DE19617319A1 - Verfahren sowie Einrichtung zur Regelung der Heizenergie einer Heizeinheit - Google Patents
Verfahren sowie Einrichtung zur Regelung der Heizenergie einer HeizeinheitInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Regelung
der Heizenergie einer Heizeinheit, insbesondere eines Herds.
Bei herkömmlichen Heizeinheiten, z. B. einem Herd, wird das an der Unterseite einer aus
Glaskeramik bestehenden Kochplatte befindliche Heizelement über Schaltelemente takt
weise geschaltet. Es handelt sich hierbei um eine unabhängig vom Ist-Temperaturzustand
des zu erhitzenden Guts geführte Energiesteuerung mit dementsprechend hohem Ener
gieverbrauch, d. h. schlechten Wirkungsgrad sowie mit aufgrund des Einsatzes von Glas
keramik hohen Betriebstemperaturen (bis zu 500°C), die eine hochtemperaturbeständige
und daher teuere Sensorik erforderlich machen. Darüber hinaus besteht die Gefahr einer
nachteiligen Beeinträchtigung des zu erhitzenden Guts bei ungewollter zu hoher Erhit
zung (z. B. Anbrennen von Milch, Butter). Daneben werden temperaturgeführte Koch
gußplatten eingesetzt, wobei durch z. B. einen Kapillarrohrfühler die Temperatur des
Topfbodens erfaßt wird. Aufgrund der hohen Wärmekapazität und schlechten Wärme
leitfähigkeit bei erhöhter Betriebstemperatur (bis zu ≈ 500°C) der Kochplatte erfährt die
Regelstrecke erhebliche Abweichungen vom weggegebenen Sollwert, was die oben ge
nannten Nachteile mit sich bringt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neuartiges Verfahren sowie eine neuartige
Einrichtung zur Regelung der Heizenergie einer Heizeinheit zur Verfügung zu stellen,
mit dem bzw. der Energiebedarf reduziert, die Betriebstemperaturen gesenkt und die
Gefahr einer nachteiligen Beeinträchtigung des zu erhitzenden Guts erheblich reduziert
werden kann.
Diese Aufgabe wird beim erfindungsgemäßen Verfahren durch folgende Merkmale ge
löst:
- a) Verwendung eines Wärmetauschers, über den die Heizenergie eines Heizelements auf das zu erhitzende Gut abgegeben wird,
- b) indirekte Erfassung der Temperatur des zu erhitzenden Guts durch den Wärmetau scher hindurch,
- c) Regelung der über das Heizelement geführten Heizenergie unter Zugrundelegung der erfaßten Temperaturwerte,
- d) wobei die Wärmeleitfähigkeit des Wärmetauschers derart hoch ist, daß sie entwe der im Regelkreis vernachlässigbar oder korrigierbar ist.
Zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprü
chen 2-14 beschrieben. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich im Ge
gensatz zu den bisher bekannten Verfahren um eine über die Temperatur des zu erhit
zenden Guts geführte Energieregelung. Aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit des
Wärmetauschers und der indirekten Erfassung der Temperatur des zu erhitzenden Guts
wird es möglich, zum einen eine exakte Energieregelung vorzunehmen, ohne daß das zu
erhitzende Gut anbrennt oder überkocht. Hierbei wird Energie lediglich in einer solchen
Menge zugeführt, wie sie zur Erwärmung des Guts notwendig ist. Daraus resultieren
Energieeinsparungen bis zu 50%. Zum anderen lassen sich Temperaturgrenzwerte ohne
Überschreiten des Grenzwertes in besonders kurzer Zeit einregeln. Die erfindungsgemä
ße Regelung ermöglicht es zudem, Gefriergut schonend, d. h. ohne Aufkochen aufzu
tauen. Zweckmäßigerweise ist die Wärmekapazität des Wärmetauschers, insbesondere
aufgrund dessen geringer Masse oder dessen stofflicher Beschaffenheit oder beides derart
gering, daß sie entweder im Regelkreis vernachlässigbar oder korrigierbar ist.
