DE10028595A1 - Verfahren zum Überwachen des Betriebes eines Dampferzeugers für Gargeräte - Google Patents
Verfahren zum Überwachen des Betriebes eines Dampferzeugers für GargeräteInfo
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Abstract
Das Verfahren zum Überwachen des Betriebes eines Dampferzeugers für Gargeräte sieht vor, daß während des Betriebes des Dampferzeugers zumindest ein wesentlicher Parameter desselben gemessen, der gemessene Ist-Wert mit einem Soll-Wert verglichen und das Ergebnis des Vergleichs als Regelgröße oder Steuergröße für die Behebung der Ursache der Abweichung oder für die Abschaltung des Dampferzeugers verwendet wird. Der jeweilige Soll-Wert wird während der ersten Inbetriebnahme des unbeeinträchtigten und mit der ersten Frischwasserfüllung befüllten Dampferzeugers erfaßt und abgespeichert. Wesentliche Betriebsparameter sind der Zeitabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Frischwasserfüllvorgängen bei Siedetemperatur des Wassers im Dampferzeuger, die Siedetemperatur des Wassers im Dampferzeuger in Abhängigkeit von der geographischen Höhe, die Fülldauer zwischen den von den Füllstandsüberwachungseinrichtungen festgelegte Niedrig- und Hochwasserständen, die Fülldauer bis zum Höchststand nach vollständiger Entleerung des Dampferzeugers und die Temperaturänderungsgeschwindigkeit des Wassers im Dampferzeuger.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Überwachen
des Betriebes eines Dampferzeugers für Gargeräte.
Gargeräte, insbesondere Heißluftdämpfern, bei denen die auf
zubereitenden Speisen mittels Dampf und Heißluft gegart wer
den, weisen in der Regel einen Dampferzeuger auf, der den für
den Dämpfvorgang notwendigen Dampf liefert.
Damit für eine kontinuierliche Dampferzeugung immer genü
gend Wasser vorhanden ist und die Heizflächen des Dampfer
zeugers nicht trocken erhitzt werden, was zum Auslösen eines
Sicherheitstemperaturbegrenzers oder zum vorzeitigen Ver
schleiß der Heizkörper führen würde, sind diese Dampferzeu
ger mit Wasserfüllstandsüberwachungseinrichtungen versehen.
In vorteilhafter Weise werden hierbei Füllstandselektroden
eingesetzt, mit deren Hilfe über die elektrische Leitfähigkeit
des Wassers der Füllstand im Dampferzeuger gemessen werden
kann.
Beim Betrieb solcher Dampferzeuger bereitet hartes und somit
mineralhaltiges Wasser Probleme, die nicht nur zu Beein
trächtigungen und kurzzeitigen Störungen, sondern auch zu
einem vollständigen Ausfall des Dampferzeugers führen kön
nen.
Bei der Erwärmung von Wasser über 60°C fallen die gelösten
Mineralien aus und können besonders bei Vorhandensein von
Kalzium und Magnesium zu einem harten Kalkbelag führen.
Diese Verkalkung führt zu einer Verminderung des Wärme
übergangs zwischen der Heizfläche und dem eingefüllten Was
ser, was zu einer Überhitzung der Heizflächen führen kann.
Weiterhin kann die Verkalkung im Dampferzeuger zu einer
Verstopfung von Zu- und Abläufen führen, insbesondere durch
von den Heizflächen sich ablösende Kalkteile.
Aus der EP 0 383 327 A1 ist ein Dampferzeuger für Gargeräte
mit einer Entkalkungseinrichtung bekannt, bei welcher in ein
stellbaren Intervallen in Abhängigkeit von der Betriebsdauer
und/oder der Temperatur der Heizeinrichtung automatisch ei
ne Durchspülung des Dampferzeugers und damit eine Abfüh
rung von am Boden des Dampferzeugers sich ansammelnden
Kalkteilen erfolgt. Hierdurch können aber nur die von den
Wänden oder den Heizflächen abgefallenen Kalkteile entfernt
werden. Die Spülung erfolgt dabei in unmittelbarer Nähe des
Bodens des Dampferzeugers, wodurch diese Sedimentteile aus
getragen werden.
Bei höherer Konzentration an Phosphaten, Kalzium, Magne
sium, Karbonat, Sulfat und Natrium im Wasser des Dampfer
zeugers steigt nicht nur die Gefahr der Verkalkung, sondern
auch die Neigung des Wassers beim Sieden aufzuschäumen.
Eine Konzentrationserhöhung dieser Stoffe entsteht bei mine
ralhaltigem Wasser im Dampferzeuger zwangsläufig durch die
Nachspeisung von immer wieder neuem, frischem Wasser zum
Ausgleich des bereits verdampften Wassers. Das Wasser wird
sichtbar trüb und beginnt ab einer bestimmten Konzentration
der oben genannte Stoffe beim Sieden zu schäumen.
