn eines Herstellungsprozesses größer und nimmt im Lauf des Prozesses ab. Entsprechend der gerade eingestellten Schräglage ist die Kühlung einstellbar. So erfolgt bei größerer Schräglage eine strärkere Kühlung, beispielsweise verstärkt im Bereich der tieferliegenden Wärmetauscheroberflächen. Entsprechend der Schräglage wird in einer Ausführungsform der Füllstand eingestellt. So ist bei größerer Schräglage beispielsweise der Füllstand geringer. Mit abnehmender Schräglage werden in einer Ausführungsform ursprünglich höher liegende Wärmetauscheroberflächen zu- und/oder abgeschaltet.
Wiederum eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass ein Fördern der temperierten Grundmasse, insbesondere des Kühleises, beispielsweise des Binäreises oder des Zuckereises, und/oder der Grundmasse wie der Binäreissole oder des Zuckerwassers in mindestens eine Richtung, bevorzugt in mehrere Richtungen, durchgeführt wird. Dabei ist eine bevorzugte Richtung vom Einlass zum Auslass des Kühleises bzw. der Grundmasse. Aufgrund der Schräglage wird das Fördern beispielsweise durch die Schwerkraft unterstützt. In anderen Ausführunsgformen sind Rühreinrichtungen oder Rührwerke vorgesehen, die beispielsweise über eine spiralförmige Bewegung, zum Beispiel mittels einer Förderschnecke, ein Fördern bewirken. Bevorzugt erfolgt ein Rühren entlang einer Ebene der entsprechenden Wärmetauscheroberfläche. Aufgrund der Schräglage oder Neigung und der unterschiedlichen Eigenschaften des Kühleises und der Grundmasse erfolgt eine Vermischung quer zu der Ebene, entlang welcher das Rühren erfolgt.
Zudem sieht eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vor, dass das Temperieren/Kühlen parallel und/oder seriell an mehr als zwei Oberflächen der Wärmetauschereinrichtung durchgeführt wird. Zum Kühlen sind mehrere Oberflächen vorgesehen. Aufgrund einer Schräglage bzw. eines Schrägstellens, gerade auch eines variierenden Schrägstellens, erfolgt die Kühlung nicht konstant an einem gleichen Anteil aller Wärmetauscheroberflächen. Ein Teil der Kühlung erfolgt parallel. Bei veränderter Schrägstellung erfolgt das Kühlen nacheinander an einem veränderbaren Anteil der Wärmetauscheroberflächen. Bevorzgut lassen sich einzelne Wärmetauscheroberflächen zu- und/oder abschalten. Außerdem sieht eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vor, dass eine Niveauregelung durchgeführt wird. Die Niveauregelung umfasst eine Regelung eines Füllstandes des Behälters, eine Konzentration der Grundmasse und eine Schräglagenregelung. Insbesondere wird die Niveauregelung in Abhängigkeit verschiedener Größen wie Konzentrationsgrößen, Temperaturgrößen, Zeitgrößen, Winkelgrößen, Füllstandsgrößen und dergleichen durchgeführt. Abhängigkeiten der einzelnen Größen werden dabei bevorzugt erfasst. Die Regelung ist bevorzugt als selbstlernende Regelung ausgebildet. In einer Ausführungsform erfolgt eine selbsttätige Optimiertung aufgrund der erfassten Werte, der Ist-Werte und der Sollwerte, insbesondere in Abhängigkeit der Zielvorgaben.
Noch eine andere Ausführungsform sieht vor, dass das Temperieren/Kühlen mittels eines indirekten Wärmetauscherbetriebs durchgeführt wird. Hierbei werden ein Primärkreislauf und ein Sekundärkreislauf vorgesehen. In dem Primärkühlkreislauf zirkuliert beispielsweise eine lebensmittelechte Sole. In dem Sekundärkreislauf zirkuliert beispielsweise ein Kältemittel. In einer anderen Ausführungsform ist ein direkter Wärmetauscherbetrieb mit einem Kreislauf vorgesehen. In dem Kreislauf zirkuliert beispielsweise ein Kältemittel.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass bei einem Verfahren zur Klimatisierung von Räumen, bei dem Energie und/oder Wärme in einem latenten Energie- bzw. Wärmespeicher gespeichert oder eingepuffert bzw. herausgeführt oder abgezogen wird, vorgesehen ist, dass als latenter Energie- bzw. Wärmespeicher eine temperierte, insbesondere gekühlte, pumpfähige Masse, gekühlte Grundmasse, Kühlmasseneis oder Kühleis bzw. binäres Kühleis oder Binäreis, insbesondere eine nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte temperierte Masse bzw. eine hergestellte Kühlmasse, vorgesehen wird. Beispielsweise ist die in der temperierten Masse, insbesondere der Kühlmasse bzw. dem Kühleis gespeicherte Energie nicht nur zur Kühlung, sondern über entsprechend ausgelegte Wärmepumpen und Wärmekreise auch zum Wärmen von Räumen, Brauchwasser, Schwimmbadwasser oder dergleichen nutz- bar. Hierzu wird das Binäreis oder Kühleis entsprechend gelagert und ggf. über eine entsprechende Regelung nachgefüllt. Mittels Kühleis als Energiespeicher ist ein Heizen und/oder Kühlen realisierbar. Dabei ist ein Umschalten möglich.
Zudem schließt die Erfindung die technische Lehre ein, dass bei einer Kühlmassenherstel- lungsvorrichtung, beispielsweise einer Binäreisherstellungsvorrichtung zur Herstellung von einer fließfähigen, pumpfähigen temperierten, insbesondere gekühlten, Masse oder Kühlmasse, Kühleis bzw. Binäreis, insbesondere zur Verwendung als und/oder für Lebensmittel und Nahrungsmittel, aus einer fließfähigen Grundmasse, beispielsweise einer flüssigen Binäreissole o- der eines flüssigen Zuckerwassers, vorgesehen ist, dass Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sind. Durch die Mittel ist eine verbesserte Kühlmassenherstellung, beispielsweise eine Binäreisherstellung, insbesondere eine schnellere, energieeffizientere und großproduktionsoptimierte Kühleis-, Kühlmasseneis-, Kühlmassen- bzw. Binäreisherstellung realisierbar. Genauso ist eine verbesserte erwärmte Masse analog herstellbar. Gerade durch die flexible Ausführung einschließlich der Neigungs- bzw. Schräglagen Veränderung ist eine effektive temperierte Masseherstellung, insbesondere eine Kühleis- oder Binäreisherstellung realisiert. Insbesondere gewährleisten die Mittel eine kontinuierliche Kühleis- oder Binäreisherstellung bzw. die kontinuierliche Herstellung einer temperierten Masse.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Mittel eine Wärmetauschereinrichtung umfassen, welche mehrere zueinander beabstandete und zumindest teilweise miteinander fluidisch verbundene Wärmetauscherplatten aufweist, wobei für ein Rühren nach außen dazwischen Rührelemente vorgesehen sind, die entsprechende Förder- o- der Leitmittel aufweisen, wobei für eine Kraftübertragung auf die Rührelemente von außerhalb des Gehäuses nach innen eine kontaktlose Kraftübertragungseinheit, insbesondere eine Magnetkopplung, vorgesehen ist, sodass im Bereich der Kraftübertragung das Gehäuse durch- bruchsfrei ausgebildet ist. Die Wärmetauschereinrichtung umfasst einen Wärme- bzw. Kühl- mittelkreislauf, in dem ein Wärme- bzw. Kältemittel zirkulieren bzw. fließen kann. Der Kreislauf umfasst einen Zulauf und einen Ablauf. Fluidisch mit dem Zulauf und dem Ablauf verbunden sind die Wärmetauscherplatten. Die Wärmetauscherplatten werden in deren Innenraum von dem Kühlmittel durchströmt. Dabei ist in dem jeweiligen Innenraum ein Strömungsfeld ausgebildet, welches eine Strömung des Kühlmittels entsprechend definiert. Hierzu sind entsprechende Strömungsleitmittel in dem Innenraum angebracht. Diese umfassen Vorsprünge, Vertiefungen, Verengungen, Verbreiterungen, Wandungen und dergleichen. Der Innenraum wird durch entsprechende Wandungen begrenzt. Dabei bilden die seitlichen Wandungen flächenmäßig den größten Anteil an den Wandungen. Bevorzugt sind die Wärmetauscherplatten als im Querschnitt kreisförmige Platten bzw. kreisringförmige Platten mit zwei Seitenwänden und einer bzw. zwei Umfangswänden ausgebildet. Dabei weist die jeweilige Seitenwandung eine äußere Seite, die Wärmetauscheroberfläche, und eine innere Seite auf. Die Strömungsleitmittel erstrecken sich in einer Ausführungsform von einer inneren Seite zu der gegenüberliegenden inneren Seite. In einer anderen Ausführungsform erstrecken sich die Strömungsleitmittel nicht von einer inneren Seite zu der gegenüberliegenden inneren Seite, sondern ragen von einer Seite in Richtung der anderen Seite oder quer dazu ab, ohne die jeweils andere Seite zu kontaktieren. Die Strömungsleitmittel sind gleich und/oder unterschiedlich orientiert. Beispielsweise ist in dem Innenraum ein beliebiges Flowfield zur optimierten Strömung ausgebildet. Für ein Betätigen der Rührelemente bzw. eines Rührelemente aufweisenden Rührwerks ist ein Aktuator vorgesehen. Das Rührwerk befindet sich in dem Gehäuse, in dem die Grundmasse sich befindet bzw. das Kühleis erzeugt wird. Der Aktuator, beispielsweise ein Motor wie ein Elektromotor, ggf. mit einem Kraftübersetzer wie einem Getriebe, befindet sich außerhalb des Gehäuses. Für eine Kraftübertragung von Aktuator zu dem Rührwerk ist eine Kraftübertragungseinheit vorgesehen. Die Kraftübertragungseinheit ist als kontaktlose Kraftübertragungseinheit vorgesehen. Diese umfasst einen ersten Kupplungsteil, der mit dem Aktuator in zusammenwirkender Weise verbunden ist. Weiter umfasst diese eine zweiten Kupplungsteil, der mit dem Rührwerk in zusammenwirkender Weise verbunden ist. Die beiden Kupplungsteile sind Bestandteile einer als Kupplung ausgebildeten Kraftübertragungseinheit. Die Kupplung ist bevorzugt als Magnetkopplung ausgebildet, bei der die beiden Kupplungsteile magnetisch zusammenwirken. Die beiden Kupplungsteile sind durch das Gehäuse getrennt voneinander angeordnet. Dabei wirken die Kupplungsteile magnetisch zusammen, wobei ein zwischen den Kupplungsteilen ausgebildetes Magnetfeld das Gehäuse im Bereich der Kupplungsteile durchdringt, sodass eine Magnetkopplung realisiert ist. In dem Bereich der Kupplung ist das Gehäuse bevorzugt durchbruchsfrei ausgebildet.
