[发明专利]用于冷却食品的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于冷却食品、尤其是水基饮料的设备。

背景技术

由DE 198 55 214已知这种设备。在已知设备的实施例中，设有冰块形式的蓄冷器，该冰块通过冷却剂经由帕耳帖板式结构组件的冷端冷却。待冷却的饮料围绕或通过冰块导引。冰水的导热性和由此冰块的热传递性可以通过在冰块空间内部分布有良导体如铜棉或铜块得到改善。通过冰冷却食品或饮料是常见的实践措施，但是具有重要缺陷。主要缺陷是冰的小的导热性。混入铜材料一方面是昂贵的且另一方面带来危险，例如铜块引起重力地并且在冰块部分溶化时聚积在下部而在上部缺少。冰的另一缺陷，但是目前总是容忍的，从冰到水的不利的相变温度，其中迄今总是存在危险，并且必需通过费事的控制技术避免水基饮料结冰。尽管在这个文献中也提到使用共晶盐或铝块作为蓄冷器，但是没有描述共晶盐的具体选择，尤其是根据其固-液相变温度。

由EP 914 399 B1已知一种复合材料用于在工业上使用作为管或板式热交换器，其中挤压的膨胀石墨用相变材料浸渍。石墨起到热导体的作用，它还用于接纳不同的相变材料。作为相变材料可以使用石蜡，但是同样优选使用水/冰。

在工商业的报告中通常追溯到压缩或吸收制冷设备，但是其相对较大的尺寸以及高的加工成本阻碍在家用领域中的使用。由此为了以低价位、尤其在小家电领域制备经冷却的饮用水而使用帕耳帖元件，其中通过在两个不同的电导体上施加电场使一侧加热而另一侧冷却。

周期地制备冷却的饮用水在家用领域应用中由于帕耳帖元件的低的热功率而使有效的蓄冷，例如在夜间，成为对于帕耳帖连续冷却容量的决定性标准。

例如在DE 299 10 820中公开了这种冷却的最简单形式，其中封闭的水池通过帕耳帖元件冷却到所期望的温度并且接着流入的水替换相应份额的冷却水。因为对于蓄冷器在这种情况下仅仅有水池中的水的单位热容量供使用，对于低容量需要大容积。

在这方面US 5 544 489公开了一种通过充分利用待冷却水的溶化热焓改善容量。为此，在帕耳帖元件冷端在水池内部产生冰，由此明显提高蓄冷器的能量密度。

但是所期望的高细菌负荷由于在水池中静止的水而使上述两种设备在饮用水法律许可方面违背。EP 0 777 090以与US 5 544 489重要的差别实现这方面的补救，待冷却的饮用水在盘管中穿过冰冷的水池导引并由此避免直接接触。这种设备的空间尺寸方面存在问题，即，由冰充满的空间不再能够供饮用水盘管使用。

所有已知的基于帕耳帖的连续冷却的原理问题是帕耳帖元件的低效率，它主要由冷端与热端之间的温度差确定。热端由于使用相应的冷却体和风机原则上是没有问题的并且在技术上得到解决，而冷端是目前未解决的问题。由于所使用的蓄冷介质的低单位导热性[λ水约为0.57W/(mK)，λ冰约为2.2W/(mK)]导致温度差提高并由此导致效率变差。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种用于冷却水基饮料的设备，它可以简单且成本有利地制造并且具有高冷却容量。

这个目的通过具有以下的特征的本发明设备得以实现。

按本发明的用于冷却食品、尤其是水基饮料的设备，具有一个含有相变材料的蓄冷器，其中一个用于待冷却的水基液体的管道穿过该蓄冷器导引，以及具有一个用于从蓄冷器排出热量的装置，其特征在于，所述蓄冷器含有膨胀的石墨和一种相变材料，该相变材料在273K时或以上进行固态-液态相变。

通过按照本发明的扩展结构，首次提供一种用于冷却食品、尤其是水基饮料的设备，它对于小电器、尤其是在家用或饭店中是有价值的解决方案。通过按照本发明使用的由膨胀的石墨和一种相变材料制成的蓄冷器，它在273K时或以上、即水的结冰温度，优选水的冰点以上几℃(直到10℃)实现其固-液相变，提供一种非常有效的蓄冷器，它一方面由于石墨而具有良好的导热性并由此负责相对迅速的骤冷，另一方面它含有相变材料，该材料无需复杂的控制技术也不会带来水基饮料结冰和形成冰块的危险。此外一方面减小对于良好效率所需的蓄冷器尺寸并且另一方面节省用于外围控制的空间和成本。

两个措施导致按照本发明的设备最佳地适配于冷却食品、尤其是水基饮料的要求。

以下给出有利的改进方案。

为了排出由蓄冷器接收的热量，优选设有帕耳帖元件，其优点是，流过管道的液体为了杀菌能够通过帕耳帖元件电压的变换极性而被加热。帕耳帖元件是非常经济的。帕耳帖元件的相对小的热功率通过非常有效的具有膨胀石墨的存储材料较少地起作用，尤其是当存在着使蓄冷器在设备的停机时间，例如在夜间，可以“充电”的可能性时。