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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Dunstabzugshaube mit einer Sorptionseinheit
zum Sorbieren von Flüssigkeit sowie ein Verfahren zum Betreiben der
Dunstabzugshaube.
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Zum
Abscheiden von Flüssigkeiten aus einem Luftstrom, der beispielsweise
oberhalb einer Kochstelle durch eine Dunstabzugshaube abgesaugt und
in dieser gereinigt wird, sind Dunstabzugshauben bekannt, bei denen
eine Sorptionseinheit vorgesehen ist, durch die Feuchtigkeit aus
dem Luftstrom abgeschieden wird.
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Aus
der
DE 102 59 345
A1 ist eine solche Vorrichtung zum Abführen von
Luft an einer Kochstelle bekannt. Hierbei ist in der Vorrichtung
ein Sorptionsmittel zum Sorbieren von in dem Luftstrom befindlichem
Wasser vorgesehen. Weiterhin soll durch eine Heizeinrichtung eine
Regenerierung des Sorptionsmittels möglich sein. Weiterhin
ist auch die Verwendung von Sorptionsmitteln aus anderen Vorrichtungen
zum Entfeuchten von Luft bekannt. Beispielsweise ist in der
EP 0 856 707 A2 eine
Vorrichtung zum Entfeuchten von Luft beschrieben. Bei dieser Vorrichtung
ist die Sorptionseinheit als kreisförmige Einheit ausgebildet
und kann zum Regenerieren von Bereichen gedreht werden. Die Notwendigkeit
des Regenerierens des Sorptionsmittels wird hierbei durch eine Druck-,
Feuchte- oder Temperaturdifferenz der die Vorrichtung durchströmenden
Luft ermittelt.
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Ein
Nachteil dieser Art der Ermittlung der Notwendigkeit des Regenerierens
des Sorptionsmittels besteht darin, dass die Temperatur, die in
der Regel am Austritt der Sorbens-Kolonne gemessen wird, lediglich
das Erreichen des Sättigungsgrades des Sorptionsmittels
erlaubt, bei dem dieses vollständig gesättigt
ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher eine Dunstabzugshaube und
ein Verfahren zum Betreiben der Dunstabzugshaube zu schaffen, bei
denen ein zuverlässiges Erkennen und Überwachen
des aktuellen Sättigungszustandes des Sorptionsmittels
einer Sorptionseinheit möglich ist.
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass diese Aufgabe gelöst
werden kann, indem als Anzeichen für den Sättigungsgrad
zumindest ein Temperaturwert des Sorptionsmittels verwendet wird.
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Gemäß einem
ersten Aspekt wird die Aufgabe daher gelöst durch eine
Dunstabzugshaube zum Abführen eines Luftstroms aus einem
Raum, die ein Gehäuse, mindestens einen Lüfter
zum Fördern des Luftstroms durch die Dunstabzugshaube,
ein in dem Luftstrom angeordnetes Sorptionsmittel einer Sorptionseinheit
zum Sorbieren von im Luftstrom befindlicher Feuchtigkeit und eine
Erkennungsvorrichtung zum Erkennen des Sättigungsgrades
des Sorptionsmittels aufweist. Die Dunstabzugshaube ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Erkennungsvorrichtung eine Erfassungseinheit mit mindestens
einer Temperaturmessstelle aufweist, die in dem Sorptionsmittels in
der Sorptionseinheit angeordnet ist und die Temperatur in zumindest
einem Bereich des Sorptionsmittels in der Sorptionseinheit erfasst.
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Der
Raum aus dem mit der erfindungsgemäßen Dunstabzugshaube
Luft abgeführt werden soll, ist vorzugsweise der Raum über
eine Kochstelle. Bevorzugt betrifft die Erfindung eine Dunstabzugshaube,
die im Umluftbetrieb betrieben werden kann. Als Sorptionseinheit
wird eine mit dem Sorptionsmittel gefüllte oder durch das
Sorptionsmittel selber gebildete Einheit bezeichnet, die im Folgenden
auch Kolonne genannt wird. Das Material des Sorptionsmittels wird
im Folgenden auch als Sorptionsmaterial oder Sorbens bezeichnet.
Die Sorptionseinheit, insbesondere der Behälter der Sorptionseinheit,
in dem das Sorptionsmittel gehalten ist, kann einen rechteckigen,
runden oder ovalen Querschnitt aufweisen. Es ist aber auch möglich
den Behälter der Sorptionseinheit mit einem achteckigen
Querschnitt zu fertigen. Die Form der Sorptionseinheit wird in Abhängigkeit
des für den Einbau der Sorptionseinheit in der Dunstabzugshaube
zur Verfügung stehenden Raums gewählt. Die Größe
der Sorptionseinheit ist ebenfalls entsprechend des Einbauraums
bemessen; Die Sorptionseinheit kann beispielsweise bei einem rechteckigen
Querschnitt eine Breite oder bei einem mehreckigen Querschnitt einen
Umkreisdurchmesser von beispielsweise 30 cm bis 35 cm, insbesondere
32 cm aufweisen. Die Sorptionseinheit ist für die Aufnahme
in der Dunstabzugshaube vorzugsweise flach, das heißt mit
einer geringen Höhe, ausgestaltet. Die Gesamthöhe
des Behälters der Sorptionseinheit beträgt beispielsweise
25 cm bis 30 cm. Ein in der Sorptionseinheit vorgesehenes Sorptionsmittel, das
beispielsweise als Schüttung vorliegen kann, kann beispielsweise
bis zu einer Höhe von 20 cm bis 25 cm in der Sorptionseinheit
vorgesehen sein.
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Als
Erkennungsvorrichtung wird eine Vorrichtung bezeichnet, mit der
eine Angabe gemach werden kann, die eine Aussage über den
Sättigungszustand des Sorptionsmittels der Sorptionseinheit
erlaubt. Die Erkennungsvorrichtung kann aus einer Erfassungseinheit
bestehen, mit der die Temperatur des Sorptionsmittels erfasst beziehungsweise
gemessen werden kann. In der Erkennungsvorrichtung können
aber auch noch zusätzliche Einheiten vorgesehen sein.
