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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und einer Vorrichtung zum
Betreiben einer Kochstelle eines Kochfeldes in verschiedenen Anwendungsarten
mit unterschiedlichem Wärmeverteilungsprofil, welche
Kochstelle mehrere separat betreibbare und am Kochgeschirrboden
unterschiedliche Heizleistungsdichten bewirkende Heizelemente besitzt.
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Bei
sogenannten Mehrkreisheizkörpern
für Kochfelder,
wie im Beispiel gemäß 1 bei
einem Strahlungsheizkörper,
ist bei Betrieb der z. B. beiden gemeinsam, aber auch separat schaltbaren
Heizelemente meist unterschiedlicher Heizleistung oft eine ungleichmäßige Wärmeverteilung
oder Heizleistungsdichte über
die gesamte Kochstelle festzustellen. Dies führt dazu, dass z. B. beim Braten
von Pfannkuchen eine unerwünscht
unterschiedliche Bräunung
am Bratgut z. B. im Zentrum eine stärkere Bräunung als an der Peripherie
stattfindet, ist man gezwungen insbesondere beim Anheizen bzw. Ankochen
mit möglichst
hoher Heizleistung das Heizelement mit der größeren Leistungsdichte leistungsmäßig z. B.
durch intermittierendes An- und Ausschalten d. h. durch sogenanntes
Leistungstakten dieses Heizelementes zu reduzieren. Hingegen spielt
beim Kochen von Flüssigkeit
z. B. Wasser die ungleiche Wärmeverteilung/Leistungsdichte
keine bedeutende Rolle, da in der Flüssigkeit selbst eine sehr gute
Wärmeverteilung
stattfindet. Für
diese Anwendungsart wirkt sich aber eine Leistungstaktung insbesondere
in der höchsten
Leistungsstufe nachteilhaft aus auf Grund der Leistungsreduzierung
und als Konsequenz der längeren
Kochzeit. Daher werden in bekannter Weise Kochverfahren mit Mehrkreisheizkörpern so
durchgeführt,
dass als Verfahrensprogramm jeweils z. B. in der höchsten Leistungsstufe
eine Leistungstaktung erfolgt, wenn bekannt ist, dass ein Bratvorgang
erfolgt (3).
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren
zu schaffen, mit welchem für
unterschiedliche Anwendungsarten, also z. B. Braten und Kochen,
ein bestmöglicher,
automatisierbarer Verfahrensablauf erhalten wird unter besonderer
Berücksichtigung
der Kriterien Wärmeverteilung/Heizleistungsdichte
einerseits und Koch- bzw. Ankochzeit
andererseits.
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Diese
Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nach dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1 dadurch gelöst, dass das mindestens eine
Heizelement mit der größten Leistungsdichte oder
installierten Heizleistung bei einer Anwendungsart, die eine gleichmäßige Wärmeverteilung
bzw. Leistungsdichte über
die gesamte Kochstelle hinweg erfordert wenigstens temporär auf eine
an die Heizleistung bzw. Heizleistungsdichte des mindestens einen,
weiteren Heizelementes angepasste reduzierte Heizleistung geschaltet
wird.
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Die
Erfindung ist fokussiert auf die Anwendung der je nach Betriebsart
und Verwendungsart maximal installierten Heizleistung aller Heizelemente.
Dabei werden berücksichtigt
die unterschiedlichen Gegebenheiten und Wirkungen bezüglich der Wärmeverteilung
am Topfboden z. B. beim Braten und im Kochtopf z. B. beim Wasserkochen.
D. h. der gesamte programmierte Verfahrensablauf oder Kochvorgang
wird nicht definiert durch den kritischsten Anwendungsfall sondern
wird gemessen an dem höchsten,
jeweils zur Verfügung
stehenden Leistungspotenzial.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ist anwendbar bei direkter Wärmeübertragung
wie bei Strahlungsheizungen oder Kontaktheizkörpern, aber auch bei indirekten
Heizmethoden wie z. B. bei der sogenannten Induktionsheizung.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin,
dass vorzugsweise in der Betriebsart mit der höchsten Heizleistung zumindest
das Heizelement mit der höchsten
Heizleistungsdichte bzw. Heizleistung während einer ersten Kochphase
vorbestimmter Dauer auf eine reduzierte Heizleistung und danach
auf volle Heizleistung geschaltet wird. Dabei wird in Abhängigkeit
von der je Betriebsart bzw. Heizleistungsstufe (z. B. Stufe 1 bis
9) in der Ankochphase die Ankochleistung des überwiegenden Heizelementes
der Mehrkreisheizung zunächst
reduziert und damit die Heizleistungsdichte insgesamt gleichmäßig verteilt,
wonach die volle installierte Heizleistung oder eine reduzierte
Heizleistung und damit die schnellstmögliche Kochzeitdauer erhalten
wird, wobei in der ersten Kochphase mit reduzierter Heizleistung
die Besonderheiten bei der Betriebsart Braten in besonderer Weise
berücksichtigt
werden. (siehe 2)
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Insbesondere
betrifft die Erfindung die Ankoch- oder Anheizphase eines Kochvorganges,
also eine Ankochautomatik bzw. einen sogenannten Ankochstoß mit dem
Ziel, das Kochgeschirr bzw. dessen Boden in möglichst kurzer Zeit auf eine
betriebsgeeignete Temperatur zu bringen.