Aufgrund der hohen Wärmleitfähigkeit des Wärmetauschers ist eine beispielsweise im
Vergleich zu Glaskeramik erheblich reduzierte Betriebstemperatur der Heizelemente
möglich, wodurch wiederum auf wesentlich günstigeres Standarddichtungsmaterial für
Sensoriken, Klebematerial etc. zurückgegriffen werden kann.
Zweckmäßigerweise ist das beanspruchte Verfahren besonders geeignet für den Einsatz
in einem Herd, wobei der Wärmetauscher hierbei die Koch- oder Grillplatte ist.
Die Regelung der Heizenergie erfolgt gemäß Anspruch 4 durch Erfassung der Tempera
tur und/oder der Temperaturänderung/Zeiteinheit (d. h. des Temperaturgradienten)
und/oder der momentanen Heizleistung, und zwar vorteilhafterweise in Form kleiner,
insbesondere infinitesimal kleiner Abtastungen. Der Einfluß der Heizleistung ist gering,
z. B. bei Konstanthalten von Wasser bei einer Temperatur von etwa 100°C, da die Tem
peraturunterschiede im Bereich des zu erhitzenden Guts (hier: Wasser) und der Heizele
mente gering sind. Wird jedoch ein starkes Aufheizen gewünscht, werden die diesbezüg
lichen Temperaturunterschiede zwangsläufig größer, wodurch es zweckmäßig werden
kann, die Heizleistung in die Regelung mit einzubeziehen.
Gemäß Anspruch 6 ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Erkennung einer
Aggregatszustandsänderung, z. B. Übergang von Wasser in siedendes Wasser oder zu
mindest den Beginn derselben (z. B. beim Erhitzen von Wasser), wobei dieses Charakte
ristikum vorteilhaft in die Regelung der Heizenergie mit einbeziehbar ist. Beispielsweise
können Kennlinien für Wasser, Milch und dgl. "abgefahren" werden, wobei bei Erfassung
der Aggregatszustandsänderung, z. B. eine Abschaltung oder Reduzierung der Heizener
gie und/oder ein Warnhinweis erfolgt.
Gemäß Anspruch 7 ist es möglich, einerseits Temperatursollwerte in Abhängigkeit des
jeweiligen zu erhitzenden Guts vorzugeben, wobei die temperaturgeführte Regelung der
art erfolgt, daß der Sollwert in kurzer Zeit, jedoch ohne nennenswertem Überschreiten
desselben, sich einstellt.
Gemäß Anspruch 8 sind zweckmäßigerweise - abhängig vom zu erhitzenden Gut - Auf
heizkennlinien möglich, die wiederum durch die erfindungsgemäße temperaturgeführte
Regelung "abgetastet" werden können. Hierdurch wird es beispielsweise möglich, einen
Braten "scharf" anzubraten, ohne daß dieser aufgrund erhöhter Temperatur verbrennt.
Die vorliegende Erfindung erlaubt es, unterschiedlichste Aufheizkennlinien gemäß An
spruch 9 vorzugeben, die je nach den Erfordernissen sozusagen "per Knopfdruck" abge
rufen werden können, ohne daß die bedienende Person aufwendige Einstellungen vor
nehmen muß.
Darüber hinaus ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß ent
sprechende Aufheizkennlinien über eine Eingabeeinrichtung von der zu bedienenden Per
son, gegebenenfalls zusätzlich, selbst festlegbar sind.
Der Gegenstand von Anspruch 11 stellt eine Erkennung des auf dem Wärmetauscher be
findlichen, zu erhitzenden Guts insofern dar, als die Wärmekapazität des Guts durch Er
fassung eines Grenztemperaturgradienten ermittelbar ist. Diese Erfassung unterscheidet
beispielsweise zwischen einem auf der Kochplatte befindlichen mit Kochgut gefüllten
Topf und einem Lappen. Die Funktion kann mit einer Sicherheitsschaltung, insbesondere
Sicherheitsabschaltung und/oder einem Warnhinweise gekoppelt sein.