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Indem
die Erkennungsvorrichtung eine Erfassungseinheit zum Erfassen der
Temperatur aufweist und zumindest eine Temperaturmessstelle in dem
Sorptionsmittel der Sorptionseinheit angeordnet ist, kann auf zuverlässige
Weise die aktuelle Temperatur zumindest eines Bereiches des Sorptionsmittels ermittelt
werden. Die Temperaturmessstellen können durch Mantelthermoelemente
oder andere wasserdicht ausgeführte Temperatursensoren
gebildet sein. Sorptionsmaterialien, wie beispielsweise Zeolithe, setzen
bei der Aufnahme von Feuchtigkeit aufgrund der Bindungsenthalphie
Wärme frei. Durch die Bestimmung der Temperatur des Sorptionsmittels
kann daher erkannt werden, ob Feuchtigkeit aufgenommen wird. Zudem
kann durch den Ort der Temperaturmessstelle auch der Ort, and dem
eine Feuchtigkeitsaufnahme auftritt, erkannt werden. Aufgrund dieser
Informationen ist es möglich eine Angabe über den
Sättigungsgrad des Sorptionsmittels zu machen. Die in dem
Sorptionsmittel gemessene Temperatur spiegelt den aktuellen Zustand
des Sorbens besonders zuverlässig wieder, da äußere
Einflüsse, wie diese bei einer Temperaturmessung außerhalb
der Sorptionseinheit zu berücksichtigen sind, nicht auftreten.
Insbesondere kann durch das Messen der Temperatur des Sorptionsmittels,
eine Temperaturänderung, die sich durch chemische Reaktionen des
Sorbens, insbesondere die Temperaturerhöhung bei Abscheiden
von Flüssigkeit, ergibt, zuverlässiger erkannt
werden als bei einer Temperaturmessung außerhalb des Sorptionsmittels.
Auch der Ort, an dem die Temperaturerhöhung auftritt kann
durch eine Temperaturmessung innerhalb des Sorptionsmittels zuverlässig
bestimmt werden. Somit kann eine zuverlässige Aussage über
den Sättigungsgrad des Sorbens gemacht werden. Auch bei
einem gegebenenfalls vorgesehenen Regenerierungsverfahrens, bei
dem der Sorbens desorbiert wird, das heißt die in dem Sorbens
aufgenommene Flüssigkeit aus diesem abgegeben wird, kann
die Messung der Temperatur im dem Sorptionsmittel wichtige Informationen
liefern.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist eine Temperaturmessstelle
im Abstand zu der Eintrittsfläche des Sorptionsmittels
für den Luftstrom in dem Sorptionsmittel in der Nähe
der Eintrittsfläche angeordnet. Als Eintrittsfläche
des Sorptionsmittels wird die Fläche bezeichnet, über
die von dem Gebläse der Dunstabzugshaube angesaugte und
gegebenenfalls vorgereinigte Luft in das Sorptionsmaterial der Sorptionseinheit
eintritt. Der Eintrittsfläche des Sorptionsmittels kann
ein Luftverteilungsraum vorgeschaltet sein. Da der Temperaturunterschied
zwischen dem Sorbens und der in dem Luftstrom in die Sorptionseinheit
eingeleiteten Luft im Bereich der Eintrittsfläche des Sorptionsmittels
am größten ist, wird hier die Aufnahme von Flüssigkeit
in den Sorbens am schnellsten erfolgen. Indem in diesem Bereich
eine Temperaturmessstelle vorgesehen ist, kann die Sättigung
des Sorbens in diesem Bereich überwacht werden. Wird der
Abstand zu der Eintrittsfläche gering gehalten, so kann
die in der Nähe der Eintrittsfläche angeordnete
Temperaturmessstelle dazu dienen, die Temperatur des Wrasens, der
in das Sorptionsmittel eintritt zu erfassen. Insbesondere bei Zeolithen
erfolgt die Sorption der Flüssigkeit an der Eintrittsfläche
so schnell, dass die damit einhergehende Temperaturerhöhung
nur kurzfristig erkannt werden kann. Anschließend wird
an der Temperaturmessstelle die Temperatur des Wrasens, der in die Eintrittsfläche
eintritt erfasst.
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Zusätzlich
oder alternativ zu der Temperaturmessstelle im Bereich der Eintrittsfläche
des Sorptionsmittels kann gemäß einer Ausführungsform
auch eine Temperaturmessstelle im Abstand zu der Austrittsfläche
des Sorptionsmittels für den Luftstrom in dem Sorptionsmittel
in der Nähe der Austrittsfläche angeordnet sein.
Auch dieser Bereich ist das Erkennen des Sättigungsgrades
des Sorptionsmittels von Bedeutung. Tritt im Bereich der Austrittsfläche
keine Temperaturerhöhung mehr auf, das heißt wird
in diesem Bereich keine Flüssigkeit mehr aufgenommen, so
ist das Sorptionsmittel gesättigt. Indem auch in diesem
Bereich die Temperaturmessstelle in dem Sorptionsmittel aufgenommen
ist, kann auch hier ein zuverlässiger Messwert erzielt
werden, der bei einer Messung außerhalb des Sorptionsmittels
nicht möglich ist. Zusätzlich kann eine in dem
Bereich der Austrittsfläche angeordnete Temperaturmessstelle
auch für einen eventuell durchzuführenden Regeneriervorgang
von Bedeutung sein. Beim Regenerieren des Sorptionsmittels, bei
dem beispielsweise durch Einbringen von Heißluft das Sorptionsmittel
desorbiert wird, das heißt die Feuchtigkeit aus dem Sorbens entfernt
wird, kann eine Temperaturmessstelle im Bereich der Austrittsfläche
dazu dienen das Ende des Regeneriervorgangs zu erkennen. Beim Erkennen einer
gewissen Temperatur, die die vollständige Regenerierung
des Sorptionsmittels anzeigt, kann der Regeneriervorgang beendet
werden und so ein Überhitzen des Gerätes verhindert
werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform ragt die Erfassungseinheit von der Austrittsfläche
des Sorptionsmittels für den Luftstrom aus in das Sorptionsmittel
in der Sorptionseinheit hinein. Insbesondere wird der Teil der Erfassungseinheit
an dem die mindestens eine Temperaturmessstelle vorgesehen ist,
von oben in das Sorptionsmittel eingebracht. Ein solches Einbringen
ist bei der vorliegenden Erfindung möglich, da die Höhe
der Sorptionseinheit und des darin vorgesehenen Sorptionsmittels
aufgrund der baulichen Begrenzungen bei einer Dunstabzugshaube gering
ist. Ein Vorteil des Einbringens der Erfassungseinheit über
die Austrittsfläche des Sorptionsmittels besteht darin,
dass die Wandungen der Sorptionseinheit nicht verändert
werden müssen, was bei einem seitlichen Einführen
von Temperaturmessstellen in das Sorptionsmittel notwendig wäre.
