DE102010028726A1 - Heat accumulator for use in heat generation unit of e.g. baking oven, has housing for accommodating heat accumulator material, where heat conductivity of portion of housing is adjusted by applying preset electric voltage - Google Patents

Heat accumulator for use in heat generation unit of e.g. baking oven, has housing for accommodating heat accumulator material, where heat conductivity of portion of housing is adjusted by applying preset electric voltage Download PDF

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    • F28D20/0056Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using solid heat storage material

Abstract

The heat accumulator (1) has a housing (10) for accommodating a heat accumulator material (2), where heat conductivity of a portion of the housing is adjusted by applying electric voltage that is less than 12 Volts. The material is a mixture of graphite and aluminum, and the housing has a thermally insulated layer (3) and a planar region (5) surrounded by the material, where the thermally insulated layer is made of Teflon(RTM: PTFE), perlite and/or ceramic fiber. The housing has an external layer (7) made of copper and/or aluminum. Independent claims are also included for the following: (1) a household heat treatment apparatus comprising a heat accumulator (2) a method for operating a household heat treatment apparatus.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmespeicher für ein Haushalts-Wärmebehandlungsgerät, eine Wärmeerzeugungseinheit, ein Haushalts-Wärmebehandlungsgerät mit mindestens einem Wärmespeicher und ein Verfahren zum Betreiben eines Haushalts-Wärmebehandlungsgeräts.The invention relates to a heat accumulator for a household heat treatment device, a heat generating unit, a household heat treatment device with at least one heat accumulator and a method for operating a household heat treatment device.

DE 19824172 A1 betrifft ein Gargerät mit einem Energiespeicher- und Energieentnahmesystem, wobei das Gargerät mit einem Garraum, einer Heizung, einem Umwälzsystem, einem Dampferzeuger und einem Mess- und Regelsystem, verbunden mit der Heizung, dem Umwälzsystem und dem Dampferzeuger, und einem Energiespeicher- und Energieentnahmesystem, verbunden mit dem Mess- und Regelsystem, ausgestattet ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Energiespeicher- und Energieentnahmesystem einen Energiespeicher umfasst, der über eine Heizung, vorzugsweise in Garphasen, die keine oder wenig Energie benötigen, und/oder Garpausen, und/oder über Abwärme, wie Wärme von Abluft und/oder überschüssigem Dampf, mit Energie aufladbar ist. Der Energiespeicher kann ein Material umfassen, das zur Wärmespeicherung geeignet ist und/oder bei einer Phasenumwandlung latente Wärme verbraucht oder freisetzt. Das Material kann ein Metall, ein Salz, ein Polymer, Wasser, Dampf und/oder überhitzten Dampf umfassen. Der Energiespeicher des Energiespeicher- und Energieentnahmesystems kann in einer isolierenden Haut des Gargeräts angeordnet sein. Dem Energiespeicher- und Energieentnahmesystem kann Energie durch Drosselung vorhandenen Dampfes, Zugabe von Wasser und/oder Verdampfen von Wasser an heißen Wänden entnehmbar sein, insbesondere zum Verdampfen von Wasser und/oder zur Beheizung eines Garprozesses. Dem Energiespeicher kann über zumindest eine Wärmeübertragungsfläche Energie entnehmbar sein. DE 19824172 A1 relates to a cooking appliance with an energy storage and energy extraction system, wherein the cooking appliance with a cooking chamber, a heater, a circulation system, a steam generator and a measuring and control system, connected to the heating, the circulation system and the steam generator, and an energy storage and energy extraction system, connected to the measuring and control system. It can be provided that the energy storage and energy extraction system comprises an energy storage, which via a heater, preferably in Garphasen that require little or no energy, and / or Garpausen, and / or waste heat, such as heat from exhaust air and / or excess Steam, with energy is rechargeable. The energy store may comprise a material that is suitable for heat storage and / or consumes or releases latent heat during a phase transformation. The material may comprise a metal, a salt, a polymer, water, steam and / or superheated steam. The energy storage of the energy storage and energy extraction system can be arranged in an insulating skin of the cooking appliance. The energy storage and energy extraction system energy can be removed by throttling existing steam, adding water and / or evaporation of water on hot walls, in particular for vaporizing water and / or for heating a cooking process. The energy storage can be removed via at least one heat transfer surface energy.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest abzumildern und insbesondere eine besonders kompakte Möglichkeit zur gesteuerten Wärmeabgabe in einem Haushalts-Wärmebehandlungsgerät bereitzustellen.It is the object of the present invention to at least mitigate the disadvantages of the prior art and in particular to provide a particularly compact possibility for controlled heat dissipation in a domestic heat treatment device.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.This object is achieved according to the features of the independent claims. Preferred embodiments are in particular the dependent claims.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Wärmespeicher für ein Haushalts-Wärmebehandlungsgerät, wobei der Wärmespeicher ein in einem Gehäuse untergebrachtes Wärmespeichermaterial aufweist und eine Wärmeleitfähigkeit zumindest eines Teils des Gehäuses einstellbar ist. Ein solcher Wärmespeicher weist den Vorteil auf, dass er zur Steuerung einer Wärmeabgabe auf vergleichsweise komplexe Wärmetauscher oder andere externe Wärmeabgabemittel verzichten kann. Dadurch kann dieser Wärmespeicher besonders kompakt, einfach, fehlerunanfällig und preiswert ausgestaltet werden.The object is achieved by a heat accumulator for a household heat treatment apparatus, wherein the heat accumulator has a heat storage material accommodated in a housing and a heat conductivity of at least a part of the housing is adjustable. Such a heat accumulator has the advantage that it can dispense with the control of heat emission to comparatively complex heat exchanger or other external heat release means. As a result, this heat storage can be made very compact, simple, error-prone and inexpensive.