Gemäß Anspruch 12 wird die Temperatur an mehreren, unterschiedlichen Stellen des
Wärmetauschers erfaßt, wodurch eine Topfpositionserkennung realisiert wird. Beispiels
weise kann die Energiezuführung gezielt dort erfolgen, wo die Temperatursensoren vom
zu erhitzenden Gut bedeckt werden. Darüber hinaus können Temperaturunterschiede in
nerhalb des Wärmetauschers, beispielsweise bedingt durch schlechtes Positionieren eines
Topfs, überwacht und Schäden am Wärmetauscher durch zu hohe Temperaturunter
schiede vermieden werden.
Aufgrund der erfindungsgemäßen temperaturgeführten Energieregelung besteht in vor
teilhafterweise die Möglichkeit, die maximale Temperatur der Heizeinheit auf 300°C,
vorzugsweise sogar 250°C zu begrenzen, wodurch der Einsatz herkömmlicher, billigerer
Dichtungsmaterialien, Klebestoffe etc. ermöglicht wird.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorge
sehen, den Einfluß der Wärmeleitfähigkeit und/oder der Wärmekapazität des Wärmetau
schers (oder ggf. zusätzlich weiterer Teile, wie z. B. des Topfmaterials oder des Wärme
übergangs von Wärmetauscher auf das Topfmaterial) durch einen Korrekturfaktor aus
zuschließen oder zumindest zu verringern.
Nebengeordnet wird mit vorliegender Erfindung auch eine Einrichtung zur Regelung der
Heizenergie einer Heizeinheit beansprucht, welche einen wärmeleitenden Wärmetau
scher, mindestens ein mit dem Wärmetauscher in Verbindung stehendes Heizelement,
mindestens einen Sensor zur Erfassung der vom zu erhitzenden Gut auf den Sensor
übertragenen Wärme sowie einen Regelkreis zur Regelung der Heizleistung des
Heizelements in Abhängigkeit der vom Sensor erfaßten Wärme umfaßt.
Der Sensor ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßiger
weise an der Unterseite des Wärmetauschers angeordnet, so daß er vor mechanischen
Beanspruchungen und dgl. durch den Wärmetauscher geschützt ist. Desweiteren ist dies
fertigungstechnisch vorteilhaft.
Zweckmäßigerweise ist die Wärmeleitfähigkeit des Wärmetauschers hoch, insbesondere
größer als 20 W/m K, insbesondere 60 W/m K im Betriebstemperaturbereich und/oder die
spezifische Wärmekapazität desselben vernachlässigbar gering, insbesondere kleiner als
0,9 kJ/kg K, insbesondere 0,7 kJ/kg K bei 20°C.
Zur Erhöhung der Wärmeübertragung ist es vorteilhaft, den Wärmetauscher an dessen
Oberseite oberflächenzubehandeln, insbesondere plan zu schleifen. Zweckmäßigerweise
kann auch bei Bedarf der das zu erhitzende Gut aufzunehmende Behälter, insbesondere
Topf an dessen Unterseite oberflächenbehandelt, insbesondere geschliffen sein.
Das Material des Wärmetauschers ist bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Einrichtung als elektrischer Isolator ausgebildet, wodurch ohne zusätzliche Behandlung
der Unterseite die Heizschicht am Wärmetauscher angebracht werden kann. Darüber hin
aus ergeben sich keine Verformungen und daraus resultierend eine nachteilige Beein
trächtigung des Wärmeübergangswerts im gesamten Gebrauchstemperaturbereich.
Eine besondere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist durch eine Mehr
zahl von Sensoren gekennzeichnet, die über die Oberfläche des Wärmetauschers verteilt
angeordnet sind. Hierdurch läßt sich ein Wärmeprofil an der Oberseite des Wärmetau
schers ermitteln und für unterschiedlichste Anwendungen, wie z. B. Topfpositionserken
nung, partielle Erhitzung der Kochplatte usw., ausnutzen. Diese Einrichtung ermöglicht
insbesondere eine in Abhängigkeit von dem an der Oberfläche vorherrschenden Tempera
turprofil vorzunehmende Beheizung derselben, wodurch zusätzlich Energie eingespart
werden kann.
