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WO2019243091A1 - HEIßGETRÄNKEZUBEREITUNGSVORRICHTUNG MIT DURCHLAUFERHITZER - Google Patents

HEIßGETRÄNKEZUBEREITUNGSVORRICHTUNG MIT DURCHLAUFERHITZER Download PDF

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Publication number
WO2019243091A1
WO2019243091A1 PCT/EP2019/065018 EP2019065018W WO2019243091A1 WO 2019243091 A1 WO2019243091 A1 WO 2019243091A1 EP 2019065018 W EP2019065018 W EP 2019065018W WO 2019243091 A1 WO2019243091 A1 WO 2019243091A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
water
heater
heating
flow
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2019/065018
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English (en)
French (fr)
Inventor
Simon Mueller
Serge Waechter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Franke Kaffeemaschinen AG
Original Assignee
Franke Kaffeemaschinen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Franke Kaffeemaschinen AG filed Critical Franke Kaffeemaschinen AG
Publication of WO2019243091A1 publication Critical patent/WO2019243091A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F24H9/2007—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
    • F24H9/2014—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using electrical energy supply
    • F24H9/2028—Continuous-flow heaters
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/0252—Domestic applications
    • H05B1/0258—For cooking
    • H05B1/0269—For heating of fluids
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    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/335—Control of pumps, e.g. on-off control

Definitions

  • the present invention relates to a device for preparing freshly brewed hot beverages, with at least one hot water generator and with a brewing device to which hot water can be supplied from the hot water generator, the hot water generator being a continuous-flow heater.
  • a disadvantage of using a continuous-flow heater for providing hot water is, besides a usually long warm-up time, the difficulty of precise temperature control.
  • regulation of the outlet temperature is rather sluggish due to the long flow path required in the instantaneous water heater.
  • there is a risk of local overheating since the continuous-flow heater has to work at high output in order to achieve a sufficiently high outlet temperature for brewing hot drinks, in particular coffee. Local overheating leads to increased calcification, which is another problem when using a water heater.
  • a instantaneous water heater for a coffee machine which has several heating areas, is e.g. B. from the document US 2,680,802. The one shown there
  • the heating principle is based on the fact that electricity is conducted directly through the water to be heated. Because on the one hand there are regional differences in the mains voltage, on the other hand the water also has a different mineral content can have and thus the current in the water can be different, to compensate for these differences, several heating areas can be combined.
  • the present invention has set itself the task of specifying a device for preparing hot drinks using a continuous-flow heater, which enables improved control of the hot water temperature, works quickly and reliably and is less prone to calcification.
  • the flow heater has at least two heating areas with separately controllable electrical heaters, the heating areas being such are arranged so that the water flowing through them and the water to be heated flow through them one after the other.
  • the heaters are controlled by a controller in such a way that the first heater is operated with a constant heating power, while the second heater is operated in a regulated manner in order to adjust the initial temperature of the water heated after flowing through the hot water generator to a predetermined target temperature.
  • the provision of two heating areas through which flow takes place makes it possible for the first heating area to be operated with constant heating power and thus to generate a type of base load and for the outlet temperature to be controlled only by the second, preferably smaller, heating area.
  • the second heating stage can be switched on temporarily to regulate the output temperature.
  • the regulation then takes place close to the exit of the continuous heater.
  • Faster regulation is hereby achieved. Overshoots due to changing flow rates are lower. It has also been found that the calcification of the instantaneous water heater is reduced in this way. This may be due to the fact that local overheating of the water to the boil and associated lime deposits are avoided by the faster regulation.
  • the heating areas should be adjacent to one another, but not overlap, so that local overheating does not occur in an overlap area.
  • the two heaters preferably have different electrical ratings. It has been found that the best results are achieved if the heating area downstream, which is responsible for the fine control of the outlet temperature, is designed for a lower nominal heating output. The first heating area in the direction of flow should therefore have the higher output. The best results were achieved when the ratio of the nominal outputs of the two heaters is at most 60:40, preferably about 66:33.
  • the heating areas are preferably arranged in such a way that the upstream first heating area, through which water to be heated flows first, the heater with the higher nominal power and the downstream second heating area, which is arranged downstream of the first heating area, the heating with the have lower nominal power.
  • the heaters are designed as helical heating resistors, for example heating wires, and the heating resistor with the lower nominal power has a shorter length, in particular a smaller number of heating coils, and / or a smaller wire thickness than the heating resistor the higher nominal power.
  • the heater used is preferably a heating cartridge which has a cylindrical inner body and an outer jacket surrounding it and in which a helical flow channel for heating items is provided between the outer surface of the inner body and the inner side of the jacket Water is formed.
  • a heating pat rone is particularly compact and, thanks to its low thermal mass, enables it to be heated up particularly quickly.
  • the two electric heaters are designed as heating coils, which are arranged inside the cylindrical inner body in a helical manner around its central axis in axially adjacent sections of the inner body.
  • the heating coil can be wound around an axially arranged heat-resistant core.
  • the space between the heating coils and the outer skin of the inner body can be filled with a powdery material, which is electrically insulated on the one hand and thermally conductive on the other hand, such as magnesium oxide or another oxide.
  • At least one temperature sensor is arranged in the flow direction behind the instantaneous water heater.
  • the heaters are controlled by a controller in such a way that the heater is regulated with the smaller heating output as a function of the temperature value determined by the temperature sensor, preferably in that the second heater is switched on or off temporarily to switch on the starting temperature of the hot water adjust a predetermined target temperature.
  • a first temperature sensor is arranged in the flow direction in front of the instantaneous water heater and a second temperature sensor in the flow direction behind the instantaneous water heater.
  • a flow meter is provided for determining a flow amount of water flowing through the instantaneous water heater.
  • the control is designed or programmed in such a way that it specifies an electrical heating power for the first or the first and the second heating based on the input temperature determined by the first temperature sensor and the flow quantity and that it uses the Au determined by means of the second temperature sensor output temperature regulates the heat output of the second heater.
  • the flow meter can also be used to measure and dose the amount of water drawn.
  • a water pump can also be provided which conveys water from a drinking water supply line to the instantaneous water heater.
  • the pumping capacity of the Water pump can be regulated or can be regulated via the control. This enables a further degree of freedom to regulate the initial temperature.
  • a drainage valve which is arranged as a controllable directional control valve and is arranged behind the instantaneous water heater in the flow direction, is advantageously provided, via which water flowing through the instantaneous water heater can be directed directly into a waste water line or a waste water collecting container instead of in the direction of the brewing device.
  • the drainage valve can be opened during a warm-up phase of the instantaneous water heater and the water coming from the instantaneous water heater can be led into the waste water pipe or the waste water collecting container. This warm-up phase is preferably carried out each time a hot beverage is dispensed, i. H . the instantaneous water heater is only operated during a product purchase and then switched off.
  • hot water is generated by means of a continuous-flow heater and fed to a brewing device. It is provided here that the instantaneous heater has at least two heating areas with separately controllable electrical heaters, through which the water to be heated flows in succession.
  • a two-stage control of the two electric heaters is carried out by measuring a flow amount of water flowing through the instantaneous heater and an inlet temperature of the water supplied to the instantaneous heater, and using the measured values to determine an electric heating output for the first or the first and second heaters are specified and by measuring an actual temperature of the heated water and regulating the heating power of the second heater based on the measured actual temperature.
  • FIG. 1 shows a water flow diagram of a fully automatic beverage machine with two instantaneous water heaters and an integrated descaling system for automatically descaling the instantaneous water heater
  • FIG. 2 is a sectional drawing of one used in the context of the invention
  • FIG. 3 is a schematic representation of the in the water heater of Figure
  • FIG. 4 shows a section through a continuous-flow heater in a second exemplary embodiment.
  • FIG. 1 the structure of a device for preparing hot drinks is shown in a so-called water flow diagram, as is used, for example, in a fully automatic coffee machine.
  • a water heater 1 0 is used to produce hot water with which hot drinks are prepared.
  • a water pump 11 and a flow meter 12 which are connected to the water heater 1 via a line 1 3 0 are connected.
  • a plurality of directional valves 1 5a, 1 5b, 1 5c and 1 6 are connected via a line 14.
  • At the input and at the output of the instantaneous water heater 1 0 there are also one temperature sensor 1 7, 1 8 each, the function of which is explained in more detail below.
  • the device has a second instantaneous heater 20 which is used to generate steam and which is likewise used to prepare hot drinks, for example for reheating or for frothing milk or other beverages can.
  • the second instantaneous heater 20, which is used here to generate steam is also understood in the sense of the present invention as a hot water generator in the broader sense.
  • a temperature sensor 27, 28 is also arranged at the input and at the output of the instantaneous water heater 20, the function of which is also explained below.
  • the two flow meters 12, 22 are each arranged in front of the associated pumps 11, 21. However, it would be possible in the same way to arrange the flow meters 12, 22 in the flow direction behind the associated water pumps 11, 21.
  • the two water pumps 11, 21 are connected via a drinking water supply line 30 and an optional switching valve 31 to a drinking water connection 32 of the public supply network or to a water tank 33 provided on or in the device.
  • a shut-off valve 34, a check valve 35 and a pressure reducer 36 are provided in the feed line.