Bevorzugt weisen die Wärmetauscherplatten eine zentrale Durchgangsöffnung auf, durch die sich beispielsweise eine Achse oder eine Welle erstrecken kann. Bevorzugt sind die Wärmetauscherplatten konzentrisch zueinander ausgerichtet. In einer Ausführungsform weisen die Wärmetauscherplatten eine außerhalb der Wärmetauscherplatten liegende Verbindung zu dem Zulauf bzw. zu dem Ablauf auf, sodass der Zulauf bzw. der Ablauf radial außerhalb der Wärmetauscherplatten angeordnet ist. In einer anderen Ausführungsform ist eine zumindest teilweise in die Wärmetauscherplatten integrierte Aufnahme für zumindest einen Teil des Zulaufs und/oder des Ablaufs vorgesehen. Beispielsweise ist für den Zulauf und/oder den Ablauf je eine Durchgangsöffnung in der jeweiligen Wärmetauscherplatte vorgesehen. Entsprechend weist die jeweilige Wärmetauscherplatte eine innerhab der Wärmetauscherplatte liegende Verbindung zu dem Zulauf bzw. dem Ablauf auf. Bevorzugt sind mehrere Wärmetauscherplatten parallel zueinander entlang einer zumindest gedachten durch die Wärmetauscherplatten verlaufenden Achse ausgerichtet. Dabei sind die Wärmetauscherplatten bevorzugt rotationssymmetrisch zu der Achse ausgebildet. In anderen Formen sind exzentrische Formen vorgesehen. Die Wärmetauscherplatten sind in einer Auführungsform fest beabstandet zueinander ange- orndet. Dabei sind die Wärmetauscherplatten bevorzugt gleich beabstandet zueinander ausgebildet. In anderen Ausführungsformen sind die Wärmetauscherplatten unterschiedlich zueinander beabstandet, beispielsweise mit unterschiedlichen Abständen. In einer anderen Aus- führungsform sind die Wärmetauscherplatten veränderbar zueinander beabstandet. Beispielsweise lassen sich so die Wärmetauscherplatten enger zueinander anordnet oder weiter entfernt voneinander beabstanden. Insbesonder für einen Transport oder eine veränderte Schräglage während des Betriebs lassen sich hierdurch Vorteile erzielen. In einer Ausführungsform ist eine Arretierung zum Arretieren der jeweiligen Wärmetauscherplatte in einer Position vorgesehen.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Mittel eine Regeleinrichtung umfassen, um bei Überschreiten einer Massenschichtdicke mindestens an einer Wärmetauscherplatte anhaftenden Masse, beispielsweise einer (Binäreis-)Schichtdi- cke, die Wärmetauschereinrichtung herauf- bzw. herunterzuregeln und bei Unterschreiten der Massenschichtdicke bzw. der (Binäreis-)Schichtdicke die Wärmetauschereinrichtung herauf- bzw. herunterzuregeln. Herunterregeln bzw. Heraufregeln bedeutet eine Leistung der Wärmetauschereinrichtung zu verändern, beispielsweise eine Kühlleistung zu senken (Herunterregeln) oder anzuheben (Heraufregeln). Die Regeleinrichtung umfasst eine (Eis-)Schichtdicken- Konsistenz- oder Temperaturerfassung.
Auch ist in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass eine zu der Wärmetauschereinrichtung beabstandete Rühreinrichtung zum Rühren der Grundmasse, beispielsweise der Binäreissole oder des Zuckerwassers, und/oder der Kühlmasse bzw. des Kühleises, beispielsweise des Binäreises oder des Zuckereises, kontaktlos zu der Wärmetauschereinrichtung vorgesehen ist. Die Rühreinrichtung ist so ausgebildet, dass diese die Wärmetauschereinrichtung, insbesondere die Wärmtauscherplatten, nicht kontaktiert. Vorzugsweise weist die Rühreinrichtung eine Antriebseinheit, bevorzugt eine Antriebswelle, auf. Die Antriebswelle ist bevorzugt durch die zentrischen Durchgangsöffnungen der Wärmetauscherplatten angeordnet. Dabei ist die Antriebswelle beabstandet zu den Wärmetauscherplatten angeordnet. Radial von der Antriebswelle ragen Rührelemente ab, welche beabstandet zu den jeweiligen Wärmetauscherplatten angeordnet sind. Dabei sind die Rührelemente beispielsweise als Rührrechen ausgebildet. In einer anderen Ausführungsform sind die Rührelemente als Rührpaddel ausgebildet. In noch einer anderen Ausführungsform sind die Rührelemente als Rührstäbe ausgebildet. Wiederum eine andere Ausführungsform sieht vor, dass die Rührelemente als Rührbürsten ausgebildet sind, eine weitere Ausführungsform ist eine Kombination von diesen. Weitere Ausführungsformen der Rührelemente sind denkbar. Die Rührelemente werden in dem Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Wärmetauscherplatten durch die Antriebswelle rotiert. Dabei drängen diese Kühlmasse, Kühleis bzw. Binäreis bzw. Grundmasse, Binäreissole, Zuckerwasser radial nach außen. Durch den Abstand der Antriebswelle zu der jeweiligen Wärmetauscherplatte kann die Grundmasse - Binäreissole bzw. Binäreis nachrücken. Für ein Rühren nach außen weisen die Rührelemente entsprechende Förder- oder Leitmittel auf. Die Rühreinrichtung bzw. das Rührwerk ist mit der Regelung gekoppelt bzw. in diese zumindest teilweise integriert. Die Regelung übernimmt die Schaltung von Rührintervallen, Rührgeschwindigkeit etc. Als Regelgröße können Grundmassen bzw. Soleoder Zucker- und/oder Binäreiskonsistenz, Stromaufnahme, beispielsweise des Rührwerkmotors, Temperatur der Behälterwandung und/oder des Behälterinhalts etc. dienen.
Zudem ist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass die Mittel eine Neigungsregulierung umfassen, um die Kühlmasse-, Kühleis- oder Binäreisherstellungs- vorrichtung zu neigen. Die Neigungsregulierung ist bevorzugt außen an dem Behälter angeordnet, in welchem die Wärmetauschereinrichtung und die Rühreinrichtung angeorndet sind. Beispielsweise umfasst die Neigungsregulierung eine oder mehrere ausfahrbare und/oder schwenkbare Standfüße, Halterungen oder dergleichen. In einer Ausführungsform ist eine Wiegeeinrichtung vorgesehen, auf welcher der Behälter angeordnet ist. Entsprechend sind statt einfacher Standfüße Wiegefüße, Messzellen oder Wiegefühler vorgesehen. Auf diese Weise ist bei einem Abzapfen oder Zuführen von Binäreis bzw. Grundmasse eine Gewichtserfassung und/oder Gewichtsregulierung bzw. -Steuerung realisierbar. Insbesondere ist so eine Dosiereinrichtung über eine Gewichtssteuerung realisierbar.In einer Ausführungsform ist eine Niveauerfassung vorgesehen, welche einen Neigungswinkel erfasst. In einer anderen Ausführungsform ist ein Antrieb, beispielsweise ein hydraulischer, pneumatischer oder sonstiger Antrieb vorgesehen. Weiterhin ist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass die Mittel eine Fördereinrichtung, vorzugsweise integriert in das Rührwerk, umfassen, um das Binäreis bzw. die Grundmasse zu fördern. Die Förderung erfolgt bevorzugt von einem Einlass zu einem Auslass. Beispielsweise liegen Einlass und Auslass nicht auf einem gemeinsamen Höhenniveau. Bevorzugt liegt der Auslass auf einem höheren Höhenniveau, sodass die Förderung bei einer entsprechenden Neigung in Richtung Ausgang erfolgt.