Eine wahlweise Wärmeabgabe aus dem und in den Wärmespeicher kann somit durch eine Einstellung der Wärmeleitfähigkeit des entsprechenden Teils des Gehäuses gesteuert werden. Die Wärmeleitfähigkeit kann insbesondere in einem Wärmeleitfähigkeitsbereich zwischen einer geringsten Wärmeleitfähigkeit und einer höchsten Wärmeleitfähigkeit kontinuierlich einstellbar sein. Eine geringe Wärmeleitfähigkeit kann insbesondere einem für die Anwendung praktisch wärmeisolierenden Zustand entsprechen, und eine hohe Wärmeleitfähigkeit kann insbesondere, einem für die Anwendung praktisch wärmeleitenden Zustand entsprechen. Das Gehäuse kann somit zumindest bereichsweise zwischen einem ”wärmeleitenden” oder thermisch durchlässigen Zustand und einem ”wärmeisolierenden” Zustand umgeschaltet werden. Der Teil des Gehäuses, dessen Wärmeleitfähigkeit einstellbar ist, kann als eine Wärmeübertragungsfläche oder als ein Wärmeübertragungsbereich dienen oder eine solche bereitstellen.An optional heat output from and into the heat accumulator can thus be controlled by adjusting the thermal conductivity of the corresponding part of the housing. The thermal conductivity may be continuously adjustable, in particular in a range of thermal conductivity between a lowest thermal conductivity and a highest thermal conductivity. A low thermal conductivity may in particular correspond to a practically heat-insulating state for the application, and a high thermal conductivity may in particular correspond to a state which is practically heat-conductive for the application. The housing can thus be at least partially switched between a "heat-conducting" or thermally permeable state and a "heat-insulating" state. The portion of the housing whose thermal conductivity is adjustable may serve as or provide a heat transfer surface or as a heat transfer area.

Es ist eine Ausgestaltung, dass die Wärmeleitfähigkeit mittels eines Anlegens einer elektrischen Spannung einstellbar ist. Eine solche Einstellung oder Steuerung der Wärmeleitfähigkeit lässt sich herstellungstechnisch und betriebstechnisch besonders einfach umsetzen.It is an embodiment that the thermal conductivity is adjustable by applying an electrical voltage. Such an adjustment or control of the thermal conductivity can be particularly easy to implement in terms of production technology and operation.