  • the water pump 1 1 conveys drinking water from the connected drinking water supply line 30 via line 1 3 to the instantaneous water heater 1 0, from where the hot water can be conveyed to a brew group 50 via the directional control valve 1 5 b.
  • the brew group 50 comprises, in a manner known per se, a heater 51 with which the supplied hot water can be brought to a boil or the brew group can be preheated, and a brewing chamber 52 into which portioned, freshly ground coffee powder 53 is filled.
  • a brew group that can be used in the context of the present invention is described, for example, in EP 2561 778 A1, to which reference is made in full in order to avoid unnecessary repetitions.
  • the brew group 50 is designed in such a way that it can be opened in order to fill in a portioned amount of coffee powder which has previously been freshly ground in portions in a grinder of the fully automatic coffee machine. In addition, with the brew group open, the remaining coffee grounds can be ejected into a pulp container after the brewing process.
  • the brew group also has a movable piston (not shown) which compresses the filled coffee powder against a brewing sieve located in the brewing chamber. After the piston has returned, the coffee powder compressed in this way can be removed from the bottom the pressure of the pump 1 1 standing brewing water from the water heater 1 0 are flowed through. The finished brewed coffee is fed from the brew group 50 via an outlet line to an outlet 55 for coffee beverages.
  • Hot water can be fed directly to the outlet 55 via the directional control valve 15a, for example for cleaning purposes or for the preparation of instant drinks.
  • hot water can also be directed via the directional valve 15c to a separate hot water outlet 56, which is used, for example, to prepare tea.
  • a brewing device can also be used which is designed to hold so-called coffee capsules or coffee pods.
  • Steam generated by the second water heater 20 can either be passed via the directional valve 25a to a so-called steam lance 57, for example to froth milk, and steam can also be directed via the directional valve 25b to the outlet 55, for example via a separate pipe (not shown) to warm or froth milk supplied.
  • Drainage valves 1 6 and 26 designed as directional valves serve to connect the hot water outlet of the flow heater 1 0 or the flow heater 20 with a so-called drainage, ie a waste water line or a waste water collecting container for waste water. This is necessary, among other things, for decalcifying the associated water heater 1 0, 20 in order to derive the decalcifying solution passed through the water heater 1 0, 20.
  • the two drainage valves 1 6, 26 also serve to guide the flowing water into the waste water line or the waste water collection container in a warm-up phase of the associated instantaneous water heater. This ensures that heated water or water vapor is only directed towards the associated outlet after a predeterminable minimum temperature has been reached. On the other hand, water that is not yet hot enough during the heating process is discharged into the waste water, ie cannot reach one of the outlets 55, 56, 57.
  • the hot beverage machine shown in the exemplary embodiment also optionally has an integrated decalcification system 40.
  • the decalcification system 40 includes a mixing container 41, a storage container 42 for liquid decalcifying concentrate and a metering pump 43.
  • the common drinking water supply line 30 on the suction side of the water pumps 11, 21 can be connected via a changeover valve 44 to a suction line 49 reaching to the bottom of the mixing container 41 in order to suck a decalcifying agent solution out of the mixing container 41 for the purpose of decalcification and to convey it to the continuous flow heaters 1 0, 20.
  • the decalcifying agent solution is mixed beforehand in the mixing container 41 by conveying a meterable amount of the decalcifying concentrate via the feed line 48 into the mixing container via the metering pump 43.
  • a directional valve 45 which is connected to the supply line 1 3 connected on the pressure side to the pump 11, fresh water can be filled into the mixing tank via the supply line 47 by means of the water pump 11.
  • the amount of the fresh water filled in can be determined here with the aid of the flow meter 12, so that the valve 45 can be closed after a predetermined amount of water has been filled into the mixing container 41.
  • the supply line 30 can be connected to the suction line 49 via the valve 44.
  • the drainage valve 1 6 is opened and the decalcifying agent solution is conveyed from the mixing container 41 through the water heater 1 0 via the water pump 11.
  • the switch valve 44 is then switched back to the operating position in which the feed line 30 is connected to the public water connection 32 or the water tank 33 and the water heater 1 1 flushes the water heater 1 0 again with fresh water.
  • a check valve 46 prevents decalcifying agent solution which may still be in the feed line 30 from flowing back into the fresh water tank k 33.
  • the instantaneous heater 20 can also be decalcified and cleaned by conveying decalcifying agent solution from the mixing container 41 through the instantaneous heater 20 and via the drainage valve 26 into the outlet via the water pump 21. Even if the instantaneous heater 20 is used to generate steam in the present exemplary embodiment, it is also understood in the sense of the present invention as a hot water generator in the broader sense. It is obvious that the directional control valve 45 of the decalcification system 40 can also be connected to the water pump 21 via the line 23 to the water pump 21 instead of via the line 13.
  • the flow heaters 1 0, 20 used in the present exemplary embodiment are compact flow heaters in the form of so-called heating cartridges.
  • a heating cartridge is shown in more detail in Figure 2. It has a thin-walled cylindrical inner body 1 02, the outer surface 1 04 of which is provided on the outside with a helical ribbing or helical groove 1 06, which is delimited on the outside by an outer cylindrical shell 1 08 and thus forms a flow channel for the tap water to be heated.
  • a heating unit 1 1 0 which comprises a core 1 12 made of heat-resistant material, for example ceramic, and electrical heating wires 1 14 wound around the core 1 12.
  • the space between the outer skin of the inner body and the heating unit 1 1 0 is filled with an electrically insulating material 1 05, in particular with a compressed, powdery material 1 05.
  • the space is filled with magnesium oxide.
  • Electrical connections 1 1 3 of the heating unit 1 1 0 are arranged on an end face of the water heater 1 0, 20, of which only one can be seen in the section shown.
  • An end cap 1 1 5 covers and protects the electrical connections 1 1 3 against accidental contact.
  • the connections 1 08a, 1 08b are attached to the outer casing 1 08 and are connected to the supply and discharge lines for the water to be heated.
  • the cylindrical inner body 102 can be made of food-grade stainless steel.
  • the outer shell 108 preferably consists of a heat-resistant plastic or also of stainless steel.
  • the helical flow channel can also be formed on the inner surface of the outer shell 108.
  • the lateral surface 104 of the inner body 102 can be smooth, that is to say not ribbed.
  • the heating unit 110 is divided into two separately controllable heating areas 110a, 110b.
  • the successive heating areas 110a, 110b are successively flowed through or around by the water flowing through and to be heated.
  • the heating unit 110 is thus constructed in two parts from two successive heaters 114a, 114b. As shown in FIG. 3, this can be achieved in that the heating coil 114a, 114b wound on the ceramic core 112 is provided with a center tap 116. Likewise, separate heating wires 114a, 114b can also be wound onto the area of the ceramic core 112 assigned to the successive heating areas 110a, 110b. It is advantageous here if the two heaters 114a, 114b have different electrical ratings.
  • the first heating coil or section 114a reaches twice the nominal power of the second 114b, i.e. a distribution of the heating power in a ratio of 2: 1. This is shown in FIG. 3 in that the first region 114a of the heating wire 114 is twice as long as the second region 114b.
  • the two heating areas are arranged in such a way that the upstream first heating area 110a, through which water to be heated flows first, the heating coil 114a with the higher nominal power and the downstream second heating area 110b, which is downstream of the first heating - Area 110a is arranged, the heating coil 114b have the lower nominal power.
  • the first heating coil 114a can thus be operated in such a way that it generates a type of base load and operates at constant power.
  • the second heating stage is switched on temporarily to regulate the initial temperature.
  • the regulation therefore takes place close to the outlet of the instantaneous water heater 10, 20. This results in a faster regulation. Overshoots when switching the drainage valve due to falling flow rates are lower. Except- it has been found that the calcification of the instantaneous water heater is reduced in this way. This may be due to the fact that the overheating of the water to the boil and the associated lime deposits are avoided by the faster regulation.
  • FIG. 4 A second exemplary embodiment for a water heater 10, 20 is shown in FIG. 4.
  • the inner body 102 has a non-ribbed, smooth outer surface 104 made of stainless steel.
  • the outer jacket 108 is also made of stainless steel and the helical rib 106 is formed on its inside facing the inner body 102, so that, as in the first exemplary embodiment, there is also a helical flow channel between the inner body 102 and the outer jacket 108 for the tap water to be heated , A seal between inner body 102 and outer jacket 108 is required.
  • the ceramic body 112 of the heating unit 110 around which the heating coils 114a, 114b run, has a larger circumference than in the first exemplary embodiment, so that the remaining annular gap 105 between the ceramic body 112 and the thin-walled stainless steel casing 104 of the inner body 102 turns out to be considerably narrower.
  • the annular gap 105 is for the electrical insulation of the heating coil 114a,
  • the two heating areas 110a, 110b are additionally thermally and electrically separated by a gap spacing, which is formed by an annular groove 115 in the outer circumference of the ceramic body 112. It is also indicated in the figure that the helical heating wires 114a, 114b of the two heating areas 110a, 110b have different cross sections.
  • the heating coil 114a of the first heating area 110a has a larger cross section than the heating coil 114b of the second heating area 110b because it is designed for a higher electrical heating power.
  • the electrical connections 113 for the first and the second heating coil 114a, 114b are, as in the first exemplary embodiment, also on the left end face of the heating cartridge.