Zudem schließt die Erfindung die technische Lehre ein, dass sie bei einem Energiesystem, insbesondere einem Klimatisierungssystem zum Klimatisieren von Räumen und/oder Erwärmen von Brauchwasser oder dergleichen, als Wärme- und Energiequelle für Wärmepumpensysteme, bei dem Energie und/oder Wärme in einem latenten Energie- bzw. Wärmespeicher gespeichert und/oder gezogen bzw. abgeführt wird, vorgesehen ist, dass eine erfindungsgemäße Kühlmassen-, Kühleis bzw. Binäreisherstellungsvorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst ist, um als latenten Energie- bzw. Wärmespeicher Kühlbzw. Binäreis, insbesondere Kühl- bzw. Binäreis, das mit der erfindungsgemäßen Kühlmassenbzw. Binäreisherstellungsvorrichtung hergestellt ist, bereitzustellen.
Nicht zuletzt schließt die Erfindung die technische Lehre ein, dass eine Verwendung von fließfähiger, pumpfähiger Kühlmasse, Kühleis bzw. Binäreis, insbesondere von einem gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten und/oder einem mit einer erfindungsgemäßen Kühlmassen-, Kühleis- bzw. Binäreisherstellungsvorrichtung nach hergestellten Kühleis bzw. Binäreis, als latenter Energie- bzw. Wärmespeicher, insbesondere bei der Lebensmittelkühlung wie der Frischfischkühlung, der Teigkühlung, bei der Energie- bzw. Wärmespeicherung wie der latenten Energie- bzw. Wärmespeicherung in Energie- bzw. Wärmesystemen, Energiebzw. Wärmerückführungssystemen und dergleichen, vorgesehen ist.
In einer Ausführungsform wird die Vorrichtung für den Betrieb mit einer Wärmepumpe ver- wendet. Dabei entsteht beispielsweise das Kühleis/Binäreis als Abfallprodukt. Durch die Verwendung von Binäreis in einem derartigen System ist ein latenter Wärmespeicher mit einer hohen Energieleistung realisiert.
Bei der Verwendung einer Vorrichtung wird Wärme aus Sonnenstrahlen und/oder Wärme aus Umgebungsluft genutzt. Ein Teil der Wärme wird im Eiswasserspeicher gepuffert, wo die Wärme weitestgehend verlustfrei gespeichert wird. Dank des extrem hohen Wärmeübergangs im Wasser-/Eisspeicher weist dieser beispielsweise eine Fassungsvolumen von 300 bis 400 Litern auf. Im Sommer benötigt die Wärmepumpe keine oder nur sehr wenig Energie. Bei der Verwendung als Wärmevorrichtung umfasst die Wärmevorrichtung bevorzugt mindestens einen Hybridkollektor, eine Wärmepumpe, einen Flüssigeisspeicher und einen Wärmespeicher. Als Flüssigeisspeicher oder Wasser/Eisspeicher sind besonders platzsparende Energiespeicher vorgesehen. In Verbindung mit einer Wärmepumpe lässt sich Energie auf ein nutzbares Temperaturniveau z. B. für eine Raumheizung und/oder zur Warmwassererwärmung verwenden. Um so näher die benötigte Nutztemperatur beim Schmelzpunkt von Wasser liegt, um so höher ist der Wirkungsgrad und somit um so geringer auch ein Strom für die Wärmepumpe, um eine gewünschte Temperatur zu erreichen. Die Bauteile einer entsprechenden Wärmevorrichtung - der Eisspeicher, der Kollektor sowie die Wärmepumpe - sind auf den jeweiligen Wärmebedarf ausgelegt. Ein Absorber ist dauerhaft funktionsfähig, das heißt am Tag sowie auch nachts. Spezielle Hybridkollektoren nehmen selbst bei diffuser Helligkeit und bei Bewölkung noch ausreichend Wärme auf, um sie danach in nutzbare Wärme zu wandeln oder im (Flüssig-)Eis- speicher das Überangebot einzulagern. Während der Sommertage kann über Kollektoren direkt ohne Wärmepumpe die Warmwasserversorgung abgedeckt in dem die Wärme in den Pufferspeicher geleitet wird. Im Winter wird die Energie, wenn die Temperaturen der Kollektoren ausreichen, in die Heizung oder den Pufferspeicher geführt. Reichen die Temperaturen nicht aus, wird die Wärme über die Wärmepumpe auf nutzbare Temperaturen gebracht oder im Eisspeicher zwischengespeichert. Der Warmwasserspeicher hält die Wärme bereit, welche zur Bereitung des Warmwassers benötigt wird. Ein Heizen mit Eis bzw. Flüssigeis ist somit auf einfache Weise möglich. Heizen mit Eis basiert auf folgendem physikalischen Prinzip: Durch die Bildung von Kristallen durch Energieentzug bei der Eisbildung lässt sich die sogenannte Kristallisationswärme gewinnen. Beim Auftauen muss genau die gleiche Wärme wieder zugeführt werden. Dies kann beliebig oft wiederholt werden, was das Medium Wasser auszeichnet. Dabei dient der Wasser/Eisspeicher oder Flüssigeisspeicher nicht als richtige Wärmequelle, sondern immer als Zwischenspeicher der beliebig oft be- und entladen wird. Dabei erfolgt eine Wärmeentnahme von dem Flüssigeisspeicher wie folgt: Über eine Wärmepumpe wird dem Wasser so lange Wärme entzogen bis sich Eis bildet. Die Wärmepumpe arbeitet - bei leistungsfähigen Eisspeicher-Wärmetauschern - bis zum vollständigen Einfrieren des Wassers mit der Gefriertemperatur von 0 Grad besonders effizient, da ihre Betriebstemperatur nicht absinkt. Eine große Oberfläche des Wärmetauschers und ein geringer Abstand der Wärmetauscherflächen von wenigen Zentimetern sind wichtig für eine hohe Wärmeübertragung im Hochleis- tungs-Eisspeicher. Die von der Wärmepumpe entzogene Wärme kann auf einer höheren (nutzbaren) Temperatur genutzt werden, in dem die Wärmepumpe diese Wärme an einen Pufferspeicher zur Heizung bzw. zur Wassererwärmung abgibt. Bevorzugt wird Flüssigeis verwendet, welches über die erfindungsgemäße Vorrichtung bereitgestellt wird. In dem Fall ist die Vorrichtung Bestandteil der Wärmevorrichtung. Die Wärmezuführung über den Eisspeicher erfolgt wie folgt: Die Zuführung von Energie bzw. Wärme an den Eisspeicher kann z. B. über Luft-Wärmetauscher mit Gebläse, Sonnenkollektoren oder eine Kombination daraus, sogenannte Hybridkollektoren erfolgen. Je effizienter die Kollektoren arbeiten, und z. B. auch bei Schnee in der Lage sind diesen zum Abrutschen zu bringen bzw. abzutauen um so kleiner kann der Eisspeicher sein. Für den Fall reicht die Auslegung für eine Nacht aus denn am nächsten Tag reicht sogar ein bedeckter Himmel, um über die Kollektoren wieder genügend Energie zu ernten. Statt eines Eisspeichers oder ergänzend dazu ist, bevorzugt ein Flüssigeisspeicher vorhanden. Die Energie, welche während des Gefrierens dem Eis entzogen wird, lässt sich für Heizungswärme nutzen. Dieses birgt zwei wichtige Vorteile: Eisspeicher, insbesondere Flüssigeisspeicher sind relativ kostengünstig und äußerst platzsparend. Die Funktionsweise stellt sich folgendermaßen dar: Wird ein Liter Eis mit einer Temperatur von null Grad Celsius in Wasser verwandelt (aufgetaut), wird so viel Energie benötigt, wie während der Erwärmung von einem Liter Wasser mit einer Temperatur von null Grad Celsius auf achtzig Grad Celsius. Somit kann im gleichen Volumen im Vergleich zu einem Wasserspeicher die achtfache Energiemenge gespeichert werden. Durch die Mitwirkung einer Wärmepumpe kann Niedertemperatur-Energie nutzbar gemacht werden in dem sie auf entsprechende Temperaturen für die Heizung und Warmwassererwärmung gebracht wird. Durch die hohe Energiedichte lässt sich so viel Platz sparen. Der Flüssigeisgenerator unterscheidet sich sehr stark in der Eissorte - festgefrorenes Wasser bei der Eisheizung gegenüber flüssiger Eissole oder Zuckereis oder anderes technisches Eis und dergleichen beim Flüssigeisgenerator -bei dem Verfahren der Herstellung des Eises. Bevorzugt wird hier Kühleis, Flüssigeis, binäres Eis oder pumpfähiges Eis verwendet. Mit dem Flüssigeisgenerator kann eine ganz ähnliche Art der Energie(rück)gewinnung und Speicherung praktiziert werden. Der Vorteil des flüssigen Eises ist das sehr schnelle Auftauen schon bei geringer Wärmezufuhr. Somit kann der Flüssigeisgenerator als regenerative Wärmequelle für Wärmepumpen auch bei sehr niedrigen Temperaturen knapp über 0 °C und bei schwacher Sonneneinstrahlung sehr gut eingesetzt werden.