Bei Dunstabzugshauben muss in der Sorptionseinheit ein großes
Luftvolumen bei einem relativ geringen Druck befördert
werden. Bei einer Dunstabzugshaube muss ein großes Luftvolumen
von typischer Weise 500 m3/h und mehr bei
einem relativen kleinen Druck befördert werden. Im Sorbens-Luftstrom
beträgt der Druck beispielsweise 1000 Pa und im ungetrockneten
Luftstrom, das heißt dem in den Sorbens eintretenden Wrasen,
weniger als 100 Pa. Diese Druck und Luftvolumen Verhältnisse
einer Dunstabzugshaube bedingen eine gewisse Auslegung der Sorptionseinheit
in der Dunstabzugshaube. Insbesondere ist ein großer Querschnitt
der Sorptionseinheit erforderlich. Um trotz des großen
Querschnitts eine gleichmäßige Temperaturverteilung
in dem Sorptionsmittel, insbesondere beim Regenerieren des Sorbens
zu ermöglichen, ist unter anderem vorzugsweise vorgesehen, die
Wände der Sorptionseinheit mit einer Wärmeisolation
zu versehen. Ein Durchführen von Erfassungseinheiten mit
Messstellen durch eine solche isolierte Wand würde zu einem
erhöhten Aufwand zum Sicherstellen der Isolation auch im
Bereich der Durchführung führen. Zudem ist ein
Auswechseln beziehungsweise Austauschen der Erfassungseinheit, beispielsweise
bei defekter Temperaturmessstelle hierbei nur mit erheblichem Aufwand
möglich. Diese Probleme bestehen bei einer über
die Austrittsfläche des Sorptionsmittels, das heißt
von oben eingebrachte Erfassungseinheit nicht.
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Vorzugsweise
umfasst die Erfassungseinheit zumindest zwei Temperaturmessstellen.
Indem die Temperatur an zwei Stellen in dem Sorptionsmittel gemessen
wird, kann ein Differenzwert gebildet werden beziehungsweise das
Verhältnis der beiden gemessenen Temperaturen zueinander
bestimmt werden. Durch dieses Verhältnis kann im Vergleich
zu der Messung nur eines absoluten Wertes das Erkennen des Sättigungsgrades
noch genauer erfolgen. Zudem kann der Vergleich der gemessenen Temperaturen
ohne genaue Berechnung des Differenzwertes ausreichen. Die Anzahl
der Temperaturmessstellen in dem Sorptionsmittel bestimmt die Anzahl
der Füll- beziehungsweise Sättigungszustände,
die durch die Erkennungseinheit erkannt werden können.
Die Temperaturmessstellen sind über die Höhe des
Sorptionsmittels verteilt, damit eine sich in dem Sorptionsmittel
ausbildende Sorptionsfront, die später genauer erläutert
wird und deren Fortschreiten überwacht werden kann.
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Die
zwei Temperaturmessstellen können vorzugsweise an einer
gemeinsamen Vorrichtung vorgesehen sein. Beispielsweise ist ein
stabförmiges Ende der Erfassungseinheit möglich, über
dessen Länge mehrere Messstellen vorgesehen sind. Die Verwendung
einer gemeinsamen Vorrichtung für mehrere Messstellen weist
den Vorteil auf, dass diese einfach in das Sorptionsmittel eingeführt
werden kann und zudem insbesondere die relative Position der einzelnen
Temperaturmessstellen zueinander sicher beibehalten und einfach
voreingestellt werden kann. Hierdurch ist die Position der einzelnen
Temperaturmessstellen in dem Sorptionsmittel auch nach dem Einbringen
der Erfassungseinheit in das Sorptionsmittel bekannt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform stellt das Sorptionsmittel
eine Schüttung, insbesondere eine Zeolithschüttung,
dar. Durch Verwendung einer Schüttung von Sorptionsmaterial
kann zum einen das Gewicht des Sorptionsmittels geringer gehalten
werden, als dies beispielsweise bei einem Gel als Sorbens der Fall
ist. Ein geringes Gewicht ist unter anderem Aufgrund der Befestigungsmöglichkeiten
einer Dunstabzugshaube wünschenswert.
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Zudem
ist die Wasseraufnahmekapazität von Zeolith hoch, so dass
die Aufnahme der erforderlichen Menge an Wasser gewährleistet
werden kann. Die Aufnahmekapazität, die von einer Sorptionseinheit
einer Dunstabzugshaube zur Verfügung gestellt werden muss,
liegt im niedrigen Literbereich. Beispielsweise kann eine Aufnahmekapazität
der Sorptionseinheit von 2 Litern ausreichen. Hierzu können beispielsweise
10 kg bis 15 kg, insbesondere 12 kg Zeolith verwendet werden, was
zu einem Schüttvolumen von beispielsweise 12 Litern bis
18 Litern, insbesondere 16 Litern führt.
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Weiterhin
bietet die Verwendung einer Schüttung eine einfache Möglichkeit
eine Erfassungseinheit auch nachträglich einfach in das
Sorptionsmittel einbringen zu können beziehungsweise die Erfassungseinheit
auszutauschen.
