專利名稱：用于控制通流加熱器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種補(bǔ)償啟動行為的方法，具體是補(bǔ)償通流加熱器(continuous flow heater)液體輸出溫度的啟動行為的方法，更具體的是利用自動售貨機(jī)中裸電阻線系統(tǒng)進(jìn)行的上述方法。
背景技術(shù)：
甚至具有較低的熱容，基于裸電阻線系統(tǒng)的通流加熱器也要進(jìn)行啟動行為。當(dāng)首先打開開關(guān)時，例如相同的溫度優(yōu)選貫穿整個通流加熱器。在液體的重復(fù)取用過程中，分別在通流加熱器的入口處和出口處測量流動液體的流入溫度和流出溫度。因而，后續(xù)的液流提取(liquid withdrawal)在其溫度分布上與第一次液流提取不同。為了使通流加熱器在所需的額定溫度下供應(yīng)液流，在啟動泵之前，可以在時間偏移的狀態(tài)下啟動該裸線電阻系統(tǒng)。然而，可能會發(fā)生過量偏移，因而在液流提取時，會由于嚴(yán)重的蒸發(fā)導(dǎo)致過熱水膨脹。此外，可以想到其它加熱系統(tǒng)，其僅在發(fā)生一定量水流的時候才會打開加熱系統(tǒng)。在液流提取的開始階段，該液體是涼的。這種加熱系統(tǒng)僅在水流超過特定的闕值時才會滿負(fù)荷載加熱。 如果該闕值一直未達(dá)到，那么該加熱系統(tǒng)會一直保持關(guān)閉。已知系統(tǒng)中的缺陷在于，后來的液流提取在溫度分布上與初始的液流提取不同， 因而通流加熱器在每種情況下具有不同的啟動行為。由于該通流加熱器的不同啟動行為， 混合溫度以及通流溫度(continuous flow temperature)的額定值(nominal value)會發(fā)
生偏差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了以下技術(shù)問題，即用于通流加熱器(特別地用在自動售貨機(jī)中)的啟動方法，其具體特征在于補(bǔ)償通流加熱器的啟動行為。根據(jù)本發(fā)明，該發(fā)明目的通過獨立權(quán)利要求的主題解決。更優(yōu)選的實施方式為從屬權(quán)利要求的主題。本發(fā)明基于以下基本構(gòu)思，即在考慮到或假定流入溫度和在每次液流提取后殘留在加熱通道部分中和排出通道部分中的殘留量的狀態(tài)下補(bǔ)償通流加熱器的啟動行為。其可以以不同方式依據(jù)用于該通流加熱器的用途來實施。因而，例如在取出一杯水用于沖茶時， 杯中的混合溫度具有所需的額定溫度是很重要的，其中在到達(dá)杯中混合溫度之前的溫度曲線是次要的。在沖咖啡(espresso)時，通流溫度必須在沖水的啟動階段就接近所需額定溫度。利用本發(fā)明，可以成功的將所需額定溫度值保持在適用于通流溫度以及混合溫度，這是由于考慮到通流加熱器的啟動行為并且在可以應(yīng)用時進(jìn)行了補(bǔ)償。在一個優(yōu)選的實施方式中，可以從通流加熱器的任何所需啟動運(yùn)轉(zhuǎn)操作狀態(tài)開始，到達(dá)通流溫度以及混合溫度的所需額定溫度。因而，例如在打開后、在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)期間或者在雖然其是打開的但是沒有液體從通流加熱器中流出的空閑后，應(yīng)當(dāng)可以在所需的額定溫度下提取液體。流經(jīng)通流加熱器的液體當(dāng)液流提取的啟動階段通過閥和回流管路重新回到通流加熱器，直到達(dá)到所需的啟動溫度時，這種情況是可以發(fā)生的。這種情形特別適合于達(dá)到通流溫度用額定值以及混合溫度的額定值。相比于其中在每次液流提取后利用在沖刷后就被遺棄的液體(特別是冷水)沖刷排出通道部分和加熱通道部分的這些實施方式，由于液體返回到了通流加熱器中從而沒有浪費(fèi)液體。應(yīng)該理解的是，上文提到的技術(shù)特征以及下文中即將解釋的并不僅僅在所述的組合方式中使用，而且在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，也可以在其他組合方式中使用。本發(fā)明優(yōu)選的示例性實施方式如附圖所示，并在具體實施方式