Zudem schließt die Erfindung die technische Lehre ein, dass damit eine Art Wärmeenergietransformator, bei dem mit einer kleinen Energiequelle über den Faktor Zeit, eine große Energiemenge herzustellen ist und diese dann innerhalb kürzester Zeit wieder abgerufen werden kann, oder über einen längeren, jedoch zeitversetzten Zeitraum gespeichert werden kann. Damit sind hohe Kühlenergiespitzen mit wenig, aber sehr energiereicher Masse effizient abzudecken und auszugleichen. Beispiele hierfür sind die Wasserkühlung bei Schneekanonen. In den kalten Nachtstunden wird mittels "freier Kühlung" eine hohe Energiemenge eingesammelt, die dann tagsüber in den wärmeren Stunden wieder abgerufen werden kann. Weitere Beispiele von sehr hohen Abkühlleistungen ist die Gebäudeklimatisierung, Prozesskühlung bei der Metallverarbeitung, beim Ernte- und Verarbeitungsvorgang bei Obst und Gemüse wie Spargel, Prozesskühlung bei der Lebensmittelherstellung, Kunststoff- und Spritzgussmaschinenküh- lung, Farbbäder Eloxierbäder, Druckereien, Farbindustrie IT-Prozessorkühlung, Gär- und Brauvorgängen, Getränkeherstellung etc.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird als Grundmasse eine Zuckerwasserlösung verwendet. Diese wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gekühlt, sodass pumpfähiges Zuckereis erzeugt wird. Dieses wird bei der Teigherstellung verwendet. Insbesondere für Backwaren wird dieses Zuckereis eingesetzt. Dabei wird das Zuckereis einer Teiggrundmasse zugeführt. Das Zuckereis kühlt einerseits die vorhandene Teiggrundmasse, sodass dieser bei niedrigen Temperaturen lebensmittgeeignet weiter verarbeitbar ist. Zum anderen vermischt sich das Zuckereis mit der vorhandenen Teiggrundmasse. Entsprechend ist für eine Teiggrundmasse weniger Wasser bzw. Zucker als bisher erforderlich, da diese Bestandteil durch Zuführen von Zuckereis der Teiggrundmasse zugeführt werden. Gerade beim Waffelbacken oder beim Backen von anderen Süß- und/oder Backwaren ist das Zuführen von Zuckereis bislang nicht bekannt. Insofern sieht eine Ausführungsform vor, dass beim Herstellen eines Teigs für Back- und/oder Süßwaren einer Teiggrundmasse Zuckereis, welches bevorzugt nach einem der vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte hergestellt ist, zugeführt wird. Bevorzugt sieht eine Ausführungsform vor, dass bei der Herstellung eines Süß- und/oder Backwarenprodukts Zuckereis einer Grundteigmasse zugeführt wird. Die Mischung aus Teiggrundmasse und Zuckereis wird in einem späteren Schritt gebacken. Das so erzeugte Produkt weist eine höhere Qualität bei einem geringeren Aufwand auf. Entsprechend ist in einer Ausführungsform ein Süß- und/oder Backwarenprodukte vorgesehen, welches nach einem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt ist. Das Zuckereis ist somit sowohl für eine Prozesskühlung, insbesondere bei der Herstellung von Teig, verwendbar. Zudem wird Zuckereis zur gekühlten Zuführung von in dem Zuckereis vorhandenen Zusätzen zu dem Teig verwendet.
Ein anderes Anwendungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung ist die Anwendung im Metzger- und/oder Fleischereibetrieben. Hier wird ein Kühleis einem Fleischteig zugeführt. Das Kühleis kühlt einerseits den Fleischteig, sodass dieser bei geringen Temperaturen weiter verarbeitbar, zum Beispiel knetbar, zerkleinerbar etc. ist. Zum anderen wird eine Zusatz, beispielsweise Wasser und Salz dem Fleischteig zugeführt. Die Fleischteiggrundmasse weist entsprechend weniger Bestandteile an Wasser und Salz bzw. an den in der Kühlmasse enthaltenen Bestandteilen auf. Auch lässt sich das Kühleis bei der Herstellung von Pizzateig und ähnlichen aus Teig hergestellten Produkten anwenden. Die Grundmasse weist entsprechende Bestandteile auf, die später in dem Teig Verwendung finden. Die Zumischung von Kühlmasse stellt eine niedrige Verarbeitungstemperatur des Teigs sicher. In einer anderen Ausführungsform lässt sich das erfindungsgemäße Prinzip umkehren. Hier wird, sofern es für die Lebensmittelherstellung erforderlich ist, die Grundmasse nicht abgekühlt, sondern mit den vorhandenen Wärmetauschern erwärmt. Somit lässt sich die Vorrichtung auch für die Prozesssteuerung verwenden, bei der nicht gekühlt, sondern erwärmt werden soll.
Ein anderes Anwendungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung ist die Anwendung bei der direkten und kontinuierlichen Abkühlung durch die Vorrichtung nach Kochvorgängen von Massen und Lebensmittel wie beispielsweise Konfitüre, Marmelade, Apfelmus, Brei, Milchreis, Soßen oder Ähnliches nach dem Kochvorgang. Hierbei werden die vorgegebenen Temperaturen und Abkühlzeiten hygienisch und effizient nach Vorgabe der HACCP -Verordnung oder ähnlichen erreicht. Eine schnellere Anbindung an die Kühlkette, Weiterverarbeitung oder Verpackung etc. ist dadurch möglich.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist unter einem Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung ein Verfahren zu verstehen, bei welchem der Behälter bzw. das Gehäuse, in dem die Grundmasse oder Masse angeordnet ist, nicht in seiner horizontalen und/oder vertikalen Lage verändert wird, insbesondere bei dem der Behälter oder das Gehäuse nicht gekippt oder verschwenkt wird, um beispielsweise die Grundmasse oder Masser aus diesem herauszubewegen. Vielmehr erfolgt das Herstellen in dem Gehäuse/Behälter kippfrei. In einer bevorzugten Aus- führungsform ist der Behälter/ das Gehäuse, in dem die Grundmasse oder Masse angeordnet ist, lagefest angeordnet, zumindest für die Dauer des Herstellverfahrens. So ist in einer Aus- führungsform der Behälter drehfest angeordnet. Der Behälter rotiert somit nicht um die Längsachse des Behälters oder eine andere Achse zum Herstellen von Binäreis. Das Verfahren zur Herstellung des Binäreises verläuft mit einem bewegungsfreien Behälter. Während des Herstellungsprozesses rotieren bzw. bewegen sich somit lediglich die Rührelemente gegenüber den Wärmetauscherplatten und dem Behälter. Die Wärmetauschereinrichtung bzw. kürzer der Wärmetauscher und/oder der Behälter sind lagefest, d.h. sie werden nicht gekippt, nicht rotiert oder anderweitig rotiert. Rotiert werden lediglich die Rührelemente. Der Behälter und/oder die Wärmetauscherplatten sind sowohl während der Entnahme des Binäreises als auch während der Herstellung des Binäreises lagefest, d.h. rotationsfest und/oder bewegungsfest angeordnet. Eine Entnahme des Binäreises ist während des Herstellungsverfahrens realisierbar, insbesondere auch ohne bewegen des Behälters und/oder des Wärmetauschers. Beweglich sind lediglich die Rührelemente angeordnet.
Die Erfindung schließt auch die technische Lehre ein, dass ein Wärmetauscher bereitgestellt ist, der mehrere voneinander angeordnete Wärmetauscherplatten aufweist. Die Wärmetauscherplatten sind fluidisch miteinander verbunden. Weiter weisen die Wärmetauscherplatten je eine Durchgangsöffnung auf, durch welche sich ein Antrieb einer und/oder die Welle/Achse einer Rühreinrichtung erstreckt. Radial und/oder quer von dem Antrieb/der Welle/Achse ragen zwischen den Wärmetauscherplatten Rührelemente ab. Der Antrieb und/oder die Rührelemente sind bewegbar zwischen den Wärmetauscherplatten ausgeführt. Die Rührelemente sind drehfest mit dem Antrieb verbunden. Entsprechend sind die Rührelemente zwischen benachbarten Wärmetauscherplatten bewegbar. Die Wärmetauscherplatten weisen in der Draufsicht eine beliebige Kontur auf. In einer Ausführungsform sind die Wärmetauscherplatten kreisförmig. In anderen Ausführungsformen sind die Wärmetauscherplatten oval, rundlich, eckig, viereckig, polygonal, rechteckig, quadratisch und dergleichen. Fluidisch sind die Wärmetauscherplatten über eine Zuleitung und eine Ableitung miteinander verbunden. Die Verbindung der Wärmetauscherplatten mit der Zuleitung und/oder der Ableitung erfolgt vorzugsweise an einem äußeren Rand der Wärmetauscherplatten. In anderen Ausführungsformen erfolgt eine fluidische Verbindung zwischen der Durchgangsöffnung und dem äußeren Rand. Die Wärmetauscherplatten umfassen zwei beabstandete Platten, die an Ihren Rändern - innen und außen - miteinander fluiddicht verbunden sind, sodass die Platten einen fluid- dichten Innenraum bilden. Über entsprechende fluidische Verbindungen ist der Innenraum fluidisch mit dem Zulauf und dem Ablauf verbunden. Im Innenraum sind Strömungsleitmittel vorgesehen, welche eine optimierte Strömung des Fluids vom Zulauf zum Ablauf durch den Innenraum bewirken. Durch diesen einfachen Aufbau lässt sich der Wärmetauscher für viele Anwendungen ausbilden. Beispielsweise lässt sich der Wärmetauscher in Kesseln zur Vergrößerung der Wärmeübertragungsfläche einsetzen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Für gleiche oder ähnliche Bauteile oder Merkmale werden dabei einheitliche Bezugszeichen verwendet. Merkmale oder Bauteile verschiedener Ausführungsformen können kombiniert werden, um so weitere Ausführungsformen zu erhalten. Sämtliche aus den Ansprüchen der Beschreibung oder Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumliche Anordnung und Verfahrensschritte, können so für sich als auch in verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Es zeigen:
Fig. 1 schemtisch eine Querschnittsansicht einer Binäreisherstellungsvorrichtung;
Fig. 2 schematisch einen Ausschnitt einer Binäreisherstellungsvorrichtung in einer anderen Querschnittsansicht;
Fig. 3 schematisch die Binäreisherstellungsvorrichtung nach Fig. 2 in einer explosionsartigen Darstellung; schematisch eine andere Querschnittsansicht der Binäreisherstellungsvorrichtung nach Fig. 3; schematische eine perspektivische Ansicht einer Wärmetauschereinrichtung einer Binäreisherstellungsvorrichtung; schematisch in einer Draufsicht die Wärmetauschereinrichtung nach Fig. 5; schematische eine perspektivische Ansicht einer anderen Wärmetauschereinrichtung einer Binäreisherstellungsvorrichtung; schematisch in einer Draufsicht die Wärmetauschereinrichtung nach Fig. 7; schematisch in einer Seitenansicht eine Binäreisherstellungsvorrichtung; schematisch in einer Vorderansicht und einer Seitenansicht einen Ausschnitt der Binäreisherstellungsvorrichtung nach Fig. 9; schematisch in einer teilweise explosionsartigen Seitenansicht die Binäreisherstel- lungsvorrichtung nach Fig. 10; schematisch in einer Querschnittansicht eine andere Binäreisherstellungsvorrich- tung; schematisch in einer anderen Querschnittsansicht die Binäreisherstellungsvorrich- tung und Fig. 14 schematisch in einer perspektivischen Ansicht eine Wärmetauschereinrichtung der Binäreisherstellungsvorrichtung nach Fig. 13.