Es ist eine Weiterbildung, dass die Wärmeleitfähigkeit mittels eines Anlegens einer elektrischen Gleichspannung einstellbar ist. Diese ist besonders einfach bereitzustellen. Es ist eine noch eine Weiterbildung, dass die Wärmeleitfähigkeit mittels eines Anlegens einer elektrischen Wechselspannung einstellbar ist. Auch kann eine Kombination aus einer Gleichspannung und einer Wechselspannung angelegt werden.It is a development that the thermal conductivity is adjustable by means of applying an electrical DC voltage. This is particularly easy to provide. It is a further development that the thermal conductivity can be adjusted by applying an electrical alternating voltage. Also, a combination of a DC voltage and an AC voltage can be applied.

Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die elektrische Spannung nicht mehr als ca. 24 V, insbesondere nicht mehr als ca. 12 V, beträgt. Diese Spannung kann ausreichend zum Einstellen des wärmeleitenden Zustands sein und ist gleichzeitig für einen Menschen nicht gefährlich. So kann auf eine aufwändige elektrische Isolierung verzichtet werden.It is still an embodiment that the electrical voltage is not more than about 24 V, in particular not more than about 12 V is. This tension may be sufficient to adjust the heat-conducting state and at the same time is not dangerous to a human being. So can be dispensed with a complex electrical insulation.

Es ist eine auf ein Anlegen einer elektrischen Wechselspannung bezogenen Weiterbildung, dass die Wechselspannung eine Frequenz zwischen ca. 25 Hz und 150 Hz aufweist, insbesondere zwischen ca. 50 Hz und ca. 100 Hz. Dadurch kann eine effektive Einstellung der Wärmeleitfähigkeit erreicht werden. Auch kann so eine Netzfrequenz verwendet werden.It is a related to the application of an electrical AC voltage development that the AC voltage has a frequency between about 25 Hz and 150 Hz, in particular between about 50 Hz and about 100 Hz. Thus, an effective adjustment of the thermal conductivity can be achieved become. Also, such a network frequency can be used.

Es ist noch eine Weiterbildung, dass ein Wert oder Grad der Wärmeleitfähigkeit mittels einer Variation der angelegten elektrischen Spannung (bei Gleichspannung) und/oder mittels einer Variation der angelegten Frequenz (bei Wechselspannung) änderbar ist. Dadurch können die Wärmeabgabe und die Wärmeaufnahme besonders genau eingestellt werden. So mögen eine geringere Spannung und/oder eine niedrigere Frequenz eine geringere Wärmeleitfähigkeit ergeben.It is still a development that a value or degree of thermal conductivity by means of a variation of the applied electrical voltage (at DC voltage) and / or by means of a variation of the applied frequency (at AC voltage) is changeable. As a result, the heat emission and the heat absorption can be set very precisely. Thus, a lower voltage and / or a lower frequency may result in lower thermal conductivity.

Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass das Wärmespeichermaterial eine Mischung aus Graphit und Aluminium umfasst. Eine solche Mischung kann Wärme schnell speichern und wieder abgeben, weist eine hohe Wärmekapazität auf und ist ungiftig, was insbesondere im Fall einer Beschädigung des Gehäuses von Vorteil ist. Jedoch ist das Wärmespeichermaterial nicht darauf beschränkt, sondern kann beispielsweise auch Kupfer, ggf. anstelle von Aluminium, aufweisen, auf Graphit verzichten, ein Phasenwechselmaterial aufweisen oder weitere geeignete Stoffe und Stoffkombinationen umfassen, und zwar sowohl flüssige als auch feste Stoffe.It is yet another embodiment that the heat storage material comprises a mixture of graphite and aluminum. Such a mixture can store and release heat quickly, has a high heat capacity and is non-toxic, which is particularly advantageous in the event of damage to the housing. However, the heat storage material is not limited thereto, but may, for example, copper, if necessary, instead of aluminum, dispense with graphite, have a phase change material or include other suitable substances and combinations of substances, both liquid and solid materials.

Insbesondere ein Wärmespeichermaterial aus einer Mischung aus Graphit und einem gut leitenden Metall wie Aluminium oder Kupfer kann besonders einfach und in fast beliebiger Form durch ein pulvermetallurgisches Verfahren hergestellt werden.In particular, a heat storage material made of a mixture of graphite and a highly conductive metal such as aluminum or copper can be produced in a particularly simple manner and in almost any desired form by a powder metallurgical process.