中進(jìn)行更加詳細(xì)的說明，其中相同的附圖標(biāo)記表示具有相同或類似功能的組件。


在每種情況中，下文示意性的圖示了圖1帶有回流管路的通流加熱器；圖2限定液體量的加熱過程的多個相應(yīng)圖；圖3具有多個加熱段和溫度傳感器的通流加熱器的加熱通道。
具體實施例方式根據(jù)圖1，通流加熱器1的一種優(yōu)選實施方式包括泵2、加熱通道部分3和閥4，該閥例如為三通閥。流入管路通過第一流入管路部分5導(dǎo)向泵2，然后通過第二流入管路部分6導(dǎo)入加熱通道部分3。來自第一排放管路部分6的排放管路從加熱通道部分3導(dǎo)入閥 4。通過位于閥4下游部分的第二排放管路部分8，可以將液體從通流加熱器1排出從而另作它用。通過流出口 9，通流加熱器1可以通過液體進(jìn)行沖刷，其中例如，該液體可以通過流出口 9排出到排放槽。為了能一直獲得相同的額定溫度而不考慮初始運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，例如，在通流加熱器1 的第二次啟動時，在后續(xù)的加熱過程中考慮到了在每次液流提取后殘留在加熱通道部分3 和/或在排出通道部分中的液體的殘留量。這種情況可以通過下文所述方式實現(xiàn)例如，在加熱裝置10并未開啟的情況下，所述加熱裝置的加熱通道部分3、下游排放管路以及閥4被冷水沖刷過，該冷水更優(yōu)選地具有流入溫度，或者通過打開加熱裝置10， 加熱通道部分3、排放管路和閥4被通過加熱后的液體沖刷。在經(jīng)由流出口 9實施通流加熱器1的沖刷的情況下，由于沖刷液體被排出到排放槽中，導(dǎo)致了液體使用量的增加。如果，通過對比，該沖刷過程沒有經(jīng)由流出口 9實施，而是經(jīng)由導(dǎo)入到第一流入管路部分5中的回流管路11進(jìn)行，液體可以返回到通流加熱器1內(nèi)，從而通過本實施例，沒有浪費(fèi)液體并且液體可以循環(huán)直到在第二流出管路部分8達(dá)到所需的額定溫度為止。該實施方式可以被用于設(shè)定混合溫度或者被用于加熱過程使用，在該加熱過程中，精確的溫度控制從第一時刻起就十分重要，例如在沖咖啡時。在另一個實施方式中，經(jīng)由流出口 9或者經(jīng)由回流管路11利用液體沖刷具有穩(wěn)定加熱裝置10的加熱通道部分3的通流加熱器1。該實施方式適用于通流加熱器1，利用該實施方式，所建立的初始狀態(tài)總是相同的而不需要考慮前面的用量?；诖?，可以在通流加熱器1中建立所需的梯度，如圖3中所示。根據(jù)圖2，在第二排放管路部分8中的液體的液流提取溫度12的時間曲線以多個圖15、16、17的形式表示，同時包括熱量輸出13的時間曲線和液流提取量14的時間曲線。 這里，液流提取溫度-時間圖15，熱量輸出-時間圖16和液流提取-時間圖17被示出以進(jìn)行比較，并以相應(yīng)方式在相同的時間軸18上方。在液流提取的起點19(tl)，在泵2啟動的同時啟動加熱裝置10，這點可以從熱量輸出-時間圖16中看出。一旦已經(jīng)輸出所需的液體量20，在液流提取的結(jié)束時間21 (t2)，泵2停止，同時根據(jù)熱量輸出圖16，加熱裝置10 關(guān)閉。液流提取溫度-時間圖15顯示出，液流提取溫度12在最大液流提取溫度22和最小液流提取溫度23之間波動。這是由于加熱裝置10必須僅被加熱到一定的溫度，即最大液流提取溫度22，從而避免過熱同時避免對加熱裝置10造成損傷。