Die Fig. 1 bis 14 zeigen verschiedene Ausführungsformen einer Wärmetauschereinrichtung 100 in verschiedenen Ansichten und Detaillierungsgraden. Gleiche oder ähnliche Bauteile werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Auf eine detaillierte Beschreibung bereits beschriebener Bauteile wird verzichtet.
Die Kühlmassenherstellungsvorrichtung 100 zur Herstellung von Kühlmasse, insbesondere von Binäreis aus einer flüssigen Grundmasse, Binäreissole oder Zuckerwasser, weist Mittel zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung von einer temperierten Masse, Kühlmasse, Binäreis aus einer Grundmasse 10 wie einer Binäreissole oder Zuckerwasser auf, wobei ein Einfüllen der flüssigen Grundmasse 10 wie einer Binäreissole in ein Gehäuse 110, ein Kühlen der flüssigen Grundmasse 10 wie der Binäreissole mittels Kontaktieren einer in dem Gehäuse 110 angeordneten Wärmetauschereinrichtung 200 unter Rühren der Grundmasse 10 wie der Binäreissole oder dem Zuckerwasser durchgeführt wird, um so die temperierte Masse, das Kühleis oder das Binäreis bzw. das Zuckereis zu erzeugen, wobei das Kühlen bei Bildung einer Eisschicht an der Wärmetauschereinrichtung 200 unterbrochen wird, sobald die Eisschicht eine vorbestimmte Dicke erreicht und das Kühlen fortgeführt wird, sobald die Eisschicht die vorbestimmte Dicke unterschreitet.
Die Kühlmassenherstellungsvorrichtung 100 weist entsprechende Mittel auf, welche die Wärmetauschereinrichtung 200 umfassen. Weiter umfassen die Mittel eine Regeleinrichtung. Zudem umfassen die Mittel eine Rühreinrichtung 500. Außerdem umfassen die Mittel eine Neigungsregulierung 400. Weiter umfassen die Mittel eine Fördereinrichtung 600. Die Kühlmassenherstellungsvorrichtung 100 ist auf einem Boden oder einer Standfläche 20, die auch als Wiegeeinrichtung ausgebildet sein kann, angeordnet. Über die Neigungsregulierung 400 ist die Kühlmassen- oder Binäreisherstellungsvorrichtung 100 gegenüber der Standfläche 20 in eine Schräglage bringbar oder neigbar, wie in Fig. 1 dargestellt. Dabei ist über die Neigungsregulierung 400 ein Neigungswinkel 410 einstellbar, mit dem die Kühlmassenherstellungsvorrichtung 100 gegenüber der Standfläche 20 geneigt ist. Der Neigungswinkel 410 berechnet sich hier aus einer Schräglage des Gehäuses 110 der Kühlmassenherstellungsvorrichtung 100 bzw. einer Achse A der Kühlmassenherstellungsvorrichtung 100 gegenüber der Standfläche 20. Dabei umfasst die Neigungsregulierung 400 mindestens ein verstellbares Neigungselement 420, welches ausfahrbar ist. Das Neigungselement 420 ist hier als ausfahrbarer Standfuß 421 ausgebildet. Die Standfläche 20 ist bevorzugt Bestandteil der Neigungsregulierung 400. Für eine Auflage der Kühlmassenherstellungsvorrichtung 100 auf einer tragenden Struktur weist die Neigungsregulierung entsprechende Standfüße 21, die auch als Wiegefüße ausgebildet sein können, auf.
In dem Behälter 110 ist neben der Grundmasse 10, insbesondere der Binäreissole oder des Zuckerwassers, die Wärmetauschereinrichtung 200, zumindest teilweise, angeordnet. Die Wärmetauschereinrichtung 200 umfasst einen Vor- oder Zulauf 210 für ein Wärme- oder Kältemittel (kurz: Kältemittel), einen Ablauf oder Rücklauf 220 für das Kältemittel und mehrere mit dem Vorlauf 210 und dem Rücklauf 220 fluidisch verbundene Wärmetauscherplatten 230. Die Wärmetauscherplatten 230 sind von dem Kältemittel durchströmbar. Um eine optimale Durchströmung zu realisieren, weisen die Wärmetauscherplatten 230 einen von zwei stirnseitigen Seitenwandungen und einer dazu mantelflächig angeordneten Wandung umgebenden Innenraum auf, der sowohl mit dem Vorlauf 210 als auch mit dem Rücklauf 220 fluidisch verbunden ist. Zur Ausbildung einer geeigneten Durchströmung sind in dem Innenraum verschiedene Strömungsleitmittel 235 angeordnet, um beispielsweise ein bestimmtes Flowfield oder Strömungsfeld zu realisieren. Der Vorlauf 210 und der Rücklauf 220 sind exzentrisch zu den Wärmetauscherplatten 230 angeordnet. Dabei verlaufen der Vorlauf 210 und der Rücklauf 220 in axiale Richtung A. Das Gehäuse 110 weist weiter eine Zuführstelle 111 und eine Zapfstelle 112 auf. Wie durch die Pfeile bei 111 und 112 angedeutet, verläuft entsprechend die Zufuhr von Grundmasse 10, wie Binäreissole bzw. Zuckerwasser bzw. die Abfuhr von Kühleis bzw. Binäreis.