Die Einrichtung umfaßt desweiteren eine Eingabeeinheit zur Eingabe von Sollwerten
unterschiedlichster Art, z. B. Temperatur, Temperaturgradient, Temperaturschwellwert,
Leistung und/oder sogar kompletten Aufheizkennlinien.
Für den Einsatz als Grundmaterial für den Wärmetauscher hat sich keramisches Material,
insbesondere Siliciumcarbid, aufgrund seiner mechanischen sowie physikalischen Eigen
schaften besonders bewährt. Keramisches Material unterliegt keinen Verformungen bei
Erhitzung im Betriebstemperaturbereich der Heizeinheit.
Besondere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Einrichtung
werden nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Prinzips anhand einer
Kochplatte als Wärmetauscher:
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Kochplatte unter Verwendung einer Mehrzahl von
Sensoren bei lediglich teilweiser Bedeckung durch das zu erhitzende Gut;
Fig. 3 eine Darstellung der Aufheizkurven herkömmlicher Heizeinheiten (Kurve I
und II) und einer Heizeinheit mit der erfindungsgemäßen Energieregelung
(Kurve III);
Fig. 4 eine Darstellung einer einstellbaren Aufheizkennlinie mit unterschiedlichen
Aufheiz- bzw. Temperaturhaltephasen (Abschnitte I-IV) sowie
Fig. 5 eine Aufheizkennlinie zur Feststellung einer Aggregatszustandsänderung von
Wasser.
Bezugsziffer 1 in Fig. 1 bezeichnet die Heizeinheit in ihrer Gesamtheit. Sie ist in Fig. 1
als Bestandteil eines Kochherds dargestellt, wobei die Heizeinheit 1 einen Wärmetau
scher 2 in Form einer tragfähigen Platte, z. B. Kochplatte sowie ein an der Unterseite des
Wärmetauschers 2 befindliches Heizelement 3 aufweist. Das Heizelement 3 ist zur Ver
meidung von Wärmeverlusten zweckmäßigerweise eine aufgedruckte elektrisch leitfähige
Schicht. Das Heizelement 3 kann jedoch auch in Form eines flächigen Heizmeanders
oder dgl. realisiert sein.
An der Unterseite des Wärmetauschers 2 befindet sich ein Sensor 4 zur Erfassung der
Temperatur des in einem Topf 6 befindlichen zu erhitzenden Guts 5 (z. B. Wasser). Der
Sensor 4 steht mit einem Vergleicher 7 in Verbindung, der die am Sensor 4 abgetasteten
Temperatur-Istwerte mit über eine Eingabeeinheit 13 eingegebene Sollwerte vergleicht
und in Abhängigkeit davon über ein Stellglied 8 das Heizelement 3 ansteuert.
Die konstruktive Ausgestaltung und/oder das Material des Wärmetauschers 2 ist derart
gewählt, daß dieser eine möglichst hohe Wärmeleitfähigkeit bei möglichst geringer Wär
mekapazität aufweist. Die Wärmeleitfähigkeit bzw. Wärmekapazität kann hierbei derart
gewählt sein, daß sie entweder im Regelkreis vernachlässigbar oder zumindest korrigier
bar ist.
Aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit und geringe Wärmekapazität des Wärmetau
schers 2 kann durch den Sensor 4 eine Temperaturerfassung der Temperatur des zu er
hitzenden Guts 5 durch den Wärmetauscher 2 hindurch erfolgen. Hierdurch werden re
produzierbare Verhältnisse geschaffen, wobei die jeweils erfaßte Temperatur unmittelbar
zur Energiezufuhr über das Heizelement 3 herangezogen wird (temperaturgeführte
Energieregelung).