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Besonders
bevorzugt stellt das Sorptionsmittel eine Zeolithschüttung
dar. Zeolithe, insbesondere Zeolith 13X zeichnen sich durch die
besonders starke Affinität zu Wasser aus. Daher wird in
die Schüttung eintretender Wasserdampf an der nächsten
möglichen ungesättigten Stelle gespeichert. Die
Schüttung wird also nicht gleichmäßig
gesättigt, sondern es bildet sich eine Sorptionsfront,
die vom Lufteintritt zum Austritt hin wandert. Insbesondere durch
das Vorsehen mehrerer Temperaturmessstellen in dem Sorptionsmittel,
kann diese Sorptionsfront verfolgt und dadurch der Benutzer vor
Erreichen des maximalen Sättigungsgrades informiert werden
oder andere geeignete Maßnahmen in der Dunstabzugshaube
ausgelöst werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform weist die Erkennungsvorrichtung
eine Auswertungseinheit aufweist, die mit der Erfassungseinheit
verbunden ist. In der Auswertungseinheit kann der beziehungsweise
können die gemessenen Temperaturen gegenüber anderen
Werten Verglichen werden. Beispielsweise ist es möglich
eine gemessene Temperatur gegenüber einem Referenzwert,
der in der Auswertungseinheit hinterlegt sein kann zu vergleichen.
Besonders bevorzugt ist es aber, wenn die mindestens eine Temperatur
gegenüber einer weiteren gemessenen Temperatur verglichen
wird und das Verhältnis der gemessenen Temperaturen bestimmt wird.
Hierbei kann das Verhältnis durch die reine Angabe größer
oder kleiner ausreichen.
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Die
Temperatur, die durch eine in dem Sorptionsmittel befindliche Temperaturmessstelle
erfasst wird, wird vorzugsweise mit mindestens einer Temperatur,
die durch eine andere in dem Sorptionsmittel befindliche Temperaturmessstelle
erfasst wird, verglichen. Alternativ ist es aber auch möglich,
dass eine aktuell gemessene Temperatur einer Temperaturmessstelle
mit einer zuvor von dieser Temperaturmessstelle gemessenen Temperatur
verglichen wird. In diesem Fall wird die Temperaturerhöhung
an der Position der Temperaturmessstelle erkannt. Allerdings sind
bei der letztgenannten Alternative neben dem Speichern gemessener
Temperaturwerte auch die Berechnung der Differenz der gemessenen
Temperaturen und die Speicherung eines Referenzwertes erforderlich.
Die Differenz muss mit dem vorgegebenen Referenzwert verglichen
werden, um zu erkennen ob an der Position der Temperaturmessstelle beispielsweise
eine Temperaturerhöhung aufgetreten ist, die durch eine
Sorptionsfront hervorgerufen wurde. Da die aktuelle Temperatur aber
durch weitere Faktoren, wie beispielsweise die aktuelle Temperatur
des Dampfes oder Wrasens, der in das Sorptionsmittel eintritt bestimmt
wird, ist diese Alternative weniger zuverlässig. Bei der
erstgenannten Alternative hingegen werden gleichzeitig gemessene
Werte unterschiedlicher Temperaturmessstellen zum Erkennen des Sättigungsgrades
verwendet. Da bei der Messung dieser Temperaturen alle Messstellen
den gleichen Bedingungen ausgesetzt sind, ist diese Alternative
zuverlässiger und erfindungsgemäß bevorzugt.
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In
der Auswertungseinheit können weiterhin Regeln hinterlegt
sein oder die Auswertungseinheit kann mit einer Steuereinheit verbunden
sein, in der Regeln hinterlegt sind, die bestimmte Aktionen innerhalb
der Dunstabzugshaube auslösen, wenn eine vorgegebene Situation
in der Sorptionseinheit erkannt wird. Die Situation kann beispielsweise
durch ein bestimmtes Verhältnis zwischen gemessenen Temperaturen
erkannt wird. Die Aktionen, die in den Regeln hinterlegt sein können,
können beispielsweise die Ausgabe eines Hinweises, beispielsweise
des Anzeigen einer Warnung an der Dunstabzugshaube umfassen.
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Besonders
bevorzugt ist die Erfassungseinheit mit einer Regeneriervorrichtung
zum Regenerieren des Sorptionsmittels verbunden. Die Verbindung kann
unmittelbar oder mittelbar, beispielsweise über die Auswertungseinheit
vorliegen. Indem der Ausgang der Erfassungseinheit oder der Auswertungseinheit,
der eine Aussage über zumindest eine Temperatur innerhalb
des Sorptionsmittels liefert als Eingang für die Regeneriervorrichtung
verwendet wird, kann beispielsweise ein automatisches Starten eines Regeneriervorgangs
beim Erkennen des Erreichens eines maximalen Sättigungsgrades
des Sorptionsmittels erfolgen. Zusätzlich oder alternativ
kann durch diese Verbindung auch der Regeneriervorgang gesteuert
werden und insbesondere beendet werden. Als Regeneriervorrichtung
wird eine Vorrichtung bezeichnet, über die dem Sorptionsmittel
zum Desorbieren gezielt Wärme, beispielsweise in Form von Heißluft,
zugeführt werden kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform umfasst die Regeneriervorrichtung
mindestens ein Heizelement und mindestens ein Wärmeverteilungsmittel.