Über die Zuführstelle 111 wird die Grundmasse 10 dem Behälter oder Gehäuse 110 zugeführt. Hierzu wird die Grundmasse 10 über eine Niveauregulierung 700 dem Gehäuse 110 zugeführt. Die Niveauregulierung 700 umfasst einen ersten Solebehälter 710 und einen zweiten Solebehälter 720. In den ersten Solebehälter 710 wird eine gesättigte Grundmasse 10 bevorratet, beispielsweise eine gesättigte Kochsalzlösung. In dem zweiten Solebehälter 720 befindet sich die Grundmasse 10 mit einer gewünschten Grundmassenkonzentration, beispielsweise von 0,5 bis 3,5 % Kochsalzlösung (Volumen-% oder Massen-%). Um den gewünschten Konzentrationswert zu erhalten, wird die Konzentration in dem zweiten Solebehälter 720 erfasst. Liegt die Konzentration über dem gewünschten Konzentrationswert, so wird die Grundmasse 10 verdünnt, beispielsweise durch Zufuhr von Grundmasse 10 geringerer Konzentration oder von Wasser. Liegt die Konzentration unter dem gewünschten Konzentrationswert, so wird die Grundmasse 10 konzentriert, beispielsweise durch Zufuhr von Grundmasse 10 höherer Konzentration, bevorzugt mit der gesättigten Grundmasse 10 aus dem ersten Solebehälter 710. Liegt eine gewünschte Konzentration vor, so wird die Grundmasse 10 aus dem zweiten Solebehälter 720 dem Behälter 110 zugeführt. Dabei erfolgt das Zuführen entsprechend der Niveauregulierung 700. Diese regelt neben der Konzentration der Grundmasse 10, insbesondere der Grundmasse 10 in dem zweiten Solebehälter 720, auch weitere Parameter. So regelt die Niveauregulierung 700 auch einen Füllstand der Grundmasse 10 in dem Behälter 110. Dies erfolgt beispielsweise über eine Schwimmermessung, optisch oder mit anderen Mitteln. Um aus der Grundmasse 10 Binäreis herzustellen, wird die Grundmasse 10 in dem Behälter 110 gekühlt, insbesondere vorgekühlt. Hierzu umfasst die Niveauregulierung 700 einen Kälteregler bzw. einen entsprechenden Kältekreis. Dabei erfolgt die Kühlung der Grundmasse 10 durch Kontaktierung von Wärmetauscheroberflächen der Wärmetauscherplatten 230. Um Binäreis herzustellen, ist eine Durchmissung von Grundmasse 10 und kristallisierter bzw. gefrorener Grundmasse 10 erforderlich. Dies erfolgt mittels der Rühreinrichtung 500. Die Rühreinrichtung 500 umfasst einen Rührantrieb 510. Der Rührantrieb 510 umfasst eine Rührwelle 520 und eine die Rührwelle 520 antreibenden Rührmotor 530. Die Rührwelle 520 ist zentrisch zu den Wärmetauscherplatten 230 angeordnet. Hierzu weisen die Wärmetauscherplatten 230 jeweils eine zentrische Durchgangsöffnung 231 auf, durch welche sich die Rührwelle 520 erstreckt. Radial nach außen abragend weist die Rührwelle 520 Rührelemente 540 auf, die zum Durchmischen oder Rühren der Grundmasse 10 bzw. des Binäreises oder dem Gemisch aus beiden ausgebildet sind. Die Rührelemente 540 sind in den Zwischenräumen 232 zwischen den Wärmetauscherplatten 230 angeordnet. Dabei sind die Rührelemente 540 schaufelartig ausgebildet, sodass die Grundmasse 10 bzw. das Binäreis radial nach außen weg von der Rührwelle 520 in Richtung Behälterwandung 110b bewegt wird. Bevorzugt wird das eisreichere Grundmassengemisch radial nach außen transportiert. Das eisärmere Grundmassengemisch bzw. die Grundmasse 10 dringt durch die Durchgangsöffnungen 231 der Wärmetauscherplatten 230 nach. Auf diese Weise ist eine effiziente Durchmischung realisiert. Zudem erfolgt ein verbessertes Durchmischen aufgrund der Schrägstellung des Behälters 110 und somit der Wärmetauchereinrichtung 100 und der Rühreinrichtung 500. Die Durchmischung wird aufgrund der Schwerkraftwirkung unterstützt. Um das Binäreis bzw. die Grundmasse 10 zusätzlich zu fördern, ist die entsprechende Fördereinrichtung 600 vorgesehen. Diese ist in den hier dargestellten Ausführungsformen in die Rühreinrichtung 500 integriert, insbesondere durch die Form der Rührelemente 540. teilweise ist die Fördereinrichtung 600 auch in die Neigungsregulierung 400 integriert, da durch die Schrägstellung eine Förderung des Binäreises bzw. der Grundmasse unterstützt wird. Aufgrund der Schrägstellung und der geringeren Dichte des Binäreises gegenüber der Grundmasse 10 bewegt sich das Binäreis von dem tiefsten Punkt, an dem die Zuführstelle 111 liegt, hin zu einer höheren Lage. An der höheren Lage ist die Zapfstelle 112 ausgebildet. Aufgrund der Schräglage ist garantiert, dass das Binäreis bzw je nach Schräglage ein Binäreisgemisch mit einerm geringeren Anteil an Grundmasse 10 an der Zapfstelle 112 anliegt und dort gezapft werden kann. Um eine Beschleunigung des Binäreisherstellungsprozesses zu bewirken, kann ein gezapftes Binäreis bzw Binäreisgemisch zurück zu der Zuführstelle 111 rückgeführt und dem Behälter 110 wieder zugeführt werden. Dabei ist beispielsweise die Schrägelage verstellbar.
Die Fig. 1 zeigt schemtisch eine Querschnittsansicht der Binäreisherstllungsvorrichtung 100. Hier ist der Aufbau grob dargetellt. Der Behälter 110 weist drei Wartungsöffnungen 113 auf. Der eingestellte Neigungswinkel beträgt etwa 10°. Der Behälter 110 ist nahezu bis zum Rand gefüllt. Angedeutete sind zwei unterschiedliche Füllstände, die sich über die Niveauregulierung 700 einstellen lassen. Die Rührwelle 520 ist an einer stirnseitigen Wandung oder Stirnseite 110a des Behälters 110 nahe der Zuführstelle 111 gelagert. An der entgegengesetzten Seite ist der Rührmotor 530 vorgesehen. Dieser befindet sich außerhalb des Behälters 110. Für einen Antrieb der Rührwelle 520 ohne Durchdringung oder Durchgangsöffnung an der entsprechenden - hier zapfstellenseitigen - Stirnwand bzw. Stirnseite 110a des Behälters 110 ist eine Magnetkopplung 520 vorgesehen. Über diese ist ein Antrieb der Rührwelle 520 von außen ohne Durchdringung und somit ohne Abdichtung an der Stirnseite 110a möglich. Aufgrund der Schräglage ist ein Druck durch die Grundmasse 10 bzw. das Binäreis auf die Stirnseite 110a geringer als in Horizontallage.
Die Fig. 2 zeigt schematisch einen Ausschnitt der Kühlmassenherstellungsvorrichtung 100 in einer anderen Querschnittsansicht. Die Niveuregulierung 700 ist hier nicht dargstellt. Der isolierte Behälter bzw. das Gehäuse 110 ist, wie auch in Fig. 1, als dünnwandiger, etwa zylindrischer Behälter 110 mit zwei leicht nach außen gewölbten Stirnseiten 110a ausgebildet. Entsprechend erstreckt sich der Behälter 110 entlang der axialen Richtung A. Eine Mittelachse des Behälters 110 und eine Mittelachse der Rührwelle 520 sind konzentrisch zueinander ausgebildet. Die Rührwelle 520 ist über die Magnetkopplung 550 mit dem Rührmotor 530 gekoppelt. Da die entsprechende Stirnseite aufgrund der Magnetkopplung 550 nicht durchbrochen werden muss, ist die Anordnung der Magnetkopplung 550 und der Rührwelle 520 frei wählbar, also auch an der tiefergelegenen Stirnseite vorsehbar. Die Wärmetauscherplatten 230 sind als ringkreisförmige Platten ausgebildet und ragen radial von einer gedachten Mittelachse nach außen ab. Die gedachte Mittelachse der Wärmetauscherplatten 230 ist konzentrisch zu der Mittelachse der Rührwelle 520 und des Behälters 110 angeordnet. Dabei sind die Wärme- tauschserplatten 230 gleich beabstandet zueiander in die axiale Richtung A angeordnet. Radial sind die Wärmetauscherplatten 230 gleich beabstandet von der Seitenwand 110b des Behälters 110. Zwischen den Wärmetauscherplatten 230 sind die Rührelemente 540 radial nach außen ragend angeordnet. Die Rührelemente 540 sind in axiale Richtung A gleich beabstandet zueinander und im Wesentlichen gleich ausgebildet. Dabei sind die Rührelemente 540 beabstandet zu den Wärmetauscherplatten 230 für ein kontaktloses Rühren angeordnet. Die Rührelemente 540 sind in axialer Richtung A beabstandet zu der Seitenwand 110b des Behälters 110 ausgebildet.
Die Fig. 3 zeigt schematisch die Kühlmassenherstellungsvorrichtung 100 nach Fig. 2 in einer explosionsartigen Darstellung. Die Wärmetauschereinrichtung 200 ist bevorzugt integriert mit der Rühreinrichtung 500 ausgebildet, sodass beide gemeinsam bei der Montage in den Behälter 110 einsetzbar sind. Bevorzugt ist ein als abnehmbare Stirnwand 110a ausgebildeter Deckel 114 des Behälters 110 ebenfalls integriert mit der Wärmetauschereinrichtung 200 und/oder der Rühreinrichtung 500 ausgebildet. Aufgrund der Magnetkopplung 550 ist die Stirnwand 110 in axiale Richtung im Bereich der Rührwelle 520 unterbrechungsfrei ausgebildet.
Die Fig. 4 zeigt schematisch eine andere Querschnittsansicht der Kühlmassenherstellungsvor- richtung 100 nach Fig. 3. In der Ansicht ist die Rühreinrichtung 500 nicht dargestellt. Der Behälter 110 ist im Wesentlichen hohlzylindrische ausgebildet. Die Wärmetauscherplatten 230 sind radial konstant beabstandet zu der Seitenwandung 110b des Behälters 110. Dabei weisen die Wärmetauscherplatten 230 die zentrische Durchgangsöffnung 231 für die Rührwelle 520 auf. Die Mittelachse der Durchgangsöffnung 231 ist konzentrisch zu der Mittelachse des Behälters 110. Die Wärmetauscherplatten 230 weisen in deren Innenraum ein Flowfield auf. Das Flowfield ist durch Schweißungen, Vertiefungen oder andere Strömungsleitmittel 235 der Wärmetauscheroberflächen in Richtung Innenraum mitdefiniert. Radial nach außen erstreckt sich von der zentrischen Durchgangsöffnung 231 ein Schlitz 233 für eine seitliche Montage der Rührwelle 540 in die Durchgangsöffnung 231. Der Zulauf 210 und der Ablauf 220 sind zwischen einem radial äußeren Rand der Wärmetauscherplatte 230 und der Seitenwandung 110b des Behälters 110 angeordnet. Der Zulauf 210 und der Ablauf 220 erstrecken sich in axialer Richtung A.