為了這個目的，在到達(dá)最大液流提取溫度22后，加熱裝置10總是被關(guān)閉，以防止到達(dá)最大液流提取溫度22，并且在液流提取溫度12的較低闕值(最小液流提取溫度2 到達(dá)后，重新開啟加熱裝置10。這就導(dǎo)致了無論圖15的液流提取溫度-時間曲線M何時到達(dá)幾個曲線點25、25’、25”的最大液流提取溫度22，由熱量輸出-時間圖16中顯而易見的看出，該加熱裝置10是關(guān)閉的。一旦液流提取溫度-時間曲線M到達(dá)液流提取溫度23，也就是在曲線點26、26’、26”處，該加熱裝置10再次接通，直到液流提取溫度-時間曲線M再次到達(dá)最大液流提取溫度22。該過程重復(fù)多次直到到達(dá)液流提取的結(jié)束時間21(t2)和已經(jīng)輸出了所需的液體量20。在圖2所示的液流提取過程的情況下，由時間決定的液流量27以及由時間決定的熱量輸出觀是恒定的。在這種情況下，液體的所需量20的混合溫度可以將由時間決定的液流量27納入考慮并通過對液流提取溫度-時間曲線M積分計算來決定。特別地，該計算結(jié)果在液流期間、在液流的啟動時間19和結(jié)束時間21之間實施以及在幾個時間間隔中實施，并且基于各自的結(jié)果，最小液流提取溫度23和/或最大液流溫度22進(jìn)行動態(tài)調(diào)整， 由此加熱裝置10再次開啟。如果由時間決定的液流量27不是恒定的，其必須通過計算納入考慮，例如由對由時間決定的液流量27的曲線的積分而進(jìn)行計算。在另一個實施方式中，根據(jù)圖3，位于加熱通道部分3中的加熱裝置10被細(xì)分為三個或多個加熱段四、29’、29”。當(dāng)加熱裝置10由于其非常大的輸出功率而必須利用三相電源(即強(qiáng)電流)運(yùn)轉(zhuǎn)時，這種加熱裝置10的三部分單元設(shè)置是特別適合的。當(dāng)加熱段四、 29’、29”具有相同類型，并可以從屬或彼此獨立地進(jìn)行切換的類型時，將加熱裝置10細(xì)分至多個加熱段四、29’、29”也是可行的。通過在加熱段四、29’、29”之前和之后安裝多個溫度傳感器30、30’、30”、30”’提供支持，能夠沿著流動方向31在加熱通道部分3中產(chǎn)生溫度梯度。在這種情況下，該溫度傳感器30、30’、30”、30”’優(yōu)選地被設(shè)計為熱敏電阻器，例如為 NTC或PTC電阻器。在這些傳感器30、30，、30”、30”，的幫助下，當(dāng)啟動通流加熱器1時，可以通過加熱段四、29’、29”的不同電流供應(yīng)模擬溫度梯度，其等同于從通流加熱器1中連續(xù)的提取液體期間的溫度梯度。僅在完成所述預(yù)熱階段后，該泵2才啟動同時所有加熱段29、 四’、四”均勻加熱。該通流加熱器1的啟動行為也可以通過這種方式補(bǔ)償。本文中，熱量輸出13或者加熱段四、29’、29”的每個長度上的熱量輸出可以是變化的。在另一個實施方式中，待輸出的特定量的液體的額定混合溫度可以通過分別接通或者關(guān)閉加熱段四、29’、29”得到。本文中，至少基于由傳感器登記的輸出溫度12，各個加熱段四、29’、29”可以接通或者關(guān)閉，從而通過調(diào)整通過計算所支持的最小輸出溫度23和 /或最大輸出溫度22，獲得了輸出的液體量的期望額定混合溫度。
權(quán)利要求
1.一種用于使通流加熱器(1)的啟動行為均勻化的方法，特別地通過在自動售貨機(jī)中的裸線電阻系統(tǒng)來實現(xiàn)所述方法，所述啟動行為特別是液體輸出溫度，其中加熱通道部分C3)和排放管路承受流過的液體，其中所述加熱通道部分C3)能由所述通流加熱器(1)的加熱裝置(10)加熱，所述排放管路上面具有多個排放管路部分直至提取裝置，其中，所述通流加熱器(1)的加熱裝置(10)將液體加熱至所需的額定溫度，并且在連續(xù)的預(yù)熱過程后，將在每次液流提取后殘留在所述加熱通道C3)和/或在所述排放管路中的液體的殘留量納入考慮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于流過所述通流加熱器(1)的加熱裝置 (10)的液體被加熱至所需的額定溫度，而不用考慮下述的任意初始運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)直接在接通后； 在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)期間；在沒有進(jìn)行液體提取的空閑時間之后。