Durch das Vorsehen eines Wärmeverteilungsmittels, das beispielsweise
ein in dem Sorptionsmittel vorgesehenes Wärmeleitblech
oder eine dem Sorptionsmittel vorgeschaltete Wärmeverteilungsluftkammer
beziehungsweise eine Luftverwirbelungskammer sein kann, wird eine
gleichmäßige Temperaturverteilung in dem Sorptionsmittel
auch während des Regenerierungsvorgangs gewährleistet
und dadurch die Messungenauigkeiten bei der Temperaturmessung in
dem Sorptionsmittel minimiert. Zudem ist diese Art der Regenerierungsvorrichtung
vorteilhaft, da diese wenig Platz benötigt und somit einfach
in die Dunstabzugshaube integriert werden kann. Insbesondere ist
der Platzbedarf geringer als bei einer Regenerierungsvorrichtung,
bei der ein Kompressor zum Komprimieren von Luft, die aus einem
anderen Verfahrensschritt stammt notwendig ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt, betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zum Betreiben einer Dunstabzugshaube, die ein Gehäuse,
mindestens einen Lüfter zum Fördern des Luftstroms
durch die Dunstabzugshaube, ein in dem Luftstrom angeordnetes Sorptionsmittel
zum Sorbieren von im Luftstrom befindlicher Feuchtigkeit und eine
Erkennungsvorrichtung zum Erkennen des Sättigungsgrades
des Sorptionsmittels aufweist. Das Verfahren zeichnet sich dadurch
aus, dass eine Erfassungseinheit der Erkennungsvorrichtung zum Erkennen
des Sättigungsgrades des Sorptionsmittels an zumindest einer
Stelle in dem Sorptionsmittel der Sorptionseinheit die Temperatur
misst.
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Die
Messung der Temperatur innerhalb des Sorptionsmittels erfolgt vorzugsweise
durchgehend. Dadurch kann der aktuelle Zustand des Sorptionsmittels,
insbesondere dessen Sättigungsgrad ständig überwacht
werden.
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In
Abhängigkeit der gemessenen Temperatur kann eine Steuereinrichtung
angesteuert werden. In Abhängigkeit bedeutet in diesem
Zusammenhang, dass die gemessene Temperatur selber oder ein aus dieser
bestimmter Wert oder aus dieser abgeleitete Angabe als Eingang für
eine Steuereinrichtung dient. Die Steuereinrichtung kann eine zentrale
Steuereinrichtung sein, über die unterschiedliche Bestandteile der
Dunstabzugshaube angesteuert werden können. Es ist allerdings
auch möglich, dass die Steuereinheit einer Komponente der
Dunstabzugshaube, wie beispielsweise einer Anzeigeeinheit oder einer
Regenerierungseinheit zugeordnet ist und nur diese steuert.
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Vorzugsweise
wird zumindest an zwei Stellen in dem Sorptionsmittel die Temperatur
des Sorptionsmittels gemessen. Wie oben bereits ausgeführt, kann
hierdurch eine Differenz beziehungsweise ein Verhältnis
der Temperaturen bestimmt werden, wodurch gezielte Angaben über
den Sättigungsgrad des Sorptionsmittels möglich
sind.
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Besonders
bevorzugt wird eine Steuervorrichtung in Abhängigkeit des
Verhältnisses der mindestens zwei gemessenen Temperaturen
angesteuert. In Abhängigkeit bedeutet in diesem Zusammenhang,
dass die das Verhältnis selber oder ein aus diesem bestimmter
Wert oder aus diesem abgeleitete Angabe als Eingang für
eine Steuereinrichtung dient. Das Verhältnis kann zwischen
zwei oder mehreren Temperaturwerten ermittelt werden, die an derselben Temperaturmessstelle
erfasst wurden. Es ist allerdings auch möglich, das Verhältnis
zwischen zwei oder mehreren Temperaturwerten zu ermitteln, die an unterschiedlichen
Temperaturmessstellen zeitgleich erfasst wurden. Das Verhältnis
stellt vorzugsweise die Gegenüberstellung der Größe
der Temperaturwerte dar. Das Verhältnis wird somit mit
den Verhältnisangaben kleiner, größer
oder gleich angegeben.
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In
Abhängigkeit der gemessenen Temperatur wird vorzugsweise
eine Regenerierungsvorrichtung angesteuert. Die Ansteuerung kann
sich auf das Aktivieren beziehungsweise Deaktivieren der Regenerierungsvorrichtung
beschränken. Es ist allerdings auch möglich den
Regeneriervorgang in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur
zu steuern.
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Gemäß einer
Ausführungsform wird in Abhängigkeit der gemessenen
Temperatur eine Anzeigevorrichtung angesteuert. Diese Anzeige kann
dazu dienen, den Benutzer über das baldige Erreichen des maximalen
Sättigungsgrades des Sorptionsmittels zu informieren. Insbesondere
beim Vorsehen von mehr als zwei Temperaturmessstellen können
dem Benutzer unterschiedliche Zustände angezeigt werden.
So kann beispielsweise beim Erreichen der Hälfte des Sättigungsgrades
beziehungsweise Füllgrades, eine andere Anzeige erfolgen
als bei Erreichen des maximalen Sättigungsgrades beziehungsweise
Füllgrades.
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Vorzugsweise
wird zu der mindestens einen gemessenen Temperaturwert vor der weiteren
Verwendung des Temperaturwertes ein Ausgleichsparameter hinzugefügt.
Hinzugefügt bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Ausgleichsparameter
zu der gemessenen Temperatur hinzugezählt das heißt hinzuaddiert
wird. Der Ausgleichsparameter kann insbesondere dem Betriebsbedingten
Offset der Temperaturen in der Dunstabzugshaube Rechnung tragen.
Der Ausgleichsparameter kann durch Versuchsmessungen bestimmt und
in der Auswertungseinheit oder einer anderen Einheit der Dunstabzugshaube
hinterlegt sein. Der Ausgleichsparameter ist insbesondere abhängig
von der Drehzahl des Gebläses der Dunstabzugshaube, der
Luftgeschwindigkeit, der Porosität des verwendeten Sorptionsmaterials und
der Größe der Partikel des Sorptionsmaterials. Aus
diesem Grund sind vorzugsweise mehrere für die einzelnen
Bedingungen zutreffenden Ausgleichsparameter hinterlegt, so dass
das entsprechende Ausgleichsparameter für den jeweiligen
Zustand zur Verfügung steht. Der Ausgleichsparameter wird
vorzugsweise in Grad Celsius ausgedrückt und kann beispielsweise
40°C betragen.
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Vorteile
und Merkmale, die bezüglich der Dunstabzugshaube beschrieben
werden gelten entsprechend und soweit anwendbar auch für
das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.