Die Fig. 5 zeigt schematische eine perspektivische Ansicht einer anderen Wärmetauschereinrichtung 200 der Kühlmassenherstellungsvorrichtung 100. In der hier dargestellten Ausführungsform weisen die Wärmetauscherplatten 230 keinen Schlitz 233 auf. Die Rührwelle 520 wird hier axial durch die Durchgangsöffnungen 231 eingeschoben. Der Vorlauf 210 und der Rücklauf 220 sind teilweise in den Wärmetausscherplatten 230 aufgenommen. Hierzu weisen die Wärmetauscherplatten 230 entsprechende Aufnahmen 234 auf, wie in Fig. 6 dargestellt.
Die Fig. 6 zeigt schematisch in einer Draufsicht die Wärmetauschereinrichtung 200 nach Fig. 5. Die Aufnahmen 234 für den Vorlauf 210 und den Rücklauf 220 sind an einem äußeren Rand der Wärmetauscherplatte 230 ausgebildet, wobei diese den Rand unterbrechen. Hierdurch ragt ein dort aufgenommener Zulauf 210 und/oder Rücklauf 220 noch über den Rand in Richtung Seiten wand 110b des Behälters 110 hervor. Eine fluidische Verbindung des Innenraums der Wärmetauscherplatte 230 mit dem Zulauf 210 bzw. dem Ablauf 220 erfolgt somit ohne externe Verbindungsmittel, sondern integriert.
Die Fig. 7 zeigt schematische eine perspektivische Ansicht einer anderen Wärmetauschereinrichtung 200 einer Kühlmassenherstellungsvorrichtung 100. Bei ansonsten gleichem Aufbau wie in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 und 6, weist die Ausführungsform nach Fig. 7 Aufnahmen 234 auf, die den Rand nicht unterbrechen, sondern als exzentrische Durchgangsöffnungen in der Wärmetauscherplatte 230 ausgebildet sind. Ein dort aufgenommener Zulauf 210 bzw. Ablauf 220 ragt nicht radial über den Rand der Wärmetauscherplatte 230 hervor. Hierdurch ist ein radialer Abstand der Wärmetauscherplatten 230 zu der Seitenwand 110b des Behälters 110 geringer zu bemessen.
Die Fig. 8 zeigt schematisch in einer Draufsicht die Wärmetauschereinrichtung 200 nach Fig. 7. Die beiden als Durchgangsöffnungen ausgebildeten Aufnahmen 234 durchdringen die Wärmetauscherplatte 230, wobei der Querschnitt der Aufnahme 234 komplett innerhalb des entsprechenden Querschnitts der Wärmetauscherplatte 230 liegt. Eine Ausführungsform der Kühlmassenherstellungsvorrichtung 100 mit der Wärmetauschereinrichtung 200 nach Fig. 4 ist in Fig. 9 dargestellt.
Die Fig. 9 zeigt schematisch in einer Seitenansicht die Kühlmassenherstellungsvorrichtung 100 mit der Wärmetauschereinrichtung 200 nach Fig. 8. Der Vorlauf 210 und der Rücklauf 220 verlaufen nicht in radialer Richtung seitlich der Wärmetauscherplatten 230, sondern durchdringen diese. Hierdurch ist ein gleichmäßiger Abstand in radialer Richtung zwischen Wärmetauscherplatten 230 und Gehäuse 110 realisiert. Im Wesentlichen entspricht der in Fig. 9 gezeigte Aufbau dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Die Kühlmassenherstellungsvorrich- tung 100 ist kompakter ausgebildet mit einem Behälter 110 mit zwei Wartungsöffnungen 113. Die Wärmetauschereinrichtung 200 weist neun Wärmetauscherplatten 230 auf. Die Rühreinrichtung 500 weist zehn Rührelemente 540 auf. Die der Rührwelle 520 zugewandte Stirn- seite(n) sind unterbrechungsfrei ausgebildet, da dir Rührwelle 520 über die Magnetkopplung 550 kontaktlos mit dem Rührmotor 530 gekoppelt bzw. koppelbar ist.
Die Fig. 10 zeigt schematisch in einer Vorderansicht und einer Seitenansicht einen Ausschnitt der Kühlmassenherstellungsvorrichtung 100 nach Fig. 9, jedoch mit einer Wärmetauschereinrichtung 200, welche einen Schlitz 233 zur Montage der Rührwelle 520 aufweist und bei, welcher der Vorlauf 210 und der Rücklauf 220 radial seitlich zu den Wärmetauscherplatten 230 angeordnet ist. Die Fig. 11 zeigt schematisch in einer teilweise explosionsartigen Seitenansicht die Kühlmassenherstellungsvorrichtung 100 nach Fig. 10. Hier ist deutlich der relativ große radiale Abstand der Wärmetauscherplatten 230 zu dem Behälter 110 zu sehen, welcher mindestens der Breite in radialer Richtung des Zulaufs 210 bzw. des Ablaufs 220 entspricht. Die Rührwelle 520 ist kontaktlos über die Magnetkopplung 550 mit dem Rührmotor 530 gekoppelt. In einer Ausführungsform lässt sich die Rührwelle 520 in Rührwellensegmente axial unterteilen. Über entsprechende Kopplungen, beispielsweise auch Magnetkopplungen, lassen sich die Segmente zu einer Gesamtwelle verbinden.
Die Fig. 12 zeigt schematisch in einer Querschnittansicht eine andere Kühlmassenherstellungs- vorrichtung 100. Die Kühlmassenherstellungsvorrichtung 100 ist gegenüber dem vorherigen Ausführungsbeispiel größer ausgelegt und weist entsprechend mehr Wärmetauscherplatten 230 auf, die zudem eine größere Wärmetauscheroberfläche aufweisen, und entsprechend mehr Rührelemente 540. Die Neigungsregulierung 400 weist ein Drehlager 425 auf, welches an einem Ende den Behälter 110 drehbar lagert. Axial beabstandet davon ist ein Linearaktor 426 ausgebildet, der flexibel mit dem Behälter 110 verbunden ist. Durch Verfahren des Linearaktors 426 ist der Neigungswinkel 410 einstellbar. Aufgrund der freien Anordnung des Rührmotors aufgrund der Magnetkopplung und damit verbunden der durchgangsöffnungsfreien Stirnseite ist eine Neigung frei wählbar, da keine Abdichtungen vorgesehen sind, die bei einer Schräglage evtl. höher belastet werden aufgrund eines auf die Stirnseite drückenden Fluids.
Die Fig. 13 zeigt schematisch in einer anderen Querschnittsansicht die Kühlmassenherstel- lungsvorrichtung 100. Die Rührwelle 520 ist in der zentrischen Durchgangsöffnung 231 der Wärmetauscherplatte 230 angeordnet. Der Zulauf 210 und der Ablauf 220 sind radial seitlich beabstandet zu der Wärmetauscherplatte 230 zwischen Wärmetauscherplatte 230 und Seitenwand 110b des Behälters 110 angeordnet. Radial von der Rührwelle 520 erstreckt sich das Rührelement 540. Das Rührelement 540 ist hier propellerartig oder schaufelartig ausgebildet. Dabei weist das Rührelement 540 ein im Querschnitt S-förmiges Profil auf. Zusätzlich weist das Rührelement 540 eine sich verändernde Krümmung in axiale Richtung A auf, um so eine zusätzliche Förderung in eine weitere Richtung - in axiale Richtung - zu bewirken. Auf diese Weise ist die Födereinrichtung 600 in die Rühreinrichtung 500 integriert. Das Fördern erfolgt dabei einerseits radial entlang der Wärmetauscheroberflächen. Durch die S-förmige Krümmung und die Fliehkräfte erfolgt dabei ein Fördern radial nach außen in Richtung Seitenwand 110b des Behälters 110. Zudem erfolgt ein Fördern in axiale Richtung A durch die Axialkrümmung des Rührelements 540. Somit erfolgt eine dreidimensionale Durchmischung und/oder Förderung, welche zudem durch die Schräglage der Achse A bzw. des Gehäuses 110 unterstützt wird.
Die Fig. 14 zeigt schematisch in einer perspektivischen Ansicht die Wärmetauschereinrichtung 200 der Kühlmassenherstellungsvorrichtung 100 nach Fig. 13. Der Vorlauf 210 und der Rücklauf 220 verlaufen radial außerhalb der Wärmetauscherplatten 230. Die Wärmetauscherplatten 230 weisen im Inneren das Strömungsfeld oder Flowfield auf. Dabei weist das Strömungsfeld als Strömungsleitmittel 235 kreisbogenartige Wandungen auf, die sich von einer Innenseite der Wärmetauscherplatte 230 zu der gegenüberliegenden Seite erstrecken. Auf diese Weise wird dem Kältemittel im Innenraum ein Strömungsweg vorgegeben. Zudem sind Vorsprünge bzw. Vertiefungen im Innenraum vorgesehen, welche eine bessere Verwirbelung des Kältemittels im Innenraum bewirken. Hierdurch ist eine effektivere Wärmeübertragung realisiert.
Die Vorrichtung ist für viele Einsatzzwecke geeignet. So lässt sich die Vorrichtung auch bei Stoffgemischen verwenden, die sich bei vorbestimmten Temperaturbereichen voneinander trennen, beispielsweise bei einem Gas-Flüssigkeitsgemisch in eine flüssige Phase und eine gasförmige Phase. So findet die Vorrichtung beispielsweise bei der Stofftrennung in Klärwerken Verwendung.