  • the fully automatic coffee machine described in the exemplary embodiment also has a programmable controller 60 with a processor 62 and a user interface 61 connected to the controller 60, for example in the form of a touch-sensitive display or another display and input unit.
  • the functions of the water pumps 11, 21, all directional control valves, the heaters 114a, 114b of the instantaneous water heater 10, 20 and the optional decalcification system 40 and its metering pump 43 are controlled via the controller 60.
  • the controller also reads the measured values from the flow meters 12, 22 and the temperature sensors 1 7, 1 8, 27, 28.
  • the control 60 can thus be used to control the preparation of coffee beverages or other hot beverages in normal operation, and the descaling system 10, 20 can be decalcified by means of the decalcification system 40.
  • a corresponding control circuit 60 can be implemented in a manner known per se using a programmable processor.
  • a two-stage regulation of the hot water temperature can be implemented by means of the control 60.
  • feed-forward control the inlet temperature and the flow rate are recorded and the electrical heating output is preset using the known heat capacity of water. This level serves as a rough regulation.
  • additional fine control the initial temperature is measured and the heating output is adjusted accordingly (feedback control).
  • the feed-forward control avoids the throughput time as a control delay, and the target temperature is reached more quickly.
  • the additional readjustment based on the actual temperature achieves an even more precise control of the output temperature and also avoids temperature differences between different instantaneous water heaters in a series.
  • the two-stage control described can in principle be used advantageously for any instantaneous water heater and is independent of the structure of the instantaneous water heater with two heating regions 100a, 100b arranged one behind the other.
  • a first of the two heating areas - or both heating areas - can be used for feed-forward control, i.e. it becomes a heating output for the first heating area or for both heating areas specified.
  • the heating area 1 1 0b in the flow direction is then activated. This can be switched on or off temporarily in order to increase or decrease the initial temperature, or its power specified by the feed-forward control is temporarily increased or decreased by a power increment.
  • This two-stage as well as two-part control proves to be particularly advantageous if, as explained, the first heating area in the flow direction has a higher heating output than the heating area downstream in the flow direction.
  • the temperature sensor 1 8 is arranged in the flow direction upstream of the flow heater 1 0 and the temperature sensor 28 in the flow direction upstream of the flow heater 20, each measuring the inlet temperature at the associated flow heater 1 0, 20.
  • a flow meter 12, 22 for determining a flow quantity of the water flowing through the instantaneous water heater.
  • the controller 60 is programmed in such a way that it specifies an electrical heating output for the first heating region 110a on the basis of the input temperature determined by the temperature sensor 17 or 27 and the flow quantity. This results from the known heat capacity of water, the flow-related residence time of the water in the first heating area 110a and a heat transfer coefficient which describes the intensity of the heat transfer at the interface along the helical flow channel 106.
  • the temperature sensors 1 8, 28 are arranged and measure the actual temperature at the outlet of the instantaneous water heater 1 0, 20.
  • the controller 60 is programmed that it regulates the heating output of the second heater 1 14b following in the flow direction on the basis of the actually measured actual temperature at the output by briefly switching the second heating coil 1 14b on or off in order to increase the actual temperature or to humiliate.
  • the roughly preset temperature via the feed-forward control can be slightly below the desired temperature, so that the two te control stage, the feedback control based on the measured actual temperature, the difference to the desired target temperature is reached.
  • the preparation of a hot beverage, in particular coffee beverage, takes place as follows.
  • the water pump 11 is switched on and pumps water from the feed line 30 in the direction of the flow heater 1 0.
  • the drain valve 1 6 is opened without current, so that the water coming from the flow heater 10 via line 14 flows into the drain.
  • the valves 1 5a, 1 5b and 1 5c are closed.
  • the heating of the continuous flow heater 1 0 is switched on.
  • the temperature of the water flowing through rises to a desired target temperature.
  • the drainage valve 1 6 is closed (coil current on) and the valve 1 5 b is opened, so that the hot water is now no longer directed to the drain but to the brewing chamber 50.
  • Preparation of a coffee beverage begins, which is dispensed at outlet 55.
  • the water temperature is kept constant by regulating the heating power of the flow heater 1 0 in the manner explained above within the scope of the control accuracy.
  • valve 1 5b When the preparation of the coffee beverage is complete, valve 1 5b is closed and drainage valve 1 6 is opened again. At the same time, the heating of the instantaneous water heater 1 0 is switched off. The pump 1 1 continues to pump for a while, so that when the heater is switched off, the water temperature at the outlet of the instantaneous water heater 1 0 drops because it cools down. Then the water pump 1 1 is switched off. This procedure is repeated for a further product purchase.

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Abstract

Angegeben wird eine Vorrichtung zum Zubereiten frisch gebrühter Heißgetränke, mit mindestens einem Heißwassererzeuger und mit einer Brühvorrichtung, der Heißwasser aus dem Heißwassererzeuger zuführbar ist, wobei es sich bei dem Heißwassererzeuger um einen Durchlauferhitzer handelt. Eine verbesserte Regelung der Heißwassertemperatur und eine Verringerung der Verkalkungsneigung des Durchlauferhitzers wird erreicht, indem der Durchlauferhitzer mindestens zwei Heizbereiche mit getrennt ansteuerbaren elektrischen Heizungen aufweist, wobei die Heizbereiche derart angeordnet sind, dass sie von durchströmendem und zu erhitzenden Wasser nacheinander durchströmt werden.

Description

Heißqetränkezubereitunqsvorrichtunq mit Durchlauferhitzer
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zubereiten frisch ge- brühter Heißgetränke, mit mindestens einem Heißwassererzeuger und mit einer Brühvorrichtung, der Heißwasser aus dem Heißwassererzeuger zuführbar ist, wobei es sich bei dem Heißwassererzeuger um einen Durchlauferhitzer handelt.
I m Stand der Technik sind Kaffeevollautomaten bekan nt, welche auf Knopfdruck portionsweise frischgebrühte Kaffeegetränke zubereiten . Das hierfür erforderli- che Heißwasser wird üblicherweise in einem Heißwasserboiler vorgehalten , so- dass eine lange Aufheizzeit entfällt. Vereinzelt wurden auch Kaffeemaschinen vorgeschlagen , bei denen Wasser zum Zeitpunkt des Getränkebezugs mit einem Durchlauferhitzer erhitzt wird . So zeigt die Schrift DE 1 0 2008 028 031 A1 eine Kaffeemaschine für Kaffeekapseln , bei der Wasser mit einem Durchlauferhitzer erhitzt wird .
Nachteilig an der Verwendung eines Durchlauferhitzers zur Bereitstellung von Heißwasser ist neben einer üblicherweise langen Aufwärmzeit, die Schwierigkeit einer genauen Temperaturregelung. Einerseits ist eine Regelung der Ausgangs- temperatur aufgrund des im Durchlauferhitzer erforderlichen langen Durchfluss- weges recht träge. Anderseits besteht die Gefahr lokaler Ü berhitzung, da der Durchlauferhitzer, um eine ausreichend hohe Auslasstemperatur zum Aufbrühen von Heißgetränken wie insbesondere Kaffee zu erreichen , mit hoher Leistung arbeiten muss. Eine lokale Ü berhitzung führt zu verstärkter Verkalkung , was ein weiteres Problem bei der Verwendung eines Durchlauferhitzers darstellt.
Ein Durchlauferhitzer für eine Kaffeemaschine, der mehrere Heizbereiche auf- weist, ist z. B. aus der Schrift US 2,680,802 bekannt. Das dort gezeigte
Heizprinzip beruht darauf, dass Strom direkt durch das zu erhitzende Wasser geleitet wird . Da einerseits die Netzspannung regionale Unterschiede aufwei- sen , anderseits jedoch auch das Wasser einen unterschiedlichen Mineralgehalt aufweisen kann und somit die sich im Wasser einstellende Stromstärke unter schiedlich sein kan n , können zum Ausgleich dieser U nterschiede wahlweise mehrere Heizbereiche kombiniert werden .
I n der Schrift DE691 8057U wird eine herkömmliche Kaffeemaschine mit Heizung und Steigrohr beschrieben . H ierbei ist d ie Heizung zweistufig ausgeführt. Der Zweck dieser zweistufigen Anordnung besteht darin , das Wasser bei Verwen- dung nur eines Heizbereiches langsamer bzw. bei Verwendung beider Heizbe- reiche schneller durch den Filter zu fördern („Rasch-Filtermethode“).
Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, eine Vorrichtung zum Zubereiten von Heißgetränken unter Verwendung eines Durchlauferhitzers an- zugeben , welche eine verbesserte Regelung der Heißwassertemperatur ermög- licht, schnell und zuverlässig arbeitet und weniger zu Verkalkung neigt.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1 . Vorteilhafte Aus- gestaltungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen .
Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, welche mindestens einen als Durchlauferhitzer ausgeführten Heißwassererzeuger und eine Brühvorrichtung umfasst, der Heißwasser aus dem Heißwassererzeuger zuführbar ist, ist vorge- sehen , dass der Durchlauferhitzer mindestens zwei Heizbereiche mit getrennt ansteuerbaren elektrischen Heizungen aufweist, wobei die Heizbereiche derart angeordnet sind , dass sie von durchströmendem und zu erhitzenden Wasser nacheinander durchströmt werden . Erfindungsgemäß werden die Heizungen von einer Steuerung derart angesteuert, dass die erste Heizung mit einer konstanten Heizleistung betrieben wird , während die zweite Heizung geregelt betrieben wird , um die Ausgangstemperatur des nach Durchströmen des Heißwasserer- zeuger erhitzten Wassers an eine vorgegebene Solltemperatur anzugleichen .