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Die
Erfindung wird im Folgenden erneut unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1:
eine schematisches Blockschaubild einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Dunstabzugshaube; und
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2:
eine schematische Darstellung der Sorptionseinheit einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Dunstabzugshaube.
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In 1 ist
ein schematisches Blockschaubild einer Dunstabzugshaube 1 gezeigt.
Der Aufbau von Dunstabzugshauben ist bekannt, so dass in der Figur
nur die für die vorliegende Erfindung bedeutsamen Bestandteile
schematisch gezeigt sind. In dem Dunstabzugsgehäuse 2 der
Dunstabzugshaube 1 ist ein Gebläse 3 vorgesehen.
Dieses erzeugt in dem Dunstabzugsgehäuse 2 der
Dunstabzugshaube 1 einen Unterdruck und sorgt bei Normalbetrieb
der Dunstabzugshaube 1 zum Ansaugen von Luft aus dem Raum
unterhalb der Dunstabzugshaube 1 über eine mit
einem Fettfilter 8 abgedeckte Ansaugöffnung 21 des
Dunstabzugsgehäuses 2. Oberhalb des Fettfilters 8 ist
eine Sorptionseinheit 4, die mit einem Sorptionsmittel 5 gefüllt
ist, angeordnet, durch die die abgesaugte Luft geleitet wird. Die
Sorptionseinheit 4 wird im Folgenden auch als Kolonne bezeichnet.
Die durch den Fettfilter 8 und die Sorptionseinheit 4 gereinigte
Luft kann das Dunstabzugsgehäuse 2 über eine
Auslassöffnung 22 verlassen und der Umgebung der
Dunstabzugshaube 1 zugeführt werden. In diesem
Fall handelt es sich bei der Dunstabzugshaube 1 um eine
Dunstabzugshaube 1, die im Umluftbetrieb betrieben wird.
Die Anordnung der einzelnen Bestandteile der Dunstabzugshaube 1 ist
in 1 nur schematisch wiedergegeben. Auch die Abmessungen
der Bestandteile sind in den Figuren nicht maßstabsgetreu.
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Der
Behälter der Sorptionseinheit 4, in dem das Sorptionsmittel 5 aufgenommen
ist, kann einen Umkreisdurchmesser von beispielsweise 30 bis 35 cm,
insbesondere 32 cm aufweisen. Die Höhe des Sorptionsmittels 5,
das heißt der Schüttung des Sorbens in der Sorptionseinheit 4 kann
beispielsweise 25 cm betragen. Die Gesamthöhe des Behälters der Sorptionseinheit 4 mit
einem daran angeschlossenen Luftverteilerraum 72, der später
genauer beschrieben wird, beträgt beispielsweise 35 cm.
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Die
Sorptionseinheit 4 und insbesondere das Sorptionsmittel 5 werden
durch die in das Dunstabzugsgehäuse 2 eingesaugte
Luft durchströmt. Hierbei tritt die Luft über
die Eintrittsfläche 51, die die untere Fläche
des Sorptionsmittels 5 in der Sorptionseinheit 4 darstellt,
in das Sorptionsmittel 5 ein. An der oberen Seite des Sorptionsmittels 5 tritt
die Luft durch die Austrittsfläche 52 des Sorptionsmittels 5 aus
und wird über das Gebläse 3 aus dem Dunstabzugsgehäuse 2 ausgetragen.
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In
der 1 ist weiterhin eine Erkennungsvorrichtung 6 zum
Erkennen des Sättigungsgrades des Sorptionsmittels 5 schematisch
gezeigt. Die Erkennungsvorrichtung 6 umfasst hierbei eine
Erfassungseinheit 61, die eine Lanze 611 aufweist.
An der Lanze 611 sind in der dargestellten Ausführungsform drei
Temperaturmessstellen 612 vorgesehen. Die Temperaturmessstellen 612 können
Temperatursensoren darstellen. Die Lanze 611 der Erfassungseinheit 61 ist
mit einer Auswertungseinheit 62 verbunden. Diese Auswertungseinheit 62 stellt
in der dargestellten Ausführungsform gleichzeitig eine
Steuereinheit dar. Über die Steuereinheit 62 wird
eine an dem Gehäuse 2 vorgesehene Anzeige angesteuert.
Weiterhin ist unterhalb der Sorptionseinheit 4 eine Regeneriervorrichtung 7 schematisch
angedeutet. Diese besteht in der dargestellten Ausführungsform
aus einem Heizgitter 71 und einem sich an das Heizgitter 71 anschließenden
Verteilerraum 72. Über den Verteilerraum 72 kann
somit durch das Heizgitter 71 erzeugte Heißluft
in die Sorptionseinheit 4 geleitet werden und zum Regenieren
des Sorptionsmittels 5 dienen. Die Regeneriervorrichtung 7 ist
in der dargestellten Ausführungsform ebenfalls mit der
Auswertungseinheit beziehungsweise Steuereinheit 62 der
Erkennungsvorrichtung 6 verbunden.
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In 2 ist
die Sorptionseinheit 4 einer Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Dunstabzugshaube 1 mit
der Erfassungseinheit 61 gezeigt. Wie sich aus dieser Ansicht
entnehmen lässt, ist die Sorptionseinheit 4 nicht
vollständig mit Sorptionsmittel 5 gefüllt.
In die Schüttung des Sorptionsmittels 5 ist die Lanze 611 der
Erfassungseinheit von oben, das heißt von der Austrittfläche 52 des
Sorptionsmittels 5 eingebracht. Über die Länge
der Lanze 611 sind in der dargestellten Ausführungsform
drei Temperaturmessstellen 612 vorgesehen. Die Lanze 611 ist
soweit in das Sorptionsmittel eingeführt, dass die untere Temperaturmessstelle 612 in
der Nähe der Eintrittsfläche 51 oberhalb
der Eintrittsfläche 51 liegt. Ein Messen der Temperatur
des mit Flüssigkeit beaufschlagten Luft, die auch als Wrasenbezeichnet
wird, vor dem Eintritt in die Sorptionseinheit, das zu einem verfälschten
Messergebnis beziehungsweise Auswertungsergebnis bezüglich
des Sättigungsgrades führen würde, kann
hierbei nicht auftreten. Der Abstand zu der Eintrittsfläche 51 kann
beispielsweise 5 mm betragen. Die mittlere Temperaturmessstelle 612 befindet
sich etwa auf der Hälfte der Höhe des Sorptionsmittels 5.