Es ist auch eine Ausgestaltung, dass das Gehäuse mindestens eine Lage mit einer einstellbaren Wärmeleitfähigkeit aufweist, wobei die mindestens eine Lage das Wärmespeichermaterial zumindest bereichsweise umgibt.It is also an embodiment that the housing has at least one layer with an adjustable thermal conductivity, wherein the at least one layer at least partially surrounds the heat storage material.

Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Lage mit der einstellbaren Wärmeleitfähigkeit mindestens eine Elektrode aufweist, z. B. mit mindestens einem kamm- oder fingerartig ausgebildeten Elektrodenbereich.It is still an embodiment that the at least one layer with the adjustable thermal conductivity has at least one electrode, for. B. with at least one comb or finger-like electrode area.

Es ist eine Weiterbildung, dass die Spannung an mehrere Elektroden angelegt wird, welche durch das Material mit der einstellbaren Wärmeleitfähigkeit getrennt sind. So kann die Spannung beispielsweise an zwei Elektroden angelegt werden, welche an gegenüberliegenden Seiten der Lage mit der einstellbaren Wärmeleitfähigkeit angeordnet sind.It is a development that the voltage is applied to a plurality of electrodes, which are separated by the material with the adjustable thermal conductivity. For example, the voltage may be applied to two electrodes disposed on opposite sides of the adjustable thermal conductivity layer.

Es ist eine Weiterbildung, dass die Spannung einerseits an mindestens eine Elektrode und anderer an eine äußere elektrisch leitfähige Lage des Gehäuses angelegt wird, wobei die mindestens eine Elektrode und die äußere Lage durch das Material mit der einstellbaren Wärmeleitfähigkeit getrennt sind. Die äußere elektrisch leitfähige Lage kann beispielsweise wie weiter unten beschrieben ausgestaltet sein, z. B. mit Aluminium und/oder Kupfer. In diesem Fall kann die Elektrode auch an einer dem Wärmespeichermaterial zugewandten Außenfläche der mindestens einen Lage angeordnet sein, z. B. mittels einer zusätzlichen elektrisch isolierenden, aber thermisch im Wesentlichen durchlässigen Lage getrennt. Insbesondere in diesem Fall kann die (z. B. nur eine) Elektrode gitterförmig ausgebildet sein und sich z. B. im Wesentlichen über die Fläche des Teils des Gehäuses, dessen Wärmeleitfähigkeit einstellbar ist, erstrecken.It is a development that the voltage is applied on the one hand at least one electrode and another to an outer electrically conductive layer of the housing, wherein the at least one electrode and the outer layer are separated by the material with the adjustable thermal conductivity. The outer electrically conductive layer may for example be configured as described below, for. B. with aluminum and / or copper. In this case, the electrode can also be arranged on an outer surface of the at least one layer facing the heat storage material, for. B. by means of an additional electrically insulating, but thermally substantially permeable layer separated. In particular, in this case, the (eg only one) electrode may be formed lattice-shaped and z. B. substantially over the surface of the part of the housing whose thermal conductivity is adjustable extend.

Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass mindestens eine Lage mit der einstellbaren Wärmeleitfähigkeit Teflon, Perlit und/oder Keramikfaser aufweist. Jedoch ist auch jeder andere Werkstoff geeignet, welcher in einem nicht spannungsbeaufschlagten Zustand wärmeisolierend ist und unter einer angelegten Spannung signifikant wärmeleitender wird.It is yet another embodiment that at least one layer with the adjustable thermal conductivity Teflon, perlite and / or ceramic fiber. However, any other material is suitable which is heat-insulating in a non-stressed state and significantly thermally conductive under an applied voltage.

Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass die Lage mit der einstellbaren Wärmeleitfähigkeit mindestens zwei Schichten aus Teflon, Perlit und/oder Keramikfaser aufweist, zwischen denen die mindestens eine Elektrode eingebettet ist. Eine solche Lage lässt sich einfach herstellen und in ihrer Dicke variieren. Zudem ist ein Stromfluss durch die Lage in Bezug auf seine Form und eine maximal erlaubte Stärke einfach bei der Herstellung der Lage gestaltbar.It is a further embodiment that the layer with the adjustable thermal conductivity has at least two layers of Teflon, pearlite and / or ceramic fiber, between which the at least one electrode is embedded. Such a situation can be easily produced and vary in thickness. In addition, a current flow through the layer in terms of its shape and a maximum allowable strength is easily designed in the production of the situation.