Das Vorsehen von zwei hintereinander durchströmten Heizbereichen ermöglicht es, dass der erste Heizbereich mit konstanter Heizleistung betrieben wird und so eine Art Grundlast erzeugt und dass zur Regelung der Auslasstemperatur lediglich der zweite - vorzugsweise kleiner dimensionierte - Heizbereich dient. Die zweite Heizstufe kann zur Regelung der Ausgangstemperatur zeitweilig zu- geschaltet werden . Die Regelung erfolgt dann nahe am Ausgang des Durchlauf- erhitzers. H ierdurch wird eine schnellere Regelung erreicht. Ü berschwinger auf- grund sich ändernder Durchflussrate fallen geringer aus. Außerdem hat sich herausgestellt, dass die Verkalkung des Durchlauferhitzers auf diese Weise vermindert wird . Dies mag daran liegen , dass eine lokale Ü berhitzung des Was sers bis zum Sieden und damit verbundene Kalkablagerungen durch die schnel- lere Regelung vermieden werden . Die Heizbereiche sollten einander angrenzend sein , sich jedoch nicht überlappen , damit es nicht in einem Überlappungsbereich zu lokaler Ü berhitzung kommt.
Wie bereits erwähnt haben vorzugsweise die beiden Heizungen unterschiedliche elektrische Nennleistungen . Es hat sich herausgestellt, dass die besten Ergeb- nisse erzielt werden , wenn der in Durchflussrichtung nachfolgende Heizbereich , der für die Fein-Regelung der Ausgangstemperatur verantwortlich ist, für eine geringere Nenn-Heizleistung ausgelegt ist. Der in Durchflussrichtung erste Heizbereich sollte somit die höhere Leistung haben . Die besten Ergebnisse wurden erzielt, wenn das Verhältnis der Nennleistungen der beiden Heizungen höchstens 60:40, vorzugsweise etwa 66:33 beträgt.
Bevorzugt sind die Heizbereiche derart angeordnet, dass der stromaufwärtige erste Heizbereich , der zuerst von zu erhitzendem Wasser durchströmt wird , die Heizung mit der höheren Nennleistung und der stromabwärtige zweite Heizbe- reich , der in Strömungsrichtung hinter dem ersten Heizbereich angeordnet ist, die Heizung mit der niedrigeren Nennleistung aufweisen .
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind d ie Heizungen als wendelförmige Heizwiderstände, beispielsweise Heizdrähte, ausgebildet und der Heizwider- stand mit der niedrigeren Nennleistung weist eine geringere Länge, insbesonde- re eine geringere Anzahl an Heizwendeln , und/oder eine geringere Drahtstärke auf als der Heizwiderstand mit der höheren Nennleistung.
I m Rahmen der vorliegenden Erfindung dient als Durchlauferhitzer bevorzugt eine Heizpatrone, die einen zylindrischen I nnenkörper und einen diesen umge- benden äußeren Mantel aufweist und bei der zwischen der Mantelfläche des I nnen körpers und der I nnenseite des Mantels ein wendelförmig verlaufender Strömungskanal für zu erhitzendes Wasser ausgebildet ist. Eine solche Heizpat- rone ist besonders kompakte und ermöglicht durch geringe thermische Masse ein besonders schnelles Aufheizen .
Die beiden elektrischen Heizungen sind bei dieser Bauform als Heizwendel aus- gebildet, die innerhalb des zylindrischen I nnenkörpers wendelförmig um dessen Mittelachse verlaufend in axial benachbarten Abschnitten des I nnenkörpers an- geordnet sind . I nsbesondere können die Heizwendel um einen axial angeordne- ten hitzebeständigen Kern gewunden sein . Der Zwischenraum zwischen den Heizwendeln und der Außenhaut des I nnenkörpers kann mit einem pulverförm i- gen Material, welches einerseits elektrisch isoliert, anderseits wärmeleitend ist, wie etwa Magnesiumoxid oder ein anderes Oxid verfüllt sein .
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist in Strömungsrichtung hinter dem Durchlauferhitzer mindestens ein Temperatursensor angeordnet. Die Heizungen werden von einer Steuerung angesteuert, derart, dass die Heizung mit der klei- neren Heizleistung in Abhängigkeit des von dem Temperatursensor ermittelten Temperaturwertes geregelt wird , vorzugsweise indem die zweite Heizung zeit- weilig zu- oder abgeschaltet wird , um die Ausgangstemperatur des Heißwassers an eine vorgegebene Solltemperatur anzugleichen .
I m Rahmen einer weiteren Ausführungsform sind ein erster Temperatursensor in Strömungsrichtung vor dem Durchlauferhitzer und ein zweiter Temperatursensor in Strömungsrichtung hinter dem Durchlauferhitzer angeordnet. Außerdem ist ein Durchflussmesser zur Bestimmung einer Flussmenge an durch den Durch- lauferhitzer strömenden Wassers vorgesehen . Die Steuerung ist hierbei derart ausgebildet bzw. programmiert, dass sie anhand der von dem ersten Tempera- tursensor ermittelten Eingangstemperatur und der Flussmenge eine elektrische Heizleistung für die erste oder die erste und die zweite Heizung vorgibt und dass sie anhand der mittels des zweiten Temperatursensors ermittelten Au s- gangstemperatur die Heizleistung der zweiten Heizung regelt. Der Durchfluss- messer kann außerdem verwendet werden , um die bezogene Wassermenge zu messen und zu dosieren .
U m eine möglichst konstante Durchflussrate zu gewährleisten kann außerdem eine Wasserpumpe vorgesehen werden , die Wasser aus einer Trinkwasserzulei- tung zu dem Durchlauferhitzer fördert. H ierbei kann auch die Pumpleistung der Wasserpumpe regelbar sein bzw. über die Steuerung regelbar sein . Dies ermög- licht einen weiteren Freiheitsgrad zur Regelung der Ausgangstemperatur.
Vorteilhaft ist außerdem ein in Durchflussrichtung hinter dem Durchlauferhitzer angeordnetes, als steuerbares Wegeventil ausgebildetes Drainageventil vorge- sehen , über das durch den Durchlauferhitzer strömendes Wasser statt in Rich- tung der Brühvorrichtung direkt in eine Abwasserleitung oder einen Abwasser- sammelbehälter geleitet werden kann . Das Drainageventil kann während einer Aufwärmphase des Durchlauferhitzers geöffnet und das vom Durchlauferhitzer kommende Wasser in die Abwasserleitung oder den Abwassersammelbehälter geleitet werden . Diese Aufwärmphase wird vorzugsweise bei jedem Bezug eines Heißgetränks ausgeführt, d . h . der Durchlauferhitzer wird nur während eines Produktbezugs betrieben und danach abgestellt.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Zubereiten frisch gebrühter Heiß- getränke wird mittels eines Durchlauferhitzers Heißwasser erzeugt und einer Brühvorrichtung zugeleitet. H ierbei ist vorgesehen , dass der Durchlauferhitzer mindestens zwei Heizbereiche mit getrennt ansteuerbaren elektrischen Heizu n- gen aufweist, die von dem zu erhitzenden Wasser nacheinander durchströmt werden .
I nsbesondere wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eine zweistu- fige Regelung der beiden elektrischen Heizungen durchgeführt, indem eine Flussmenge an durch den Durchlauferhitzer strömenden Wassers und eine Ein- gangstemperatur des dem Durchlauferhitzer zugeleiteten Wassers gemessen und anhand der der Messwerte eine elektrische Heizleistung für die erste oder die erste und die zweite Heizung vorgegeben wird und indem eine Ist- Temperatur des erhitzten Wassers gemessen und anhand der gemessenen Ist- Temperatur die Heizleistung der zweiten Heizung geregelt wird .
Weitere Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren . H ierbei zeigt Figur 1 ein Wasserflussschema eines Getränkevollautomaten mit zwei Durch- lauferhitzern und einem integrierten Entkalkungssystem zum automati- schen Entkalken der Durchlauferhitzer,
Figur 2 eine Schnittzeichnung eines im Rahmen der Erfindung eingesetzten
Durchlauferhitzers,
Figur 3 eine schematische Darstellung der in dem Durchlauferhitzer aus Figur
2 verbauten Heizung und
Figur 4 einen Schnitt durch einen Durchlauferhitzer in einem zweiten Ausfüh- rungsbeispiel .
I n Figur 1 ist in einem sogenannten Wasserlaufschema der Aufbau einer Vor- richtung zum Zubereiten von Heißgetränken gezeigt, wie er etwa bei einem Kaf- feevollautomaten zum Einsatz kommt. Zur Erzeugung von Heißwasser, mit dem Heißgetränke zubereitet werden , dient ein Durchlauferhitzer 1 0. I n Wasserfluss- richtung stromaufwärts des Durchlauferhitzers 1 0 befinden sich eine Wasser- pumpe 1 1 und ein Durchflussmesser 12, die über eine Leitung 1 3 mit dem Durchlauferhitzer 1 0 verbunden sind . Am Heißwasserausgang des Durchlaufer- hitzers 1 0 sind über eine Leitung 14 mehrere Wegeventile 1 5a, 1 5b, 1 5c und 1 6 angeschlossen . Am Eingang und am Ausgang des Durchlauferhitzers 1 0 sind außerdem je ein Temperaturfühler 1 7, 1 8 angeordnet, deren Funktion nachfol- gend genauer erläutert wird .