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Erfindungsgemäß besteht
in vorteilhafter Weise die Möglichkeit,
die Anwendungsarten und damit die Wärmeverteilungsprofile unterschiedlichen Betriebsarten,
insbesondere unterschiedlichen Leistungsstufen oder Kochstufen z.
B. innerhalb von Betriebsarten zuzuordnen, indem bei manueller Anwahl einer,
eine gleichmäßige Wärmeverteilung
am Topfboden erfordernden Betriebsart (z. B. braten) insbesondere
in der höchsten
Leistungsstufe zumindest temporär
auf eine reduzierte Heizleistung und bei Anwahl einer keine gleichmäßige Wärmeverteilung
erfordernden Betriebsart (z. B. kochen) auf unverminderte Heizleistung
geschaltet wird. So können
bei einer Kochstufenskala von 1 bis 9 die Kochstufen z. B. 6 bis
8 dem Bratvorgang in flacher Pfanne und die Kochstufe 1–5 dem Kochen
zugeordnet sein, wobei diese unterschiedlichen manuell durchgeführten Einstellungen
die Gerätesteuerung
zu unterschiedlichen Ankochverhalten mit oder ohne Leistungsreduzierung
veranlasst.
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Eine
andere der Unterscheidung von Betriebs- bzw. Verwendungsart (braten/kochen)
dienende, bevorzugt für
einen elektronisch gesteuerten Ankochautomatikbetrieb z. B. für einen
sogenannten Schnellkochstoß geeignete
Verfahrensweise besteht darin, dass bei mindestens einer Betriebsart
bzw. Anwendungsart eine Ankochphase zuschaltbar ist, die bei Anwahl
einer eine vorbestimmte Zeitdauer unterschreitenden Ankochzeit eine
Reduzierung der Heizleistung mindestens eines Heizelementes und
bei Anwahl einer die vorbestimmte Zeitdauer überschreitenden Ankochzeit
keine Reduzierung der Heizleistung veranlasst. Damit kann durch
die manuell durchzuführende
Wahl der Ankochzeit kleiner oder größer als einer vorbestimmten,
fest eingestellten Zeitdauer von beispielsweise fünf Minuten
dem Betriebssystem mitgeteilt werden, welche Heizleistungsbedingung
im aktuellen Fall erforderlich ist.
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Die
Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles
nachstehend erläutert.
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Es
zeigt:
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1 die
Draufsicht auf eine bekannte Kochstelle mit Mehrkreisheizkörpern,
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2–4 anhand
von Zeit(T)-Heizleistungs(P)-Diagrammen die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Wie
in 1 anhand eines Mehrkreisheizkörpers gezeigt, ist unterhalb
einer glaskeramischen Kochplatte 1 eine Kochstelle 2 angeordnet,
bestehend aus einem kreisrunden Heizkörper 3 mit einem als
Strahlungsheizkörper
ausgebildeten elektrischen Heizelement 4 sowie mit einem
ebenfalls runden Heizkörper 5 mit
zwei durch ein Wandelement 6 strahlungstechnisch voneinander
getrennten Heizelementen 7 und 8 und ferner mit
einem zwischen den Heizkörpern 3 und 5 liegenden
Zwischenheizkörpern 9,
der die genannten Heizkörper 3 und 5 zu
einer langgestreckten Kochstelle 2 eines Glaskeramik-Kochfeldes
verbindet, wobei die Heizkörper 3 und 5 sowie
die beiden Heizelemente 7 und 8 des Heizkörpers 5 zusammen
oder separat betrieben werden können.
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Es
sei unterstellt, dass die Heizelemente 7 und 8 der
Zweikreisheizung dieser Heizkörpers 5 unterschiedliche
installierte Heizleistungen z. B. 1200 W (7) und 800 W (8) haben
und/oder unterschiedliche Heizleistungsdichten am Kochgeschirrboden
des Kochtopfes oder der Bratpfanne d. h. unterschiedliche Wärmeübertragungsgrade
erbringen.