Vorzugsweise weist jede der Schichten eine Schichtdicke von ca. 0,5 mm bis ca. 1,5 mm, insbesondere von ca. 1 mm, auf. Dies ist, insbesondere für Teflon, ein guter Kompromiss zwischen einer ausreichenden Wärmedämmung in dem wärmeisolierenden Zustand und einer guten Wärmedurchlässigkeit in dem wärmeleitenden Zustand.Preferably, each of the layers has a layer thickness of about 0.5 mm to about 1.5 mm, in particular of about 1 mm. This is a good compromise, in particular for Teflon, between a sufficient heat insulation in the heat-insulating state and a good heat-permeability in the heat-conducting state.

Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Wärmespeichermaterial an dem Teil des Gehäuses, dessen Wärmeleitfähigkeit nicht einstellbar ist, von einem in einem spannungslosen Zustand wärmeisolierenden Material eingeschlossen ist, welches die Eigenschaft aufweist, durch ein Anlegen einer Spannung lokal in einen wärmeleitenden Zustand über zugehen. Dadurch kann der Teil des Gehäuses, dessen Wärmeleitfähigkeit einstellbar sein soll, einfach durch ein Einbringen mindestens einer Elektrode in das wärmeisolierende Material an diesem Teil erzeugt werden. Dies erleichtert ein Herstellung erheblich.It is yet another embodiment that the heat storage material is enclosed at the part of the housing whose thermal conductivity is not adjustable by a thermally insulating material in a voltage-free state, which has the property locally by applying a voltage in a thermally conductive state. Thereby, the part of the housing whose thermal conductivity is to be adjustable can be easily generated by introducing at least one electrode into the heat-insulating material at this part. This facilitates production considerably.

Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass das Gehäuse eine äußere Lage aus einem gut wärmeleitenden Material, insbesondere Kupfer und/oder Aluminium, aufweist. Die äußere Lage umgibt zumindest die Lage mit der einstellbaren Wärmeleitfähigkeit und sorgt für eine effektive Wärmeanbindung des Wärmespeichers.It is also an embodiment that the housing has an outer layer of a good heat-conducting material, in particular copper and / or aluminum. The outer layer at least surrounds the layer with the adjustable thermal conductivity and ensures effective heat connection of the heat accumulator.

Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Wärmeerzeugungseinheit, aufweisend mindestens ein Wärmeerzeugungselement, z. B. ein Widerstandsheizelement oder ein Strahlungsheizelement, wobei die Wärmeerzeugungseinheit mindestens einen Wärmespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist. So kann eine einfach herzustellende und kompakte Wärmeerzeugungseinheit erlangt werden, welche sowohl zu einer Wärmeerzeugung als auch zu einer Wärmespeicherung fähig ist, wobei beide Funktionalitäten gezielt einstellbar sind und auch in einer gegenseitigen funktionalen Beziehung zueinander betreibbar sind. The object is also achieved by a heat generating unit, comprising at least one heat generating element, for. As a resistance heating element or a radiant heater, wherein the heat generating unit has at least one heat storage according to one of the preceding claims. Thus, a simple to produce and compact heat generating unit can be obtained, which is capable of both heat generation as well as heat storage, both functionalities are selectively adjustable and can also be operated in a mutual functional relationship to each other.

Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Haushalts-Wärmebehandlungsgerät, wobei das Haushalts-Wärmebehandlungsgerät mindestens einen Wärmespeicher wie oben beschrieben oder mindestens eine Wärmeerzeugungseinheit wie oben beschrieben als auch mindestens eine Steuereinheit aufweist, wobei der mindestens eine Wärmespeicher oder die mindestens eine Wärmeerzeugungseinheit zur Einstellung seiner bzw. ihrer Wärmeleitfähigkeit mit der Steuereinheit funktional verbunden ist. Dadurch ist auch das Haushalts-Wärmebehandlungsgerät kompakt ausgestaltbar und in Bezug auf einen Wärmebedarf oder Wärmeverbrauch effektiv betreibbar.The object is also achieved by a household heat treatment device, wherein the household heat treatment device has at least one heat storage as described above or at least one heat generating unit as described above and at least one control unit, wherein the at least one heat storage or the at least one heat generating unit for adjusting its or its thermal conductivity is functionally connected to the control unit. As a result, the household heat treatment device can be made compact and can be operated effectively in terms of heat requirement or heat consumption.