Diese Messstelle kann beispielsweise in einem Abstand zu der Eintrittsfläche
der Sorptionseinheit von 125 mm liegen. Schließlich ist
eine obere Messstelle 612 vorgesehen, an der die Austrittstemperatur
des Sorptionsstroms, das heißt der das Sorptionsmittel 5 durchströmenden
Luft, gemessen wird. Diese ist vorzugsweise unterhalb der Oberfläche
der Sorptionsschüttung, das heißt unterhalb der
Austrittsfläche 52, angeordnet. Hierdurch wird
verhindert, dass die oberhalb der Schüttung 5 in
der Sorptionseinheit 4 vorliegende Luft und deren Temperatur
das Messergebnis und damit das Auswertungsergebnis bezüglich
der Sättigung des Sorptionsmittels 5 verfälschen.
Der Abstand der Messstelle zu der Eintrittsfläche 51 kann
beispielsweise 230 mm betragen.
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Eine
weitere Messstelle (nicht gezeigt) kann beispielsweise im oberen
Drittel der Sorptionseinheit vorgesehen sein und beispielsweise
in einem Abstand von 186 mm zu der Eintrittsfläche 51 angeordnet
sein.
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Durch
die gestrichelten horizontalen Führungen in 2 ist
eine weitere mögliche Ausführungsform der Anordnung
der Erkennungsvorrichtung 6 gezeigt. Hierbei ist für
jede Temperaturmessstelle 612 eine separate Führung
vorgesehen. Diese Führungen erstrecken sich über
die Wand der Sorptionseinheit 4 nach außen. Die
Temperaturmessstellen 612 sind jeweils an den Enden der
Führungen vorgesehen, die in dem Sorptionsmittel 5 liegen.
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Die
Funktionsweise der dargestellten Ausführungsform Dunstabzugshaube 1 und
insbesondere der Erkennungsvorrichtung 6 wird im Folgenden genauer
erläutert.
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Der
beispielsweise beim Kochen auf einer Kochstelle (nicht gezeigt)
entstehende Wrasen tritt nach dem Durchströmen des Fettfilters 8 an
der Eintrittsfläche 51 des Sorptionsmittels 5 in
dieses ein. Das Sorptionsmittel 5 stellt vorzugsweise eine
Zeolithschüttung dar. Die in dem Wrasen befindliche Feuchtigkeit
wird von dem Sorptionsmittel 5 aufgenommen. Durch die Aufnahme
der Flüssigkeit, insbesondere des Wassers in dem Sorptionsmittel 51,
wird Bindungsenthalpie frei, die zu einer Erwärmung des Sorptionsmaterials
führt. In dem Bereich der sich über den Querschnitt
der Sorptionseinheit erstreckenden Sorptionsfront kommt es in dem
Sorptionsmittel 51 somit zu einer starken Erwärmung.
Diese erhöhte Temperatur wird von der Temperaturmessstelle 612 erfasst
und dadurch der Zustand des Sorptionsmittels 5 erkannt
werden.
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Ist
das Sorptionsmittel 5 trocken, so wird der eintretende
Wrasen im Bereich der Eintrittsfläche die Flüssigkeit
an das Sorptionsmittel abgeben. Die Affinität des Zeolithen
ist so groß, dass die Aufnahme der Flüssigkeit
in dem unteren Bereich an der Eintrittsfläche 51 so
schnell erfolgt, dass die durch die Bildungsenthalpie freigesetzte
Wärme erst oberhalb der ersten Temperaturmessstelle zu
einer Erwärmung des Sorptionsmittels führt. Die
von der unteren Temperaturmessstelle 612 erfasste Temperatur
T1 ist somit geringer als die an der mittleren und der oberen Temperaturmessstellen 612 erfassten
Temperaturen T2 und T3.
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Mit
zunehmender Dauer der Benutzung der Sorptionseinheit 4 beziehungsweise
der Dunstabzugshaube 1 wird die Sorptionsfront sich nach
oben in Richtung auf die Austrittsfläche 52 des
Sorptionsmittels 5 verschieben. Das Verschieben der Sorptionsfront
kann mit der erfindungsgemäßen Erfassungseinheit 61 zuverlässig
erkannt werden.
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Durch
das gleichzeitige Messen von Temperaturen im unteren, mittleren
und oberen Bereich des Sorptionsmittels 5 kann festgestellt
werden, in welchem dieser drei Bereiche die höhere Temperatur vorliegt
und dementsprechend die derzeitige Position der Sorptionsfront bestimmt
werden. Indem die Lage der Sorptionsfront bekannt ist, kann abgeleitet
werden, wie der Füllgrad des Sorptionsmittels ist. Schreitet
die Sorptionsfront bei längerer Benutzung der Dunstabzugshaube 1 von
der Eintrittsfläche 51 auf die Mitte der Höhe
des Sorptionsmittels 5 vor, so wird die Temperatur T1 an
der unteren Temperaturmessstelle 612 und die Temperatur
T2 an der mittleren Temperaturmessstelle 612 geringer sein,
als die Temperatur T3, die an der oberen Temperaturmessstelle 612 erfasst
wird.
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Bei
einem weiteren Fortschreiten der Sorptionsfront werden die Temperatur
T3, die an der oberen Temperaturmessstelle 612 erfasst
wird, und die Temperatur T2 der mittleren Temperaturmessstelle 612 kleiner
sein, als die Temperatur T1. Zu dem Zeitpunkt, zu dem das Sorptionsmittel
vollständig gesättigt ist, erfolgt keine weitere
Aufnahme von Flüssigkeit in dem Sorptionsmittel und es
entsteht daher keine Bindungswärme. In diesem Zustand ist
die Temperatur T1 größer als die Temperaturen
T2 und T3, da die Temperaturmessstelle 612 an der T1 gemessen
wird als erstes von dem heißen Wrasen erreicht wird.