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Es
sei ferner unterstellt, dass die Heizelemente in den jeweiligen
Betriebsarten auf unterschiedliche Leistungsstufen z. B. von 1 bis
9 einstellbar sind, wobei die Leistungsstufe 9 die höchste Heizleistung
erbringt.
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Anhand
des Schaubildes in 3 mit der waagerechten Zeit-Koordinate
T und der senkrechten Heizleistungs-Koordinate P ist verdeutlicht,
wie über
die gesamte Kochstelle des Heizkörpers 5 eine gleichmäßige Wärmeübertragung
und Wärmeverteilung
erhalten werden kann insbesondere bei der Betriebsart/Anwendungsfall „braten” z. B.
von flachem Bratgut, das zwar sehr schnell erhitzt wird, aber eine gleichmäßige Wärmeverteilung
erfordert, im Gegensatz zu dem Anwendungsfall „Wasser kochen” bei welchem
ein vergleichsweise langsames Ankochen erfolgt, aber eine gute Wärmeverteilung
in der Flüssigkeit
selbst stattfindet.
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Bei
automatischen Kochvorgängen
wird zunächst
bei voller Heizleistung z. B. Stufe 9 eine Ankochphase durchgeführt, wonach
auf eine Fortkochphase bei niedrigerer Heizleistung zurückgeschaltet wird.
Wenn nicht bekannt ist, ob gebraten oder Flüssigkeit gekocht wird, wird
entsprechend 2 vorzugsweise in dieser höchsten Stufe
9 P1 zumindest ein Heizelement, z. B. das
innere Heizelement 7 gemäß 1 während einer
vorbestimmten Zeitdauer bis T1 getaktet
und somit diese Heizleistung reduziert, wonach ab T1 die
Taktung abgesetzt und mit der vollen Heizleistung oder in einer
Fortkochstufe verminderter Heizleistung P2 der
Kochvorgang fortgesetzt wird. Wenn bei Anwendung einer sogenannten Ankochelektronik
bekannt ist z. B. durch Anwahl einer dem Anwendungsfall „braten” zugeordneten Leistungsstufe
z. B. Stufe 6 bis 8, dann wird das mindestens eine Heizelement während einer
hinterlegten oder gewählten
Zeitdauer vorzugsweise mit der höchsten
installierten Heizleistung getaktet (2, 3).
Ist hingegen bekannt, dass ein Anwendungsfall „kochen von Flüssigkeit
z. B. Wasser kochen” vorliegt
(Stufe 1 bis 5), so werden die Heizelemente bzw. das Heizelement
nicht getaktet d. h. in der z. B. höchsten Heizleistung weiter
betrieben (4, durchgehende Linienzug).
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Wie
in 4 anhand der gestrichelten Linienzüge verdeutlicht
können
bei einer programmierten Ankochphase, einem im Bedienfeld des Geräts zuschaltbaren
sogenannten Ankochstoß,
bei dem der Anwender die Dauer der höchsten Heizleistung wählen kann,
die Heizelemente oder das Heizelement bei höchster Leistungsstufe im Anwendungsfall „braten” getaktet
werden, wenn der Ankochstoß einen
vorbestimmten, festgelegten Zeitwert Ta z. B. fünf Minuten (T0 bis
T01) unterschreitet (Zeitspanne Tb). Wenn hingegen dieser Zeitwert Ta überschritten wird
(Zeitspanne Tc) z. B. für den Anwendungsfall „Wasser
kochen”,
so erfolgt keine Taktung d. h. Leistungsreduzierung des oder der
Heizelemente. Für diesen
Anwendungsfall kann im Bedienfeld des Geräts ein Betätigungsorgan z. B. eine Taste
vorgesehen sein, die vorzugsweise in der höchsten Leistungsstufe z. B.
Stufe 9 bei Betätigung
keine Taktung der Heizelemente, bei Nichtbetätigung hingegen eine Taktung
und damit eine Leistungsreduzierung bewirkt.
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Vorzugsweise
ist generell vorgesehen, dass jeweils in der höchsten Leistungsstufe und damit
der höchsten
installierten Heizleistung eine Flüssigkeit mit selbst ausgleichender
Temperaturverteilung gekocht bzw. angekocht werden soll, keine Leistungsreduzierung
erfolgt, während
eine Leistungstaktung erfolgt, wenn Bratvorgänge d. h. Pfannengerichte erfolgen
sollen, bei denen über
die gesamte Kochstelle (7, 8, 1)
eine gleichmäßige Wärmeverteilung
erforderlich ist.