Das Haushalts-Wärmebehandlungsgerät kann insbesondere als ein elektrisch betriebenes Gargerät (Gargeschirr, Ofen usw.), Spülgerät (Spülmaschine usw.), Wäschebehandlungsgerät (Waschmaschine, Wäschetrockner usw.), Elektrokleingerät (Kaffeemaschine, Toaster usw.) u. v. m. ausgestaltet sein. Das Haushalts-Wärmebehandlungsgerät kann auch ein elektrisch betriebenes Kochgeschirr umfassen; der Wärmespeicher kann dann z. B. zwischen einer Aufsatzfläche des Kochgeschirrs und einem Boden der Gargutaufnahme untergebracht sein. Das Haushalts-Wärmebehandlungsgerät kann darüber hinaus auch zur Wasserbehandlung, insbesondere Wassererwärmung und/oder Warmwasserspeicherung, vorgesehen sein, wie z. B. ein Boiler, eine Hausheizung oder ein Teil davon oder ein Wasserkocher. So kann der Wärmespeicher auch ein Teil einer Warmwasser-Solaranlage sein. Die elektrische Spannung zum Einstellen der Wärmeleitfähigkeit des Teils des Gehäuses des Wärmespeichers kann dann insbesondere von mindestens einer Solarzelle stammen. Die mindestens eine Solarzelle kann dazu beispielsweise an mindestens eine Elektrode des Wärmespeichers elektrisch angeschlossen sein und somit als eine Spannungsquelle dienen.The household heat treatment apparatus can be used, in particular, as an electrically operated cooking appliance (cooking utensils, oven, etc.), dishwasher (dishwasher, etc.), laundry treating appliance (washing machine, clothes dryer, etc.), small electric appliance (coffee machine, toaster, etc.) and the like. v. m. be designed. The household heat treatment device may also include an electrically operated cookware; the heat storage can then z. B. be accommodated between an attachment surface of the cookware and a bottom of the Gargutaufnahme. The household heat treatment device may also be provided for water treatment, in particular water heating and / or hot water storage, in addition, such. As a boiler, a heater or a part of it or a kettle. Thus, the heat storage can also be part of a hot water solar system. The electrical voltage for adjusting the thermal conductivity of the part of the housing of the heat accumulator can then originate in particular from at least one solar cell. For example, the at least one solar cell can be electrically connected to at least one electrode of the heat accumulator and thus serve as a voltage source.

Es ist eine Weiterbildung, dass die Steuereinheit eine Programmsteuerung aufweist, welche dazu eingerichtet ist:

  • – in einem ersten Programmabschnitt das mindestens ein Wärmeerzeugungselement zu aktivieren und die Wärmeleitfähigkeit des Teils des Gehäuses, dessen Wärmeleitfähigkeit einstellbar ist, auf einen vergleichsweise hohen Wert einzustellen, insbesondere durch Anlegen einer elektrischen Spannung;
  • – in einem zweiten Programmabschnitt das mindestens eine Wärmeerzeugungselement zu aktivieren und die Wärmeleitfähigkeit des Teils des Gehäuses, dessen Wärmeleitfähigkeit einstellbar ist, auf einen vergleichsweise niedrigen Wert einzustellen; und
  • – in einem dritten Programmabschnitt das mindestens eine Wärmeerzeugungselement zu deaktivieren und die Wärmeleitfähigkeit des Teils des Gehäuses, dessen Wärmeleitfähigkeit einstellbar ist, auf einen vergleichsweise hohen Wert einzustellen, insbesondere durch Anlegen einer elektrischen Spannung.
It is a further development that the control unit has a program control which is set up for this purpose:
  • To activate the at least one heat-generating element in a first program section and to set the thermal conductivity of the part of the housing whose thermal conductivity is adjustable to a comparatively high value, in particular by applying an electrical voltage;
  • In a second program section, activate the at least one heat-generating element and set the thermal conductivity of the part of the housing whose thermal conductivity is adjustable to a comparatively low value; and
  • - Disable in a third program section, the at least one heat generating element and adjust the thermal conductivity of the part of the housing whose heat conductivity is adjustable to a relatively high value, in particular by applying an electrical voltage.