Zusätzlich zu dem für die Zubereitung von Heißwasser vorgesehenen Durch- lauferhitzer 1 0 besitzt die Vorrichtung einen zweiten Durchlauferhitzer 20, der zur Erzeugung von Dampf dient, der ebenfalls zur Zubereitung von Heißgeträn- ken , beispielsweise zur Nacherwärmung oder zum Aufschäumen von Milch oder anderen Getränken dienen kann . Auch der zweite Durchlauferhitzer 20, der hier zu r Erzeugung von Dampf dient, wird er im Sinne der vorliegenden Erfindung ebenfalls als Heißwassererzeuger im weiteren Sinne verstanden .
Stromaufwärts des zweiten Durchlauferhitzers 20 befinden sich ebenfalls eine Wasserpumpe 21 und ein Durchflussmesser 22, die über eine Leitung 23 mit dem Zulauf des Durchlauferhitzers 20 verbunden sind . Am Heißwasser- bzw. Dampfausgang des Durchlauferhitzers 20 sind über eine Leitung 24 verschiede- ne Wegeventile 25a, 25b, 26 angeschlossen. Wir bei dem Durchlauferhitzer 1 0 sind auch am Eingang und am Ausgang des Durchlauferhitzers 20 je ein Tempe- raturfühler 27, 28 angeordnet, deren Funktion ebenfalls nachfolgend erläutert wird .
Die beiden Durchflussmesser 12, 22 sind im Ausführungsbeispiel jeweils vor den zugehörigen Pumpen 1 1 , 21 angeordnet. Es wäre jedoch in gleicher Weise möglich , die Durchflussmesser 12, 22 in Flussrichtung hinter den zugehörigen Wasserpumpen 1 1 , 21 anzuordnen. Saugseitig sind die beiden Wasserpu m- pen 1 1 , 21 über eine Trinkwasserzuleitung 30 und ein optionales U mschaltven- til 31 mit einem Trinkwasseranschluss 32 des öffentlichen Leitungsnetzes oder einem an oder in dem Gerät vorgesehenen Wassertank 33 verbunden . I m Falle eines Anschlusses an ein öffentliches Leitungsnetz 32 sind in der Zuleitung ein Absperrventil 34, ein Rückschlagventil 35 sowie ein Druckminderer 36 vorgese- hen .
Die Wasserpumpe 1 1 fördert Trinkwasser aus der angeschlossenen Trinkwas- serzuleitung 30 über die Leitung 1 3 zu dem Durchlauferhitzer 1 0, von wo aus das Heißwasser über das Wegeventil 1 5b zu einer Brühgruppe 50 gefördert werden kann . Die Brühgruppe 50 umfasst in an sich bekannter Weise eine Hei- zung 51 , mit der das zugeführte Heißwasser zum Sieden gebracht oder die Brühgruppe vorgewärmt werden kann , und eine Brühkammer 52, in die portio- niertes, frisch gemahlenes Kaffeepulver 53 eingefüllt wird . Eine Brühgruppe, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann , ist beispiels- weise in der E P 2561 778 A1 beschrieben , auf die, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden , hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird .
Die Brühgruppe 50 ist so ausgestaltet, dass sie geöffnet werden kann , um eine portionierte Menge Kaffeepulver einzufüllen , welches zuvor in einer Mühle des Kaffeevollautomaten portionsweise frisch gemahlen wurde. Außerdem kann bei geöffneter Brühgruppe nach dem Brühvorgang der verbleibende Kaffeesatz in einen Tresterbehälter ausgeworfen werden . Die Brühgruppe weist außerdem einen beweglichen Kolben auf (nicht dargestellt), der das eingefüllte Kaffeepu l- ver gegen ein in der Brühkammer befindliches Brühsieb verdichtet. Nach Zu- rückfahren des Kolbens kann das so verdichtete Kaffeepu lver von dem unter dem Druck der Pumpe 1 1 stehenden Brühwasser aus dem Durchlauferhitzer 1 0 durchströmt werden . Der fertig gebrühte Kaffee wird von der Brühgruppe 50 über eine Auslassleitung zu einem Auslauf 55 für Kaffeegetränke geleitet. Über das Wegeventil 1 5a kann Heißwasser direkt zu dem Auslauf 55 geleitet werden , beispielsweise zu Reinigungszwecken oder zum Zubereiten von I nstantgeträn- ken . Außerdem kann Heißwasser über das Wegeventil 1 5c auch zu einem sepa- raten Heißwasserauslass 56 geleitet werden , der beispielsweise zur Zubereitung von Tee dient.
Anstatt einer wie hier gezeigten Brühgruppe 50 kann auch eine Brühvorrichtung zum Einsatz kommen , die zur Aufnahme sogenannter Kaffeekapseln oder Kaf- feepads ausgebildet ist.
Von dem zweiten Durchlauferhitzer 20 erzeugter Dampf kann über das Wege- ventil 25a entweder zu einer sogenannten Dampflanze 57 geleitet werden , um beispielsweise Milch aufzuschäumen , außerdem kann Dampf über das Wege- ventil 25b auch zu dem Auslauf 55 geleitet werden , um zum Beispiel über eine separate Leitung (nicht gezeigt) zugeleitete Milch zu erwärmen oder aufzu- schäumen .
Als Wegeventile ausgebildete Drainageventile 1 6 und 26 dienen dazu , den Heißwasserausgang des Durch lauferhitzers 1 0 bzw. des Durchlauferhitzers 20 mit einer sogenannten Drainage, also einer Abwasserleitung oder einem Abwas- sersammelbehälter für Abwasser zu verbinden . Dies ist unter anderem zum Zwecke einer Entkalkung des zugehörigen Durch lauferhitzers 1 0, 20 notwendig, um die durch die Durchlauferhitzer 1 0, 20 geleitete Entkalkerlösung abzuleiten .
Daneben dienen die beiden Drainageventile 1 6, 26 aber auch dazu , in einer Aufwärmphase des zugehörigen Durchlauferhitzers das durchströmende Wasser in die Abwasserleitung oder den Abwassersammelbehälter zu leiten . Somit wird sichergestellt, dass erhitztes Wasser bzw. Wasserdampf erst nach Erreichen einer vorgebbaren Mindesttemperatur in Richtung des zugehörigen Auslasses geleitet werden. Hingegen wird Wasser, dass während des Aufheizvorgangs noch nicht heiß genug ist, in zum Abwasser abgeleitet wird , also nicht zu einem der Auslässe 55, 56, 57 gelangen kann . Der im Ausführungsbeispiel gezeigte Heißgetränkeautomat besitzt außerdem optional ein integriertes Entkalkungssystem 40. Das Entkalkungssystem 40 u m- fasst einen Mischbehälter 41 , einen Vorratsbehälter 42 für flüssiges Entkalker- konzentrat und eine Dosierpumpe 43. Die saugseitig der Wasserpu mpen 1 1 , 21 befindliche gemeinsame Trinkwasserzuleitung 30 kann über einen Umschaltven- til 44 mit einer bis zum Boden des Mischbehälters 41 reichenden Ansauglei- tung 49 verbunden werden , um zum Zwecke einer Entkalkung eine Entkal- kungsmittellösung aus dem Mischbehälter 41 anzusaugen und zu den Durch- lauferhitzern 1 0, 20 zu fördern . Zuvor wird die Entkalkungsmittellösung im Mischbehälter 41 angemischt, indem über die Dosierpumpe 43 eine dosierbare Menge des Entkalkerkonzentrats über die Zuleitung 48 in den Mischbehälter gefördert wird .
Über ein Wegeventil 45, welches mit der druckseitig an die Pumpe 1 1 ange- schlossenen Zuleitung 1 3 verbunden ist, kann mittels der Wasserpumpe 1 1 Frischwasser über die Zuleitung 47 in den Mischbehälter eingefüllt werden . Die Menge des eingefü llten Frischwassers lässt sich hierbei mithilfe des Durch- flussmessers 12 bestimmen , sodass das Ventil 45, nachdem eine vorbestimmte Wassermenge in den Mischbehälter 41 eingefüllt wurde, geschlossen werden kann .