3.根據(jù)前面任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于流過所述通流加熱器(1)的液體經(jīng)由閥(4)被排入到排出口(9)，直至達(dá)到所需設(shè)定溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于流過所述通流加熱器(1)的所述液體經(jīng)由所述閥⑷和回流管路(11)被重新饋送到所述通流加熱器⑴內(nèi)，直到達(dá)到所需的額定溫度。
5.根據(jù)前面任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在每次液體提取之后，特別地利用沒有被加熱的液體，至少對所述排放管路進(jìn)行沖洗，使得隨后的熱處理啟動總是從相同溫度水平進(jìn)行。
6.根據(jù)前面任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于至少測量下述參數(shù)中的一種 殘留在所述加熱通道部分(3)中或者在所述排放管路中的液體殘留量的溫度； 在加熱期間，所述加熱通道部分C3)和/或所述排放管路中的液體的溫度曲線； 流過所述通流加熱器(1)的容積流量，根據(jù)所述容積流量，通過計算能夠確定在所述提取裝置上被加熱并輸出的液體的混合溫度。
7.根據(jù)前面任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在所述加熱通道部分C3)中，每個長度上的熱量輸出是可變的。
8.根據(jù)前面任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所述加熱通道部分C3)包括多個加熱段09J9’、四”)，并且在加熱過程中，這些加熱段Q9J9’、四”)中的至少任何兩個被相互獨立或非獨立地激活。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于在這些加熱段Q9J9’、四”)每一者的之前和/或之后，安置了溫度傳感器(30、30，、30，，、30”，)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于通過安置在所述加熱通道部分C3)中的所述溫度傳感器(30、30’、30”、30”’ )測量所述加熱通道部分(3)的溫度梯度，和/或通過所述加熱段09、四’、四”)設(shè)定溫度梯度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于補(bǔ)償通流加熱器(1)啟動溫度的方法，特別地是用于包括裸露電阻線系統(tǒng)的自動售貨機(jī)。根據(jù)所述方法，流經(jīng)該通流加熱器(1)的液體被加熱至所需額定溫度，同時考慮額定溫度和在每次液體排出后殘留在加熱通道部分(3)中或者在流出管路中的液體量。
文檔編號F24H9/20GK102422096SQ201080018260
公開日2012年4月18日 申請日期2010年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月28日
發(fā)明者威爾弗里德·貝歇爾, 弗蘭克·格爾騰博特, 約亨·古斯曼, 阿明·施塔茨 申請人:符騰堡金屬制品(Wmf)股份公司