Durch die in dem ersten Programmabschnitt hohe Wärmeleitfähigkeit des Teils des Gehäuses, dessen Wärmeleitfähigkeit einstellbar ist, kann von dem mindestens einen Wärmeerzeugungselement erzeugte Wärme auf das Wärmespeichermaterial in dem Wärmespeicherelement übertragen werden. In dem ersten Programmabschnitt heizt das mindestens eine Wärmeerzeugungselement somit sowohl das Haushalts Wärmebehandlungsgerät als auch das Wärmespeichermaterial. Beispielsweise kann bei einem als Backofen ausgestalteten Haushalts-Wärmebehandlungsgerät der erste Programmabschnitt innerhalb eines Vorwärmschritts liegen oder dem Vorwärmschritt entsprechen.By in the first program section high thermal conductivity of the part of the housing whose thermal conductivity is adjustable, heat generated by the at least one heat generating element can be transferred to the heat storage material in the heat storage element. In the first program section, the at least one heat-generating element thus heats both the household heat treatment device and the heat storage material. For example, in a domestic heat treatment appliance designed as an oven, the first program section may be within a preheating step or may correspond to the preheating step.

Durch die in dem zweiten Programmabschnitt geringe Wärmeleitfähigkeit des Teils des Gehäuses, dessen Wärmeleitfähigkeit einstellbar ist, wird das Wärmespeichermaterial in dem Wärmespeicherelement thermisch isoliert. In dem zweiten Programmabschnitt heizt das mindestens eine Wärmeerzeugungselement somit im Wesentlichen nur das Haushalts-Wärmebehandlungsgerät. Beispielsweise kann bei einem als Backofen ausgestalteten Haushalts-Wärmebehandlungsgerät der zweite Programmabschnitt einem ersten Teil eines Garschritts oder Garabschnitts entsprechen.Due to the low thermal conductivity of the part of the housing whose thermal conductivity is adjustable in the second program section, the heat storage material is thermally insulated in the heat storage element. In the second program section, the at least one heat-generating element thus essentially heats only the household heat treatment device. For example, in a household heat treatment appliance designed as an oven, the second program section may correspond to a first part of a cooking step or cooking section.

Durch die in dem dritten Programmabschnitt hohe Wärmeleitfähigkeit des Teils des Gehäuses, dessen Wärmeleitfähigkeit einstellbar ist, kann in dem Wärmespeichermaterial gespeicherte Wärme abgegeben werden und das Haushalts-Wärmebehandlungsgerät, auch dann geheizt werden, wenn das mindestens eine Wärmeerzeugungselement abgeschaltet ist. So kann in dem dritten Programmabschnitt von extern zugeführte Energie, z. B. Strom, eingespart werden. Beispielsweise kann bei einem als Backofen ausgestalteten Haushalts-Wärmebehandlungsgerät der dritte Programmabschnitt einem zweiten oder letzten Teil eines Garschritts oder Garabschnitts entsprechen.By in the third program section high thermal conductivity of the part of the housing whose thermal conductivity is adjustable, stored in the heat storage material heat can be delivered and the household heat treatment device, even when the at least one heat generating element is turned off. Thus, in the third program section externally supplied energy, for. As electricity can be saved. For example, in a household appliance designed as an oven Heat treatment device, the third program section correspond to a second or last part of a Garschritts or Garabschnitts.