Nachdem die Entkalkungsmittellösung im Mischbehälter 41 angemischt wurde, kann das über das Ventil 44 die Zuleitung 30 mit der Ansaugleitung 49 verbu n- den werden . Anschließend wird das Drainageventil 1 6 geöffnet und über die Wasserpumpe 1 1 die Entkalkungsmittellösung aus dem Mischbehälter 41 durch den Durchlauferhitzer 1 0 gefördert. Anschließend wird das U mschaltventil 44 wieder in die Betriebsstellung zurückgeschaltet, in der die Zuleitung 30 mit dem öffentlichen Wasseranschluss 32 oder dem Wassertank 33 verbunden ist und mittels der Wasserpumpe 1 1 der Durchlauferhitzer 1 0 nochmals mit Frischwas- ser durchgespült. Ein Rückschlagventil 46 verhindert, dass gegebenenfalls noch in der Zuleitung 30 befindliche Entkalkungsmittellösung in den Frischwassertan k 33 zurückströmen kann . I n gleicher Weise kann auch der Durchlauferhitzer 20 entkalkt und gereinigt werden , indem über die Wasserpumpe 21 Entkalkungsmit- tellösung aus dem Mischbehälter 41 durch den Durchlauferhitzer 20 und über das Drainageventil 26 in den Auslauf gefördert wird . Auch wenn der Durchlauferhitzer 20 im vorliegenden Ausführungsbeispiel zur Erzeugung von Dampf dient, wird er im Sinne der vorliegenden Erfindung eben- falls als Heißwassererzeuger im weiteren Sinne verstanden . Es ist offensicht- lich, dass das Wegeventil 45 des Entkalkungssystems 40 statt über die Lei- tung 1 3 mit der Wasserpumpe 1 1 auch über die Leitung 23 mit der Wasserpu m- pe 21 verbunden sein kann .
Bei den Durch lauferhitzern 1 0, 20, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel zum Einsatz kommen , handelt es sich um kompakte Durchlauferhitzer in Form soge- nannter Heizpatronen . Eine solche Heizpatrone ist in Figur 2 näher gezeigt. Sie besitzt einen dünnwandigen zylindrischen I nnenkörper 1 02, dessen Mantelflä- che 1 04 außenseitig mit einer wendelförmig verlaufenden Rippung bzw. wendel- förmigen N ut 1 06 versehen ist, die nach außen hin von einem äußeren zylindri- schen Mantel 1 08 begrenzt wird und so einen Strömungskanal für das zu erhit- zende Leitungswasser bildet. Zwischen äußerem Mantel 1 08 und I nnenkörper 1 02 kann sich optional noch eine Dichtung beispielsweise in Form einer elasti schen Silikonhülle 1 09 befinden , die eine Leckströmung quer zum wendelförmi- gen Strömungskanal 1 06 verhindert.
I m I nneren des I nnenkörpers befindet sich eine Heizeinheit 1 1 0, welche einen Kern 1 12 aus hitzebeständigem Material , beispielsweise Keramik, und um den Kern 1 12 gewundene elektrische Heizdrähte 1 14 umfasst. Der Zwischenraum zwischen der Außenhaut des I nnenkörpers und der Heizeinheit 1 1 0 ist mit einem elektrisch isolierenden Material 1 05 befüllt, insbesondere mit einem verdichte- ten , pulverförmigen Material 1 05. Vorliegend ist der Zwischenraum mit Magnesi- umoxid ausgefüllt.
An einer Stirnseite des Durchlauferhitzers 1 0, 20 sind elektrische Anschlüsse 1 1 3 der Heizeinheit 1 1 0 angeordnet, von denen in dem gezeigten Schnitt nur einer zu erkennen ist. Eine stirnseitige Schutzkappe 1 1 5 verdeckt und schützt die elektrischen Anschlüsse 1 1 3 vor versehentlicher Berührung.
An der Außenhülle 1 08 sind die Anschlüsse 1 08a, 1 08b angebracht, die mit den Zu- und Ableitungen für das zu erwärmende Wasser verbunden werden . Der zylindrische Innenkörper 102 kann aus lebensmitteltauglichem Edelstahl hergestellt werden. Die Außenhülle 108 besteht bevorzugt aus einem hitzebe- ständigen Kunststoff oder ebenfalls aus Edelstahl. Statt in der Mantelfläche 104 des Innenkörpers kann der wendelförmige Strömungskanal auch an der Innen- fläche der Außenhülle 108 ausformt sein. Die Mantelfläche 104 des Innenkör- pers 102 kann in diesem Fall glatt, also nicht gerippt ausgeführt sein.
Die Heizeinheit 110 ist in zwei getrennt ansteuerbare Heizbereiche 110a, 110b unterteilt. Die aufeinanderfolgenden Heizbereiche 110a, 110b werden von dem durchströmenden und zu erhitzenden Wasser nacheinander durch- bzw. um- strömt. Die Heizeinheit 110 ist somit zweiteilig aus zwei aufeinanderfolgenden Heizungen 114a, 114b aufgebaut. Dies kann wie in Figur 3 gezeigt dadurch er- reicht werden, dass der auf den Keramikkern 112 gewickelte Heizwendel 114a, 114b mit einem Mittelabgriff 116 versehen ist. Ebenso können auch separate Heizdrähte 114a, 114b auf die den aufeinanderfolgenden Heizbereichen 110a, 110b zugeordneten Bereich des Keramikkerns 112 gewickelt sein. Vorteilhaft ist hierbei, wenn die beiden Heizungen 114a, 114b unterschiedliche elektrische Nennleistungen aufweisen. Insbesondere ist vorgesehen, dass der erste Heiz- wendel bzw. Abschnitt 114a die doppelte Nennleistung des zweiten 114b er- reicht, d.h. eine Aufteilung der Heizleistung im Verhältnis 2:1. In Figur 3 ist dies dadurch gezeigt, dass der erste Bereich 114a des Heizdrahtes 114 doppelt so lang ist, wie der zweite Bereich 114b.
Die beiden Heizbereiche sind so angeordnet, dass der stromaufwärtige erste Heizbereich 110a, der zuerst von zu erhitzendem Wasser durch- bzw. umströmt wird, die Heizwendel 114a mit der höheren Nennleistung und der stromabwärti- ge zweite Heizbereich 110b, der in Strömungsrichtung hinter dem ersten Heiz- bereich 110a angeordnet ist, die Heizwendel 114b mit der niedrigeren Nennleis- tung aufweisen.
Der erste Heizwendel 114a kann somit so betrieben werden, dass er eine Art Grundlast erzeugt und bei konstanter Leistung arbeitet. Die zweite Heizstufe wird zur Regelung der Ausgangstemperatur zeitweilig zugeschaltet. Die Rege- lung erfolgt somit nahe am Ausgang des Durchlauferhitzers 10, 20. Hierdurch wird eine schnellere Regelung erreicht. Überschwinger beim Umschalten des Drainage-Ventils aufgrund sinkender Durchflussrate fallen geringer aus. Außer- dem hat sich herausgestellt, dass die Verkalkung des Durchlauferhitzers auf diese Weise vermindert wird. Dies mag daran liegen, dass eine lokale Überhit- zung des Wassers bis zum Sieden und damit verbundene Kalkablagerungen durch die schnellere Regelung vermieden werden.
Ein zweites Ausführungsbeispiel für einen Durchlauferhitzer 10, 20 ist in Figur 4 gezeigt. Gleiche und gleichwirkende Teile sind hierbei mit gleichen Bezugszei- chen versehen wir bei dem Durchlauferhitzer in Figur 2. Bei dem in Figur 4 ge- zeigten Durchlauferhitzer besitzt der Innenkörper 102 eine nicht gerippte, glatte Mantelfläche 104 aus Edelstahl. Der äußere Mantel 108 besteht ebenfalls aus Edelstahl und auf seiner dem Innenkörper 102 zugewandten Innenseite ist die wendelförmige Rippung 106 ausgebildet, so dass sich wie im ersten Ausfüh- rungsbeispiel auch ein wendelförmig zwischen Innenkörper 102 und äußerem Mantel 108 verlaufender Strömungskanal für das zu erhitzende Leitungswasser ergibt. Eine Dichtung zwischen Innenkörper 102 und äußerem Mantel 108 wird ist benötigt.
Der Keramikkörper 112 der Heizeinheit 110, um den die Heizwendel 114a, 114b verlaufen, hat einen größeren Umfang als im ersten Ausführungsbeispiel, so dass der verbleibende Ringspalt 105 zwischen dem Keramikkörper 112 und der dünnwandigen Edelstahlhülle 104 des Innenkörpers 102 wesentlich schmaler ausfällt. Der Ringspalt 105 ist zur elektrischen Isolation der Heizwendel 114a,
114b und zur thermischen Überbrückung des Ringspalts 105 wie im ersten Aus- führungsbeispiel auch mit verdichtetem Magnesiumoxid ausgefüllt ist. Die bei- den Heizbereiche 110a, 110b sind durch einen Spaltabstand, der durch eine Ringnut 115 im Außenumfang des Keramikkörpers 112 ausgebildet ist, zusätz- lich thermisch und elektrisch getrennt. In der Figur angedeutet ist ebenfalls, dass die wendelförmig verlaufenden Heizdrähte 114a, 114b der beiden Heizbe- reiche 110a, 110b unterschiedlichen Querschnitt haben. Der Heizwendel 114a des ersten Heizbereichs 110a hat, da er für eine höhere elektrische Heizleistung ausgelegt ist, einen größeren Querschnitt als der Heizwendel 114b des zweiten Heizbereichs 110b. Die elektrischen Anschlüsse 113 für den ersten und den zweiten Heizwendel 114a, 114b befinden wie im ersten Ausführungsbeispiel auch auf der linken Stirnseite der Heizpatrone. Der im Ausführungsbeispiel beschriebene Kaffeevollautomat besitzt außerdem eine programmierbare Steuerung 60 mit einem Prozessor 62 und eine mit der Steuerung 60 verbundene Benutzerschnittstelle 61 , beispielsweise in Form ei- nes berührungsempfindlichen Displays oder einer anderweitigen Anzeige- und Eingabeeinheit. Ü ber die Steuerung 60 werden die Funktionen der Wasserpu m- pen 1 1 , 21 , sämtlicher Wegeventile, die Heizungen 1 14a, 1 14b der Durchlaufer- hitzer 1 0, 20 sowie des optionalen Entkalkungssystems 40 und dessen Dosier- pumpe 43 angesteuert. Die Steuerung liest auch die Messwerte von den Durch- flussmessern 12, 22 und den Temperatursensoren 1 7, 1 8, 27, 28 aus. Über die Steuerung 60 kann somit sowohl im normalen Betrieb die Zubereitung von Kaf- feegetränken oder anderen Heißgetränken gesteuert werden , als auch eine Entkalkung der Durchlauferhitzer 1 0, 20 mittels des Entkalkungssystems 40 durchgeführt werden . Eine entsprechende Steuerschaltung 60 kann in an sich bekannter Weise unter Verwendung eines programmierbaren Prozessors imple- mentiert werden .