Die Erfassung der jeweiligen Ist-Temperatur erfolgt in kleinen Zeitabschnitten, insbeson
dere infinitesimal kleinen Zeitabschnitten, so daß jeweils ein infinitesimaler Ist-
Temperaturgradient festgestellt wird.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung unter Ver
wendung einer Mehrzahl über die Oberfläche des Wärmetauschers 2, d. h. entlang der
Unterseite der Kochplatte verteilt angeordnete Sensoren 4, 9, 10, 11, 12, welche jeweils
individuell abgetastet werden. In Anbetracht der indirekten Messung der Temperatur des
zu erhitzenden Guts 5 über die einzelnen Sensoren 4, 9, 10, 11, 12 ist es möglich, die
Position eines - in Fig. 2 gestrichelt dargestellten - Topfs 6 zu erkennen, der lediglich ei
nen Teil der Sensoren, nämlich die Sensoren 4, 11, 12 in Fig. 2 abdeckt. Diese zusätzli
che Information kann wiederum zur Energieregelung, insbesondere dahingehend genutzt
werden, daß die Bereiche des Heizelements 3, die den Positionen der Sensoren 9, 10 zu
geordnet sind, inaktiv bleiben.
Fig. 3 zeigt einen Vergleich der Aufheizcharakteristik herkömmlicher Heizelemente
(Kurve I und II) mit einem Heizelement, welches die erfindungsgemäße temperaturge
führte Energieregelung aufweist (Kurve III). Kurve I zeigt das Temperaturanstiegsver
halten bei Energiesteuerung und Verwendung einer Glaskeramik-Kochplatte. Der Tem
peraturanstieg/Zeiteinheit ist aufgrund der hohen Wärmekapazität der Glaskeramik-
Kochplatte vergleichsweise flach, eine Einregelung auf einen Temperaturwert Tmax ist
systembedingt nicht möglich. Die Kurve II zeigt die Temperaturregelung einer Grau
gußplatte, welche aufgrund der hohen Wärmekapazität und schlechten Wärmeleitfähig
keit erhebliche Abweichungen vom vorgegebenen Sollwert TSoll. Entsprechend der Kurve
III ist es aufgrund der temperaturgeführten Energieregelung gemäß der vorliegenden Er
findung möglich, nach der Aufheizphase bei Annäherung kurz unterhalb TSoll einen Ein
regelvorgang vorzunehmen, mittels dem die Temperatur des zu erhitzenden Guts 5 in
kurzer Zeit und ohne wesentliches Überschreiten von TSoll auf die vorgegebene Tempera
tur erhitzt werden kann.
Gemäß Fig. 4 können aufgrund der temperaturgeführten Energieregelung über die Ein
gabeeinheit 13 sogar komplette Aufheizkennlinien für besondere Anwendungen (Braten
usw.) vorgegeben werden, die aufgrund der unmittelbaren Erfassung des zu erhitzenden
Guts 5 "abgetastet" werden können. Beispielsweise zeigt Fig. 4 eine Aufheizkennlinie für
einen Braten, bei dem der Braten zunächst rasch auf eine erhöhte Temperatur (Kurve I)
gebracht wird, bei dieser erhöhten Temperatur scharf angebraten wird (Kurve II) und
nach einer vorgegebenen Zeit eine Temperaturerniedrigung und ein Halten bei einer
niedrigeren Temperatur zum Garen des Bratens (Kurve III) erfolgt. Nach einer vorgege
benen oder einstellbaren Zeit wird die Energiezufuhr automatisch abgeschaltet (Kurve
IV). Entsprechende Aufheizkennlinien können für unterschiedlichste Anwendungen in
der Regelung sozusagen "auf Knopfdruck" hinterlegt werden.
Fig. 5 zeigt die Möglichkeit der Erfassung einer Änderung eines Aggregatszustands
(Flüssigkeit geht in Siedezustand über). Hierbei wird ein Topf 6, welcher z. B. mit Was
ser gefüllt ist, am Wärmetauscher 2 mittig plaziert (vgl. Fig. 5 rechts oben) und die Tem
peratur über den Sensor 4 in bestimmten vorgegebenen Zeitabschnitten ermittelt. Hierbei
ergibt sich zunächst ein steiler Temperaturanstieg, welcher anschließend aufgrund der
Temperaturträgheit des Wassers in einen Temperaturanstieg mit geringerer Steigung
übergeht. Am Punkt A erfolgt ein weiterer Knick der Kurve in einen Bereich (Wasser
siedet), bei dem eine weitere Temperaturerhöhung im wesentlichen nicht mehr möglich
ist.