Es versteht sich, dass, obwohl in der vorstehenden Zusammenfassung und der ausführlichen Beschreibung der Figuren lediglich eine beispielhafte Ausführung beschrieben wurde, eine Reihe weiterer Ausführungen existiert. Vielmehr wird die vorstehende ausführliche Beschreibung dem Fachmann als geeignete Anleitung zum Ausführen zumindest einer beispielhaften Ausführungsform nutzen. Es versteht sich auch, dass die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste Grundmasse (Binäreissole, Zuckerwasser) Standfläche
Standfuß
0 Kühlmassenher Stellungsvorrichtung0 Gehäuse (Behälter)
0a Stirnseite
Ob Seiten wand(ung)
1 Zuführstelle
2 Zapfstelle
3 Wartungsöffnung
4 Deckel
0 Wärmetauschereinrichtung
0 Vor-/Zulauf
0 Rück-/Ablauf
0 Wärmetauscherplatte 1 Durchgangsöffnung
2 Zwischenraum
3 Schlitz
4 Aufnahme
5 Strömungsleitmittel 0 Neigungsregulierung
0 Neigungswinkel
0 Neigungselement
1 Standfuß 425 Drehlager
426 Linearaktor
500 Rühreinrichtung
510 Rührantrieb
520 Rührwelle
530 Rührmotor
540 Rührelement
550 Magnetkopplung
600 Fördereinrichtung
700 Niveauregulierung
710 Solebehälter (erster)
720 Solebehälter (zweiter)
A Achse, axiale Richtung / Axialrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer fließfähigen, pumpfähigen temperierten, insbesondere gekühlten, Masse oder Kühlmasse, insbesondere zur Verwendung als und/oder für Lebensmittel und Nahrungsmittel aus einer fließfähigen Grundmasse (10), umfassend die Schritte:
Einfüllen der fließfähigen Grundmasse in ein Gehäuse (HO), Temperieren, insbesondere Kühlen, der fließfähigen Grundmasse mittels Kontaktieren einer in dem Gehäuse (110) angeordneten Wärmetauschereinrichtung (200) unter Rühren der Grundmasse (10), um so die pumpfähige, gekühlte Masse oder Kühlmasse zu erzeugen, wobei das Temperieren, insbesondere das Kühlen, bei Bildung einer Schicht, insbesondere einer Eisschicht, an der Wärmetauschereinrichtung (200) unterbrochen wird, sobald die Schicht, insbesondere die Eisschicht, eine vorbestimmte Dicke erreicht und das Temperieren, insbesondere das Kühlen fortgeführt wird, sobald die Schicht die vorbestimmte Dicke unterschreitet, wobei beim Rühren die Grundmasse und/oder die Masse radial entlang der Wärmetauscheroberflächen nach außen bewegt wird und wobei eine Kraftübertragung für das Rühren von außerhalb des Gehäuses nach innen kontaktlos ohne Durchbruch durch das Gehäuse durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rühren kontaktlos zu der Wärmetauschereinrichtung (200) erfolgt.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
das Verfahren in einer Schräglage durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
das Temperieren bzw. Kühlen der Masse ein Temperieren bzw. Kühlen der Masse auf eine Temperatur im Bereich von plus/minus 5 Grad um den Schmelzpunkt bzw. Gefrierpunkt der Grundmasse durchgeführt wird, bevorzugt in einem Bereich von plus/minus 3 Grad um den Schmelzpunkt bzw. Gefrierpunkt und am meisten bevorzugt um plus/minus 1,5 Grad um den Schmelzpunkt bzw. Gefrierpunkt.
5. Verfahren zur Klimatisierung von Räumen, bei dem Energie bzw. Wärme in einem latenten Energie- bzw. Wärmespeicher gespeichert oder eingepuffert bzw. herausgeführt oder abgezogen wird, wobei als latenter Energie- bzw. Wärmespeicher eine temperierte, insbesondere, gekühlte, pumpfähige Masse, insbesondere eine nach einem Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4 hergestelltes Masse, vorgesehen wird.
6. Kühlmassenherstellungsvorrichtung (100) zur kontinuierlichen Herstellung von einer fließfähigen, pumpfähigen gekühlten Masse oder Kühlmasse, insbesondere zur Verwendung als und/oder für Lebensmittel und Nahrungsmittel aus einer fließfähigen Grundmasse (10), dadurch gekennzeichnet, dass
Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4 vorgesehen sind.
7. Kühlmassenherstellungsvorrichtung (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
die Mittel eine Wärmetauschereinrichtung (200) umfassen, welche mehrere zueinander beabstandete und zumindest teilweise miteinander fluidisch verbundene Wärmetauscherplatten (230) aufweist, wobei für ein Rühren nach außen dazwischen Rührelemente vorgesehen sind, die entsprechende Förder- oder Leitmittel aufweisen, wobei für eine Kraftübertragung auf die Rührelemente von außerhalb des Gehäuses nach innen eine kontaktlose Kraftübertragungseinheit, insbesondere eine Magnetkopplung (550), vorgesehen ist, sodass im Bereich der Kraftübertragung das Gehäuse durchbruchsfrei ausgebildet ist.
8. Kühlmassenherstellungsvorrichtung (100) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass
die Mittel eine Regeleinrichtung umfassen, um bei Überschreiten einer Massenschichtdicke mindestens an einer Wärmetauscherplatte anhaftenden Masse die Wärmetauschereinrichtung (200) herauf- bzw. herunterzuregeln und bei Unterschreiten der Massenschichtdicke die Wärmetauschereinrichtung (200) herauf- bzw. herunterzuregeln.
9. Energiesystem, insbesondere ein Klimatisierungssystem zum Klimatisieren von Räumen oder Erwärmen von Brauchwasser, als Energiequelle für Wärmepumpensysteme, bei dem Energie und/oder Wärme aus einem latenten Energie- bzw. Wärmespeicher gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Binäreisherstellungsvorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 8 zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4 umfasst ist, um als latenten Energie- bzw. Wärmespeicher Binäreis, insbesondere Binäreis das mit der Binäreisherstellungsvorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 8 hergestellt ist, bereitzustellen.
10. Verwendung von fließfähiger, pumpfähiger Kühlmasse, insbesondere von einer gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellten und/oder einer mit einer Kühlmassenherstellungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 8 hergestellten Kühlmasse, als latenter Energie- bzw. Wärmespeicher, insbesondere bei der Lebensmittelkühlung wie der Frischfischkühlung, der Teigkühlung, bei der Energie- bzw. Wärmespeicherung wie der latenten Energie- bzw. Wärmespeicherung in Energie- bzw. Wärmesystemen, Energie- bzw. Wärmerückführungssystemen und dergleichen.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016005909A1 (de) * 2016-05-17 2017-11-23 Hubert Langheinz Kältetechnik Trennverfahren, Konzentrat, Trennvorrichtung und Verwendung hierzu
CN117770645A (zh) * 2023-12-27 2024-03-29 斯贝乐电器(浙江)股份有限公司 一种混拌力度可调的自助奶茶机

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3486374T2 (de) 1984-07-17 1995-11-02 Sunwell Eng Co Ltd Eiserzeugungsmaschine.

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3869870A (en) * 1973-07-02 1975-03-11 Borg Warner Refrigeration system utilizing ice slurries
US4199956A (en) * 1978-10-04 1980-04-29 Lunde Howard L Ice cube making machine
US4438634A (en) * 1982-11-05 1984-03-27 General Mills, Inc. Freeze concentration apparatus
EP0316966B1 (de) * 1984-07-17 1995-03-08 Sunwell Engineering Company Limited Eiserzeugungsmaschine
US20010035016A1 (en) 1997-12-09 2001-11-01 Weber Paul R. Compressor control mechanism and method
US6830239B1 (en) * 1997-12-09 2004-12-14 Paul R. Weber Semi-frozen food product carbonator
US20030080644A1 (en) * 1997-12-09 2003-05-01 Nelson William G. Removable and corrosion resistant stator assembly for an inductive drive mechanism
CA2387219C (en) 1998-12-14 2009-10-20 Imi Cornelius Inc. Drive system for a frozen food product dispenser
JP2002310546A (ja) * 2001-04-10 2002-10-23 Hoshizaki Electric Co Ltd ドラム式製氷機
FR2827037B1 (fr) * 2001-07-03 2003-09-12 Bousquet Adrien Laude Dispositif et procede de stockage et de regeneration d'un fluide frigo-porteur comprenant une phase solide et une phase liquide melangees
ITMO20030143A1 (it) * 2003-05-16 2004-11-17 Spm Drink Systems Srl Macchina erogatrice di bevande gelate del tipo di granite,
US7296425B2 (en) * 2005-04-01 2007-11-20 Sunwell Engineering Co., Ltd. Sensor assembly for detecting ice crystal formation on heat exchange surface and ice-making machine incorporating the same
DE102012104429B4 (de) * 2012-05-23 2017-07-20 Hubert Langheinz Kältetechnik Binäreisherstellungsvorrichtung und Verfahren hierzu

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3486374T2 (de) 1984-07-17 1995-11-02 Sunwell Eng Co Ltd Eiserzeugungsmaschine.

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