Die Folge erhöhter Mineralstoffkonzentrationen im Wasser ist
nicht nur die Verkalkung des Dampferzeugers, sondern auch
ein Versagen der Füllstandsüberwachung im Dampferzeuger
auf der Basis der elektrischen Leitfähigkeit wegen der eintre
tenden Aufschäumung, da Schaum ebenfalls elektrisch leitfä
hig ist. Die Füllstandselektroden können dann nicht mehr den
tatsächlichen Wasserstand messen, da eine Unterscheidung
zwischen Schaum und Wasser durch diese Elektroden nicht
möglich ist. Die Folge hiervon ist, daß die Füllstandsüberwa
chungselektroden einen Wasserstand anzeigen, der tatsächlich
nicht vorhanden ist, wodurch der Wasserstand bis unter die
Heizflächen absinkt, was zu einer Überhitzung der Heizflächen
führt. In diesem Zustand hört dann bei Fehlen von Wasser der
Siedevorgang auf, wodurch der Schaum wieder zusammenfällt,
und dann die Meldung über fehlendes Wasser häufig zu spät
kommt. Ein solcher Vorgang führt demgemäß nicht nur zur
Schädigung des Dampferzeugers und insbesondere seiner Heiz
flächen, sondern auch zu einer Unterbrechung des Gar
vorganges wegen fehlender Dampfproduktion.
Mit der weiter oben beschriebenen bekannten Einrichtung bei
einem Dampferzeuger lassen sich die Probleme, die mit der
Schaumbildung aufgrund eines hohen Härtegrades des Was
sers zusammenhängen, nicht lösen. Diese bekannte Vorrich
tung berücksichtigt somit nicht die Härte des Wassers oder
den Verkalkungsgrad des Dampferzeugers, sondern entfernt
nur in einstellbaren Intervallen die am Boden des Dampferzeu
gers sich ansammelnden, losen Kalkteile.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, mit
dessen Hilfe die sich bei hartem Wasser ergebenden Nachteile,
die insbesondere mit der Schaumbildung zusammenhängen,
weitgehend zu vermeiden, das heißt, der Gefahr einer Verkal
kung und einer Fehlanzeige durch Schaumbildung in Verbin
dung mit einer Überhitzung der Heizflächen entgegenzuwirken.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wäh
rend des Betriebes des Dampferzeugers zumindest ein wesent
licher Betriebsparameter desselben gemessen, der gemessene
Ist-Wert mit einem Soll-Wert verglichen und das Ergebnis des
Vergleiches als Regelgröße oder Steuergröße für die Behebung
der Ursache der Abweichung oder für die Abschaltung des
Dampferzeugers verwendet wird und daß der jeweilige Soll-
Wert bei einem unbeeinträchtigten Dampferzeuger erfaßt und
abgespeichert wird. Der jeweilige Soll-Wert für jeden Betriebs
parameter wird also bei einem neuen Dampferzeuger oder bei
einem sorgfältig entkalkten Dampferzeuger in der ersten noch
nicht beeinträchtigten Betriebsphase festgestellt und dient
somit als Vergleichswert bei späteren Messungen während des
Betriebes eines Dampferzeugers. Bei der Feststellung des Soll-
Wertes werden bei einem unbeeinträchtigten Dampferzeuger,
d. h. bei einem neuen Dampferzeuger oder bei einem sorgfältig
entkalkten Dampferzeuger, mehrere Messungen durchgeführt,
um einen Mittelwert zu erhalten, da bestimmte Zufälligkeiten,
wie Stromschwankungen, auszuschließen sind.
Die erhaltene Regelgröße oder Steuergröße wird vorzugsweise
für die Durchführung eines Wasserwechslers oder eines Ent
kalkungsvorganges herangezogen.
Ein wesentlicher Parameter ist der Zeitabstand zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Frischwasserauffüllvorgängen bei Sie
detemperatur des Wassers im Dampferzeuger in Abhängigkeit
von einer vorgegebenen Heizleistung. In der Praxis wird man
bei verschiedenen Heizleistungen die jeweiligen Zeitabstände
bei einem noch unbeeinträchtigten Dampferzeuger messen und
abspeichern und so die jeweiligen Soll-Werte für einen späte
ren Vergleich erhalten.