Mit der vorliegenden Erfindung kann systembedingt nach dem Abschalten der Heizung
(gegebenenfalls nach einem bestimmten Temperaturintervall) eine exakte Erfassung der
Ist-Temperatur des zu erhitzenden Guts 5 erfolgen. Entsprechendes ist darüber hinaus
auch möglich durch Erfassung des Abkühlgradienten.
Die erfindungsgemäße temperaturgeführte Energieregelung stellt sowohl in energeti
scher als auch im Hinblick auf die Anwendungstechnik sowie Bedienungskomfort im
Vergleich zum bisherigen Stand der Technik eine erhebliche Verbesserung dar, die den
einschlägigen Stand der Technik besonders bereichert.
Bezugszeichenliste
1 Heizeinheit
2 Wärmetauscher
3 Heizelement
4 Sensor
5 zu erhitzendes Gut
6 Topf
7 Vergleicher
8 Stellglied
9 Sensor
10 Sensor
11 Sensor
12 Sensor
13 Eingabeeinheit
2 Wärmetauscher
3 Heizelement
4 Sensor
5 zu erhitzendes Gut
6 Topf
7 Vergleicher
8 Stellglied
9 Sensor
10 Sensor
11 Sensor
12 Sensor
13 Eingabeeinheit
Claims (24)
1. Verfahren zur Regelung der Heizenergie einer Heizeinheit
gekennzeichnet durch
folgende Merkmale:
- a) Verwendung eines Wärmetauschers, über den die Heizenergie eines Heize lements auf das zu erhitzende Gut abgegeben wird,
- b) indirekte Erfassung der Temperatur des zu erhitzenden Guts durch den Wärmetauscher hindurch,
- c) Regelung der über das Heizelement geführten Heizenergie unter Zugrundele gung der erfaßten Temperaturwerte,
- d) wobei die Wärmeleitfähigkeit des Wärmetauschers derart hoch ist, daß sie entweder im Regelkreis vernachlässigbar oder korrigierbar ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Wärmekapazität des Wärmetauschers insbesondere aufgrund dessen geringer
Masse und/oder dessen stofflicher Beschaffenheit derart gering ist, daß sie entwe
der im Regelkreis vernachlässigbar oder korrigierbar ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Heizeinheit ein Herd und der Wärmetauscher eine Koch- oder Grillplatte ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1-3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Regelung der Heizenergie durch Erfassung der Temperatur und/oder Tempera
turänderung/Zeiteinheit (Temperaturgradient) und/oder der momentanen Heizlei
stung erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Erfassung der Temperatur und/oder Temperaturänderung/Zeiteinheit in kleinen,
insbesondere infinitesimalen kleinen Abtastraten erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet daß
aufgrund einer Änderung des Aufheizverhaltens eine Aggregatszustandsänderung
oder zumindest der Beginn einer Aggregatszustandsänderung des zu erhitzenden
Guts feststellbar ist und insbesondere in die Regelung der Heizenergie mit einbe
ziehbar ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Temperatursollwert vorgegeben ist und durch Erfassung der Temperatur
und/oder Temperaturänderung/Zeiteinheit eine Anpassung der Temperatur des zu
erhitzenden Guts an den vorgegebenen Sollwert erfolgt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
abhängig vom zu erhitzenden Gut, insbesondere unterschiedlich einstellbare Auf
heizkennlinien vorgegeben sind, die durch die Erfassung der Temperatur und/oder
Temperaturänderung/Zeiteinheit im Rahmen eines Soll-Ist-Wertvergleichs abgeta
stet werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Aufheizkennlinien in einem Speicher abgelegt und je nach Bedarf abrufbar sind.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Aufheizkennlinien über eine Eingabeeinrichtung vom Nutzer selbst festlegbar
sind und/oder automatisch aufgezeichnet werden und bei Bedarf abrufbar sind.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Grenztemperaturgradient vorgegeben ist, bei dessen Nichterfüllung durch die
gemessenen Werte eine Sicherheitsschaltung, insbesondere Sicherheitsabschaltung
und/oder Warnfunktion erfolgt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Temperatur jeweils an unterschiedlichen Stellen des Wärmetauschers erfaßt
wird und eine lokal unterschiedliche Aufheizung in Abhängigkeit der erfaßten
Temperaturen erfolgt.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die maximale Temperatur der Heizeinheit 300°C, vorzugsweise 250°C beträgt.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Einfluß der Wärmeleitfähigkeit und/oder Wärmekapazität des Wärmetauschers
durch einen Korrekturfaktor ausgeschlossen oder zumindest verringert wird.