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Wird
erkannt, dass die Temperaturen T1 und T2 kleiner als die Temperatur
T3 ist, so zeigt dieser Zustand, dass das Sorptionsmittel 5 teilgesättigt
ist. Zu diesem Zeitpunkt kann beispielsweise die Anzeige 63 an
der Dunstabzugshaube 1 aktiviert werden und der Benutzer über
eine baldige Sättigung des Sorptionsmittels 5 informiert
werden. Eine solche Information des Benutzers vor dem tatsächlichen
Erreichen des maximalen Sättigungsgrades des Sorptionsmittels 5 ist
vorteilhaft, da der Benutzer die erforderlichen Maßnahmen
planen kann. Insbesondere kann der Benutzer das Regenerieren des
Sorptionsmittels 5 in seine Zeitplanung einbeziehen. Regenerierungsvorgänge
an der Dunstabzugshaube 1 können besonders vorteilhaft,
beispielsweise nachts erfolgen, da zu diesem Zeitpunkt ein normaler
Betrieb der Dunstabzugshaube 1 nicht erforderlich ist.
Zudem ist der zum Regenerieren erforderliche Strom nachts günstiger.
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Wird
durch Erkennen des Umstandes, dass die Temperatur T1 größer
als die Temperaturen T2 und T3 ist, erkannt, dass das Sorptionsmittel 1 gesättigt
ist, kann ebenfalls eine entsprechende Anzeige 63 aktiviert
werden, wobei der für den Benutzer sichtbare Hinweis vorzugsweise
anders ist als bei dem teilgesättigten Zustand des Sorptionsmittels 5.
Alternativ kann beim Erkennen dieses Umstandes des erreichen des
maximalen Sättigungszustandes des Sorptionsmittels 5 unmittelbar
eine in der Dunstabzugshaube 1 vorgesehene Regenerierungsvorrichtung 7 aktiviert
werden. In der gezeigten Ausführungsform kann hierzu insbesondere über
das Heizgitter 71 Heißluft erzeugt werden, die
durch das Sorptionsmittel 5 geleitet werden kann und zu
einem Desorbieren des Sorptionsmittels 5 führt.
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Über
die Temperaturmessstellen 612, insbesondere über
die mittlere oder die obere Temperaturmessstelle 612, kann
das Ende des Regeneriervorganges zuverlässig erkannt werden.
Hierdurch kann auf einfache Weise das Überhitzen des Gerätes
verhindert werden, dass bei Fortführen eines Regenerierungsvorgangs
nach vollständiger Regenerierung des Sorptionsmittels 5 auftreten
könnte.
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Da
unterschiedliche Temperatursensoren beziehungsweise Temperaturmessstellen 612 in
dem Sorptionsmittel 5 vorgesehen sind, kann mit der erfindungsgemäßen
Dunstabzugshaube 1 auch das Fortschreiten des Regenerierens
in dem Sorptionsmittel 5 erfasst und gegebenenfalls gesteuert
werden. Auch kann ein stufenweise Regenerieren des Sorptionsmittels 5 überwacht
und gegebenenfalls gesteuert werden. Allerdings ist ein solches
stufenweise Verfahren energetisch sehr aufwendig.
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Bei
der soeben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung
wurde als Verhältnis der drei Temperaturen T3, T2 > T1 für den
trockenen Zeolithen, T3 > T1,
T2 für den teilgesättigten Zeolithen und T2, T3 < T1 für
den vollständig gesättigten Zeolithen festgelegt.
Es liegt jedoch auch im Rahmen der Erfindung bei der Bestimmung
der unterschiedlichen Zustände des Sorptionsmittels einen
Ausgleichsparameter zu berücksichtigen. In diesem Fall
kann der Ausgangszustand der Zeolithschüttung, in der der Zeolith
trocken ist, bei einem Zustand T3, T2 > T1 + x erkannt werden beziehungsweise
in der Regelung hinterlegt sein. Bei einer Teilsättigung
liegt der Zustand T3 > T1
+ x, T2 + x und bei einer gesättigten Zeolithschüttung
der Zustand T2, T3 < T1
+ x vor. X ist hierbei ein Ausgleichsparameter, der beispielsweise
bei 40°C liegen kann.
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Zum
Regenerieren des Sorptionsmittels einer Sorptionseinheit einer Dunstabzugshaube
muss die Schüttung des Sorptionsmaterials unabhängig vom
Sättigungsgrad immer komplett aufgeheizt werden. Daher
findet dieser Vorgang vorteilhafter weise erst bei weitgehend gesättigter
Schüttung statt. Mit der vorliegenden Erfindung wird die
Möglichkeit geschaffen aus einem Vergleich der Temperaturen
und Temperaturtendenzen an verschiedenen Punkten in dem Sorptionsmittel
ein Kriterium zum Beginn des Regeneriervorgangs abzuleiten. Mit
der vorliegenden Erfindung wird somit eine neue Regelung beziehungsweise
Systemüberwachung eines Hausgerätes mit sorptiver
Luftentfeuchtung geschaffen. Diese sind zum sicheren und energieoptimierten
Betrieb eines solchen Gerätes erforderlich.
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- 1
- Dunstabzugshaube
- 2
- Dunstabzugsgehäuse
- 21
- Ansaugöffnung
- 22
- Auslassöffnung
- 3
- Gebläse
- 4
- Sorptionseinheit
- 5
- Sorptionsmittel
- 51
- Eintrittsfläche
- 52
- Austrittsfläche
- 6
- Erkennungsvorrichtung
- 61
- Erfassungseinheit
- 611
- Lanze
- 612
- Temperaturmessstelle
- 62
- Auswertungseinheit/Steuereinheit
- 63
- Anzeige
- 7
- Regeneriervorrichtung
- 71
- Heizgitter
- 72
- Verteilerraum
- 8
- Fettfilter
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10259345
A1 [0003]
- - EP 0856707 A2 [0003]