Weitere wesentliche Betriebsparameter sind die Siedetempe
ratur des Wassers im Dampferzeuger, die von der Höhe über
dem Meeresspiegel abhängt, die Fülldauer zwischen den von
den Füllstandsüberwachungseinrichtungen festgelegten Nied
rig- und Hochwasserständen des Dampferzeugers, die Füll
dauer bis zum Höchststand nach vollständiger Entleerung des
Dampferzeugers und die Temperaturänderungsgeschwindigkeit
des Wassers im Dampferzeuger bei vorgegebener Heizleistung,
das heißt bei jeweils verschiedenen Heizleistungen. Diese Auf
zählung wesentlicher Betriebsparameter ist nicht abschlie
ßend, sondern umfaßt nur diejenigen, die bevorzugt bei der
Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung be
rücksichtigt werden. Diese bei der ersten Inbetriebnahme eines
Dampferzeugers gemessenen und gespeicherten Soll-Werte
werden bei der späteren Überwachung mit den dann gemesse
nen Ist-Werten verglichen. Das Ergebnis dieses Vergleichs
stellt eine Regelgröße oder eine Steuergröße dar, die dann zu
den nachfolgend beschriebenen Eingriffen in den Betriebsab
lauf eines Dampferzeugers führen.
Wenn bei Überschreiten des Zeitabstands-Soll-Wertes für das
Frischwasserauffüllen bei Siedetemperatur eine kleine Menge
kalten Frischwassers in den Dampferzeuger gespritzt oder ge
sprüht wird, so läßt sich hierdurch ein möglicherweise gebilde
ter Schaum zum Zusammenfallen bringen. Liegt eine solche
Schaumbildung vor und wird etwas kaltes Wasser eingesprüht,
so ist nach dem Zusammenfallen des Schaumes die Füll
standsregelung des Dampferzeugers wieder in der Lage, einen
eventuell vorhandenen Wassermangel zu erkennen, wodurch
das fehlende Wasser nachgefüllt und eine Überhitzung der
Heizflächen vermieden werden kann.
Die Sicherheit beim Betrieb des Dampferzeugers wird auch bei
einfacher Ausgestaltung dadurch erhöht, dass ein konstanter
Zeitabschnitt und eine Wassermenge, die geringer ist als die
verdampfte Wassermenge während dieses Zeitabschnittes, für
das Einspritzen oder Einsprühen von Wasser in den Dampferzeuger
festgelegt wird. Hierdurch wird eine Schaumbildung
und gleichzeitig auch ein Überfüllen des Dampferzeugers ver
mieden.
Stellt die Füllstandsmeßeinrichtung nach dem kurzen Ein
sprühen von Frischwasser keinen Mangel fest, so wird in wei
terer Ausgestaltung der Erfindung bei der Feststellung einer
ausreichenden Wasserfüllhöhe nach dem Einsprühen von
Frischwasser in den Dampferzeuger wegen Überschreitens des
Zeitabstands-Soll-Wertes mindestens eine Spülung umfassend
eine Entleerung und eine Füllung des Dampferzeugers mit
Frischwasser durchgeführt. Hierdurch kann festgestellt wer
den, ob für das Überschreiten des Zeitabstands-Soll-Wertes
ein, durch Reinigungsmittel hervorgerufener Schaum, welcher
sich nicht durch Einsprühen von Frischwasser auflösen lässt,
die Ursache war. Die Durchführung von mindestens einer Spü
lung führt dann dazu, das Reinigungsmittel und damit die Ur
sache für die Schaumbildung zu beseitigen. Liegt dann immer
noch eine Abweichung zum Zeitabstands-Soll-Wert vor, so ist
die Füllstandsmeßeinrichtung zu überprüfen.
Wenn eine solche Störung nicht vorliegt, wird nach Feststellen
der richtigen Funktionsweise der Füllstandsüberwachungsein
richtung nach dem Einsprühen von Frischwasser mindestens
eine Spülung, umfassend eine Entleerung und eine Füllung
des Dampferzeugers mit Frischwasser nach Ablauf des laufen
den Garprogrammes durchgeführt. Es wird also, wenn eine
durch Reinigungsschaum entstandene Störung nicht vorliegt,
nach dem Einsprühen von Frischwasser ein Wassermangel
festgestellt, zunächst der Dampferzeuger mit Wasser aufgefüllt
und angenommen, dass die Ursache für das Überschreiten des
Zeitabstands-Soll-Wertes eine hohe Konzentration an Minera
lien und damit aufschäumendes Wasser war. In diesem Falle
wird deshalb erst nach Ablauf des Garprogrammes und Unter
schreiten einer bestimmten Temperatur im Dampferzeuger eine
Spülung durchgeführt, um den laufenden Garvorgang nicht zu
stören, weil diese festgestellte Störung durch das Nachfüllen
von Wasser behoben und damit die Gefahr einer Überhitzung
der Heizflächen beseitigt wurde. Diese Maßnahme wird durch
geführt, um einer zunehmenden Erhöhung der Konzentration
an Mineralien im Wasser des Dampferzeugers vorzubeugen, die
Ursache für die Schaumbildung und das dadurch ausgelöste
Einsprühen von einer kleinen Menge Frischwasser in den
Dampferzeuger war.