Die mittels der Steuerung 60 lässt sich eine zweistufige Regelung der Heißwas- sertemperatur realisieren . I n einer sogenannten Feed-Forward-Regelung werden Eingangstemperatur und die Flussmenge erfasst und die elektrische Heizleis- tung wird unter Ausnutzung der bekannten Wärmekapazität von Wasser vorein- gestellt. Diese Stufe dient der Grobregelung. I n einer zusätzlichen Feinregelung wird die Ausgangstemperatur gemessen und die Heizleistung entsprechend nachreguliert (Feedback-Regelung). Durch die Feed-Forward-Regelung wird die Durchlaufzeit als Regelverzögerung umgangen , die Solltemperatur wird schnel- ler erreicht. Die zusätzliche Nachregelung anhand der Ist-Temperatur erreicht eine noch genauere Regelung der Ausgangstemperatur und vermeidet außer- dem herstellungsbedingte Temperaturunterschiede zwischen unterschied lichen Durchlauferhitzern einer Serie.
Die erläuterte zweistufige Regelung lässt sich grundsätzlich bei jedem Durch- lauferhitzer vorteilhaft einsetzen und ist von dem Aufbau des Durchlauferhitzers mit zwei hintereinander angeordneten Heizbereichen 1 00a, 1 00b unabhängig.
I m Zusammenspiel mit den beiden getrennt regelbaren Heizbereichen ergibt sich jedoch der zusätzliche Vorteil, dass ein erster der beiden Heizbereiche - oder auch beide Heizbereiche - für die Feed-Forward-Regelung eingesetzt wer- den können , d .h . es wird eine Heizleistung für den ersten Heizbereich oder für beide Heizbereiche vorgegeben. Für die nachgeschaltete Feedback-Regelung wird dann nur der in Flussrichtung hintere Heizbereich 1 1 0b angesteuert. Dieser kann zeitweilig zu- oder abgeschaltet werden , um die Ausgangstemperatur zu erhöhen oder zu erniedrigen , oder dessen aus der Feed-Forward-Regelung vor- gegebene Leistung wird zeitweilig um ein Leistungsinkrement erhöht oder er- niedrigt. Diese sowohl zweistufige als auch zweigeteilte Regelung erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn wie erläutert der in Flussrichtung erste Heizbe- reich eine höhere Heizleistung als der in Flussrichtung nachfolgende Heizbe- reich hat.
I m vorliegenden Fall sind in Strömungsrichtung vor dem Durchlauferhitzer 1 0 der Temperatursensor 1 8 sowie in Strömungsrichtung vor dem Durchlauferhitzer 20 der Temperatursensor 28 angeordnet, die jeweils die Eingangstemperatur am zugehörigen Durchlauferhitzer 1 0, 20 messen . Außerdem ist vor jedem der bei- den Durchlauferhitzer 1 0, 20 ein Durchflussmesser 12, 22 zur Bestimmung einer Flussmenge des durch den Du rchlauferhitzer strömenden Wassers vorhanden . Die Steuerung 60 ist derart programmiert, dass sie anhand der von dem Tempe- ratursensor 1 7 bzw. 27 ermittelten Eingangstemperatur und der Flussmenge eine elektrische Heizleistung für den ersten Heizbereich 1 1 0a vorgibt. Diese ergibt sich aufgrund der bekannten Wärmekapazität von Wasser, der strö- mungsbedingten Verweildauer des Wassers im ersten Heizbereich 1 1 0a und eines Wärmeübergangskoeffizienten , der die I ntensität des Wärmeübergangs an der Grenzfläche entlang des wendelförmigen Strömungskanales 1 06 beschreibt.
Jeweils in Strömungsrichtung hinter dem jeweiligen Durchlauferhitzer 1 0, 20, sind die Temperatursensoren 1 8, 28 angeordnet und messen die tatsächliche Ist-Temperatur am Ausgang des betreffenden Durchlauferhitzers 1 0, 20. Die Steuerung 60 ist in H inblick auf diese Messwerte so programmiert, dass sie an- hand der jeweils tatsächlich gemessen Ist-Temperatur am Ausgang die Heizleis- tung der zweiten , in Flussrichtung nachfolgenden Heizung 1 14b regelt, indem sie den zweiten Heizwendel 1 14b kurzzeitig zu- oder abschaltet, um die Ist- Temperatur zu erhöhen oder zu erniedrigen .
Die über die Feed-Forward-Regelung grob voreingestellte Temperatur kann et- was unter der gewünschten Soll-Temperatur liegen , so dass dann über die zwei- te Regelstufe, der Feedback-Regelung anhand der gemessenen der Ist- Temperatu r, die Differenz zur gewünschten Soll-Temperatur erreicht wird .
Die Zubereitung eines Heißgetränks, insbesondere Kaffeegetränks, läuft folgen- dermaßen ab. Zu Beginn eines Produktbezugs wird die Wasserpumpe 1 1 ange- schaltet und pumpt Wasser aus der Zuleitung 30 in Richtung des Durchlauferhit- zers 1 0. Das Drainageventil 1 6 ist stromlos geöffnet, so dass das Wasser von dem Durchlauferhitzer 1 0 kommend über die Leitung 14 in den Abfluss fließt.
Die Ventile 1 5a, 1 5b und 1 5c sind geschlossen . Die Heizung des Durchlauferhit- zers 1 0 wird angeschaltet. Die Temperatur des durchströmenden Wassers steigt an bis zu einer gewünschten Solltemperatur. Ist die Solltemperatur erreicht, wird das Drainageventil 1 6 geschlossen (Spulenstrom an) und das Ventil 1 5b geöff- net, so dass das nun genügend heiße Wasser nicht mehr zum Abfluss, sondern zur Brühkammer 50 geleitet wird . Es beginnt die Zubereitung eines Kaffeege- tränks, welches am Auslauf 55 ausgegeben wird . Die Wassertemperatur wird durch Regelung der Heizleistung des Durchlauferh itzers 1 0 in der zuvor erläu- terten Weise im Rahmen der Regelgenauigkeit konstant gehalten .
Ist die Zubereitung des Kaffeegetränks abgeschlossen , so wird das Ventil 1 5b geschlossen und das Drainageventil 1 6 wieder geöffnet. Gleichzeitig wird die Heizung des Durchlauferhitzers 1 0 abgeschaltet. Die Pumpe 1 1 fördert noch eine Weile weiter, so dass bei ausgeschalteter Heizung die Wassertemperatur am Ausgang des Durchlauferhitzers 1 0 absinkt, da dieser abkühlt. Anschließend wird auch die Wasserpumpe 1 1 abgeschaltet. Für einen weiteren Produktbezug wird dieses Vorgehen wiederholt.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zum Zubereiten frisch gebrühter Heißgetränke, mit mindestens einem Heißwassererzeuger (10) und mit einer Brühvorrichtung (50), der Heißwasser aus dem Heißwassererzeuger (10) zuführbar ist, wobei es sich bei dem Heißwassererzeuger (10) um einen Durchlauferhitzer handelt, der zwei Heizbereiche (110a, 110b) mit getrennt ansteuerbaren elektrischen Heizungen (114a, 114b) aufweist, wobei die Heizbereiche (110a, 110b) der- art angeordnet sind, dass sie von zu erhitzenden Wasser nacheinander durchströmt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizungen (114a, 114b) von einer Steuerung (60) derart angesteuert werden, dass die erste Heizung (114a) mit einer konstanten Heizleistung be- trieben wird und die zweite Heizung (114b) geregelt betrieben wird, vor- zugsweise indem die zweite Heizung (114b) zeitweilig zu- oder abgeschaltet wird, um die Ausgangstemperatur des nach Durchströmen des Heißwasser- erzeuger (10) erhitzten Wassers an eine vorgegebene Solltemperatur anzu- gleichen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem die beiden Heizungen (114a, 114b) unterschiedliche elektrische Nennleistungen aufweisen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei dem die Heizbereiche (110a, 110b) derart angeordnet sind, dass der stromaufwärtige erste Heizbereich (110a), der zu- erst von zu erhitzendem Wasser durchströmt wird, die Heizung (114a) mit der höheren Nennleistung und der stromabwärtige zweite Heizbereich
(110b), der in Strömungsrichtung hinter dem ersten Heizbereich (110a) an- geordnet ist, die Heizung (114b) mit der niedrigeren Nennleistung aufweisen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die Heizungen (114a, 114b) als wendelförmige Heizwiderstände ausgebildet sind und der Heizwiderstand (114a) mit der niedrigeren Nennleistung eine geringere Länge, insbesondere eine geringere Anzahl an Heizwendeln, und/oder eine geringere Drahtstärke aufweist als der Heizwiderstand (114b) mit der höheren Nennleistung.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem das Verhältnis der Nennleistungen der beiden Heizungen (1 14a, 1 14b) höchstens 60:40, vor- zugsweise etwa 66:33 beträgt.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Durch- lauferhitzer (10) einen zylindrischen I nnenkörper (1 02) und einen diesen um- gebenden äußeren Mantel (1 08) aufweist und bei dem zwischen der Mantel- fläche (1 04) des I nnenkörpers (1 02) und der I nnenseite des Mantels (1 08) ein wendelförmig verlaufender Strömungskanal (1 06) für zu erhitzendes Wasser ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6 , bei dem die beiden elektrischen Heizungen (1 14a, 1 14b) als Heizwendel ausgebildet sind , die innerhalb des zylindri- schen I nnenkörpers (1 02) wendelförmig um dessen Mittelachse verlaufend in axial benachbarten Abschnitten des I nnenkörpers (1 02) angeordnet sind .