15. Einrichtung zur Regelung der Heizenergie einer Heizeinheit (1), insbesondere nach
einem der vorhergehenden Ansprüche 1-14, gekennzeichnet durch einen Wärme
tauscher (2), mindestens ein mit dem Wärmetauscher (2) in Verbindung stehendes
Heizelement (3), mindestens einen Sensor (4) zur Erfassung der vom zu erhitzen
den Gut (5) auf den Sensor (4) übertragenen Wärme und einem Regelkreis zur Re
gelung der Heizleistung des Heizelements (3) in Abhängigkeit der vom Sensor (4)
erfaßten Wärme.
16. Einrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Sensor (4) an der Unterseite des Wärmetauschers (2) angeordnet ist.
17. Einrichtung nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Wärmeleitfähigkeit des Wärmetauschers (2) hoch und/oder die Wärmekapazität
des Wärmetauschers (2), insbesondere aufgrund dessen geringer Masse und/oder
dessen stofflicher Beschaffenheit vernachlässigbar gering ist.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15-17,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Wärmeleitfähigkeit des Wärmetauschers (2) größer ist als 20 W/m K, insbeson
dere 60 W/m K im Betriebstemperaturbereich und/oder die spezifische Wärmeka
pazität des Wärmetauschers (2) kleiner ist als 0,9 kJ/kg K, insbesondere 0,7 kJ/kg K
bei 20°C.
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15-18,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Material des Wärmetauschers (2) ein elektrischer Isolator ist.
20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15-19,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Wärmetauscher (2) an dessen mit dem zu erhitzenden Gut (5) in Verbindung
stehenden Oberseite oberflächenbehandelt, insbesondere geschliffen ist.
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15-20,
dadurch gekennzeichnet, daß
der das zu erhitzende Gut (5) aufnehmende Behälter, insbesondere Topf (6) an
dessen Unterseite oberflächenbehandelt, insbesondere geschliffen ist.
22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15-21,
dadurch gekennzeichnet, daß
über die Oberfläche des Wärmetauschers (2) verteilt eine Mehrzahl von Sensoren
(4, 9, 10, 11, 12) angeordnet sind.
23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15-22,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Eingabeeinheit (13) zur Eingabe von Sollwerten hinsichtlich Temperatur,
Temperaturgradient, Temperaturschwellwert, Leistung und/oder kompletter Auf
heizkennlinien vorgesehen ist.
24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15-23,
dadurch gekennzeichnet, daß
als Grundmaterial für den Wärmetauscher (2) keramisches Material, insbesondere
Siliciumcarbid, verwendet wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996117319 DE19617319A1 (de) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | Verfahren sowie Einrichtung zur Regelung der Heizenergie einer Heizeinheit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996117319 DE19617319A1 (de) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | Verfahren sowie Einrichtung zur Regelung der Heizenergie einer Heizeinheit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19617319A1 true DE19617319A1 (de) | 1997-10-23 |
Family
ID=7792915
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996117319 Ceased DE19617319A1 (de) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | Verfahren sowie Einrichtung zur Regelung der Heizenergie einer Heizeinheit |
Country Status (1)
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---|---|
DE (1) | DE19617319A1 (de) |
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