Um den eingangs erläuterten Folgen, die sich aus einer hohen
Wasserhärte und der Erhöhung der Konzentration an Minera
lien in dem Wasser des Dampferzeugers ergeben, noch weiter
vorzubeugen, ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen,
daß die Anzahl der Einsprühvorgänge gezählt und abgespei
chert wird und daß in Abhängigkeit von dieser Anzahl je vor
gebener Zeiteinheit die Notwendigkeit einer Entkalkung ange
zeigt und bei Nichtdurchführung die Heizung für den Dampfer
zeuger abgeschaltet wird.
Es ist aber auch möglich, daß die Anzahl der Einsprühvor
gänge gezählt und abgespeichert wird und daß in Abhängigkeit
von dieser Anzahl je vorgebener Zeiteinheit eine Entkalkung
des Dampferzeugers automatisch durchgeführt wird. Hier kann
insbesondere eine chemische Entkalkung durchgeführt wer
den, die alle Kalkablagerungen entfernt und nicht nur zu einer
Entfernung der Kalksedimente am Boden des Dampferzeugers
führt.
Claims (12)
1. Verfahren zum Überwachen des Betriebes eines Dampf
erzeugers für Gargeräte, dadurch gekennzeichnet, daß wäh
rend des Betriebes des Dampferzeugers zumindest ein we
sentlicher Betriebsparameter desselben gemessen, der gemes
sene Ist-Wert mit einem Soll-Wert verglichen und das Ergebnis
des Vergleichs als Regelgröße oder Steuergröße für die Behe
bung der Ursache der Abweichung oder für die Abschaltung
des Dampferzeugers verwendet wird und daß der jeweilige Soll-
Wert bei einem unbeeinträchtigten Dampferzeuger erfasst und
abgespeichert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein wesentlicher Betriebsparameter der Zeitabstand zwi
schen zwei aufeinanderfolgenden Frischwasserauffüllvorgängen
bei Siedetemperatur des Wassers im Dampferzeuger in Abhän
gigkeit von einer vorgegebenen Heizleistung ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein wesentlicher Betriebsparameter die Siede
temperatur des Wassers im Dampferzeuger ist.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein wesentlicher Betriebspara
meter die Fülldauer zwischen den von den Füllstandsüberwa
chungseinrichtungen festgelegten Niedrig- und Hochwasser
ständen des Dampferzeugers ist.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein wesentlicher Betriebspara
meter die Fülldauer bis zum Höchststand nach vollständiger
Entleerung des Dampferzeugers ist.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein wesentlicher Betriebspara
meter die Temperaturänderungsgeschwindigkeit des Wassers
im Dampferzeuger bei vorgegebener Heizleistung ist.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten des Zeitab
stands-Soll-Wertes für das Frischwasserauffüllen bei Siede
temperatur eine kleine Menge kalten Frischwassers in den
Dampferzeuger gespritzt oder gesprüht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
dass ein konstanter Zeitabschnitt und eine Wassermenge, die
geringer ist als die verdampfte Wassermenge während dieses
Zeitabschnittes, für das Einspritzen oder Einsprühen von Was
ser in den Dampferzeuger festgelegt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei der Feststellung einer ausreichenden Was
serfüllhöhe nach dem Einsprühen von Frischwasser in den
Dampferzeuger trotz Überschreitens des Zeitabstands-Soll-
Wertes mindestens eine Spülung umfassend eine Entleerung
und eine Füllung des Dampferzeugers mit Frischwasser durch
geführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß nach Feststellen der richtigen Funktionsweise
der Füllstandsüberwachungseinrichtung nach dem Einsprühen
von Frischwasser mindestens eine Spülung umfassend eine
Entleerung und eine Füllung des Dampferzeugers mit Frisch
wasser nach Ablauf des laufenden Garprogrammes durchge
führt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anzahl der Einsprühvorgänge gezählt
und abgespeichert wird und daß in Abhängigkeit von dieser
Anzahl je vorgegebener Zeiteinheit die Notwendigkeit einer
Entkalkung angezeigt und bei Nichtdurchführung die Heizung
für den Dampferzeuger abgeschaltet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anzahl der Einsprühvorgänge gezählt
und abgespeichert wird und daß in Abhängigkeit von dieser
Anzahl je vorgegebener Zeiteinheit eine automatische Entkal
kung des Dampferzeugers durchgeführt wird.
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