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem in Strö- mungsrichtung hinter dem Durchlauferhitzer (1 0) mindestens ein Tempera- tursensor (18) angeordnet ist und die Heizungen (1 14a, 1 14b) von der Steu- erung (60) angesteuert werden , derart, dass die zweite Heizung (1 14b) mit der kleineren Heizleistung in Abhängigkeit des von dem Temperatursensor (1 8) ermittelten Temperaturwertes geregelt wird , um die Ausgangstemperatur des Heißwassers an eine vorgegebene Solltemperatur anzugleichen .
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
- bei dem ein erster Temperatursensor (17) in Strömungsrichtung vor dem Durchlauferhitzer (10) und ein zweiter Temperatursensor (18) in Strö- mungsrichtung hinter dem Durchlauferhitzer (1 0) angeordnet sind ,
- bei dem außerdem ein Durchflussmesser (12) zur Bestimmung einer
Flussmenge an durch den Durchlauferhitzer (1 0) strömenden Wassers vorgesehen ist und
- bei dem die Steuerung (60) derart ausgebildet ist, dass sie anhand der von dem ersten Temperatursensor (17) ermittelten Eingangstemperatur und der Flussmenge eine elektrische Heizleistung für die erste (1 14a) oder die erste (114a) und die zweite (114b) Heizung vorgibt und dass sie anhand der mittels des zweiten Temperatursensors (18) ermittelten Aus- gangstemperatur die Heizleistung der zweiten Heizung (114b) regelt.
10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Durch- lauferhitzer (10) einen gewendelten Strömungskanal (106) mit einem Einlass (108a) und einem Auslass (108b) für zu erhitzendes Wasser aufweist.
11.Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, welche eine Was- serpumpe (11 ) aufweist, die Wasser aus einer Trinkwasserzuleitung (30) zu dem Durchlauferhitzer (10) fördert.
12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem in Durch- flussrichtung hinter dem Durchlauferhitzer (10) angeordneten, als steuerba- res Wegeventil ausgebildeten Drainageventil (16), über das durch den Durchlauferhitzer (10) strömendes Wasser statt in Richtung der Brühvorrich- tung (50) direkt in eine Abwasserleitung oder einen Abwassersammelbehäl- ter geleitet werden kann, wobei die Steuerung (60) ausgebildet ist, das Drai- nageventil (16) während einer Aufwärmphase des Durchlauferhitzers (10) zu öffnen und das vom Durchlauferhitzer (10) kommende Wasser in die Abwas- serleitung oder den Abwassersammelbehälter zu leiten.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Aufwärmphase bei jedem Bezug eines Heißgetränks ausgeführt wird.
14. Verfahren zum Zubereiten frisch gebrühter Heißgetränke, bei dem mittels eines Durchlauferhitzers (10) Heißwasser erzeugt und einer Brühvorrichtung (50) zugeleitet wird, wobei der Durchlauferhitzer (10) mindestens zwei Heiz- bereiche (110a, 110b) mit getrennt ansteuerbaren elektrischen Heizungen (114a, 114b) aufweist, die von dem zu erhitzenden Wasser nacheinander durchströmt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Heizung (114a) mit einer konstanten Heizleistung betrieben wird und die zweite Heizung (114b) geregelt betrieben wird, um die Ausgangs- temperatur des nach Durchströmen des Heißwassererzeuger (10) erhitzten Wassers an eine vorgegebene Solltemperatur anzugleichen , vorzugsweise indem die zweite Heizung (1 14b) zeitweilig zu- oder abgeschaltet wird .
1 5. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem eine zweistufige Regelung der beiden elektrischen Heizungen (1 1 0a, 1 14b) durchgeführt wird , indem eine Fluss- menge an durch den Durchlauferhitzer (10) strömenden Wassers und eine Eingangstemperatur des dem Durchlauferhitzer zugeleiteten Wassers ge- messen und anhand der Messwerte eine elektrische Heizleistung für die ers- te (1 14a) oder die erste (1 14a) und die zweite (1 14b) Heizung vorgegeben wird und indem eine Ist-Temperatur des erhitzten Wassers gemessen und anhand der gemessenen Ist-Temperatur die Heizleistung der zweiten Hei- zung (1 14b) geregelt wird .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3932270B1 (de) 2020-06-30 2023-05-10 Sielaff GmbH & Co. KG Automatenbau Herrieden Hydraulisches system, heissgetränkeautomat, verfahren zur herstellung eines hydraulischen systems und verfahren zum ausgeben eines heissgetränks
WO2023143957A1 (en) * 2022-01-28 2023-08-03 De' Longhi Appliances S.R.L. Instant electric heater for a fluid and method for the control thereof

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2680802A (en) 1952-04-12 1954-06-08 Rainbows Inc Electrical fluid heater
DE6918057U (de) 1969-05-03 1969-08-21 Gerard Clement Smit Kaffeemaschine.
DE2837934A1 (de) * 1978-08-31 1980-03-06 Eckerfeld Geb Reip Elisabeth Vorrichtung zur regelung der auslauftemperatur bei elektrischen durchlauferhitzern
WO2001054551A1 (en) * 2000-01-24 2001-08-02 Societe Des Produits Nestle S.A. A liquid heating module, a system comprising said module and a process for heating liquid
WO2002029336A1 (en) * 2000-10-02 2002-04-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Water flow heater
EP1532905A1 (de) * 2003-11-20 2005-05-25 Steiner AG Weggis Vorrichtung zur versorgung einer kaffeemaschine oder dergleichen mit heisswasser, dampf oder heissmilch
DE102008028031A1 (de) 2008-06-12 2009-12-17 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Verfahren und Vorrichtung für volumenstromabhängigen Cremaerzeugung
US20110127255A1 (en) * 2004-09-13 2011-06-02 Nestec S.A. Liquid heating device and method for heating a liquid
EP2561778A1 (de) 2011-08-22 2013-02-27 FRANKE Kaffeemaschinen AG Kaffeemaschine und Brühgruppe für eine Kaffeemaschine
WO2016034255A1 (en) * 2014-09-05 2016-03-10 Tuttoespresso S.R.L. "beverage preparation apparatus and method"

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2680802A (en) 1952-04-12 1954-06-08 Rainbows Inc Electrical fluid heater
DE6918057U (de) 1969-05-03 1969-08-21 Gerard Clement Smit Kaffeemaschine.
DE2837934A1 (de) * 1978-08-31 1980-03-06 Eckerfeld Geb Reip Elisabeth Vorrichtung zur regelung der auslauftemperatur bei elektrischen durchlauferhitzern
WO2001054551A1 (en) * 2000-01-24 2001-08-02 Societe Des Produits Nestle S.A. A liquid heating module, a system comprising said module and a process for heating liquid
WO2002029336A1 (en) * 2000-10-02 2002-04-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Water flow heater
EP1532905A1 (de) * 2003-11-20 2005-05-25 Steiner AG Weggis Vorrichtung zur versorgung einer kaffeemaschine oder dergleichen mit heisswasser, dampf oder heissmilch
US20110127255A1 (en) * 2004-09-13 2011-06-02 Nestec S.A. Liquid heating device and method for heating a liquid
DE102008028031A1 (de) 2008-06-12 2009-12-17 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Verfahren und Vorrichtung für volumenstromabhängigen Cremaerzeugung
EP2561778A1 (de) 2011-08-22 2013-02-27 FRANKE Kaffeemaschinen AG Kaffeemaschine und Brühgruppe für eine Kaffeemaschine
WO2016034255A1 (en) * 2014-09-05 2016-03-10 Tuttoespresso S.R.L. "beverage preparation apparatus and method"

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3932270B1 (de) 2020-06-30 2023-05-10 Sielaff GmbH & Co. KG Automatenbau Herrieden Hydraulisches system, heissgetränkeautomat, verfahren zur herstellung eines hydraulischen systems und verfahren zum ausgeben eines heissgetränks
WO2023143957A1 (en) * 2022-01-28 2023-08-03 De' Longhi Appliances S.R.L. Instant electric heater for a fluid and method for the control thereof

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