Es ist noch eine Weiterbildung, dass eine zum Durchführen des dritten Programmabschnitts benötigte Wärmemenge einer von dem mindestens einen Wärmespeicher maximal abgebbaren Wärmemenge im Wesentlichen entspricht. So kann bei einem als Backofen ausgestalteten Haushalts-Wärmebehandlungsgerät für ein bestimmtes Garprogramm die Dauer des dritten Programmabschnitts, z. B. aus empirischen Untersuchungen oder aus Berechnungen, aus derjenigen Wärmemenge bestimmt werden, welche aus dem Wärmespeicher zum Fortführen oder Beenden des Garabschnitts abgegeben werden kann. So kann der Wärmespeicher besonders effektiv verwendet werden.It is still a further development that a quantity of heat required for carrying out the third program section substantially corresponds to a heat quantity which can be maximally delivered by the at least one heat store. Thus, in a designed as oven household heat treatment device for a particular cooking program, the duration of the third program section, z. B. from empirical studies or calculations, from that amount of heat can be determined, which can be discharged from the heat storage for continuing or ending the cooking section. So the heat storage can be used very effectively.

Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Haushalts-Wärmebehandlungsgeräts, wobei das Haushalts-Wärmebehandlungsgerät mindestens einen Wärmespeicher und mindestens ein Wärmeerzeugungselement aufweist, der ein in einem Gehäuse untergebrachtes Wärmespeichermaterial aufweist, wobei eine Wärmeleitfähigkeit zumindest eines Teils des Gehäuses einstellbar ist, und wobei

  • – in einem ersten Programmabschnitt das mindestens eine Wärmeerzeugungselement aktiviert wird und die Wärmeleitfähigkeit des Teils des Gehäuses, dessen Wärmeleitfähigkeit einstellbar ist, auf einen vergleichsweise niedrigen Wert eingestellt wird, insbesondere durch ein Anlegen einer elektrischen Spannung;
  • – in einem zweiten Programmabschnitt das mindestens eine Wärmeerzeugungselement aktiviert wird und die Wärmeleitfähigkeit des Teils des Gehäuses, dessen Wärmeleitfähigkeit einstellbar ist, auf einen vergleichsweise hohen Wert eingestellt wird (z. B. indem keine elektrischen Spannung an das Gehäuse angelegt wird); und
  • – in einem dritten Programmabschnitt das mindestens eine Wärmeerzeugungselement deaktiviert wird und die Wärmeleitfähigkeit des Teils des Gehäuses, dessen Wärmeleitfähigkeit einstellbar ist, auf einen vergleichsweise niedrigen Wert eingestellt wird, insbesondere durch Anlegen einer elektrischen Spannung.
The object is also achieved by a method for operating a household heat treatment device, wherein the household heat treatment device has at least one heat storage and at least one heat generating element having a heat storage material housed in a housing, wherein a thermal conductivity of at least a portion of the housing is adjustable, and in which
  • - In a first program section, the at least one heat generating element is activated and the thermal conductivity of the part of the housing whose thermal conductivity is adjustable, is set to a comparatively low value, in particular by applying an electrical voltage;
  • In a second program section, the at least one heat-generating element is activated and the thermal conductivity of the part of the housing whose thermal conductivity is adjustable is adjusted to a comparatively high value (eg by no electrical voltage being applied to the housing); and
  • - In a third program section, the at least one heat generating element is deactivated and the thermal conductivity of the part of the housing whose heat conductivity is adjustable, is set to a comparatively low value, in particular by applying an electrical voltage.

In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.In the following figures, the invention will be described schematically with reference to exemplary embodiments. In this case, the same or equivalent elements may be provided with the same reference numerals for clarity.

1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Wärmespeicher; 1 shows a sectional view in side view of a heat storage;

2 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Wärmeerzeugungseinheit mit einem Wärmespeicher; 2 shows a sectional view in side view of a heat generating unit with a heat storage;

3 zeigt als Schnittdarstellung in Vorderansicht einen Backofen mit einem Wärmespeicher; und 3 shows a sectional view in front view of an oven with a heat storage; and

4 zeigt ein Aktivierungsdiagramm des Backofens aus 3. 4 shows an activation diagram of the oven 3 ,

1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Wärmespeicher 1. Der Wärmespeicher 1 weist ein Wärmespeichermaterial 2 mit einer Mischung aus Graphit und Aluminium auf. Das Wärmespeichermaterial 2 ist von einer thermisch isolierenden Teflonlage 3 allseitig umgeben. Die Teflonlage 3 besteht aus zwei aufeinander liegenden, jeweils 1 mm dicken Schichten. An einer Seite ist in die Teflonlage 3 mindestens eine Elektrode 4 eingebracht, wodurch dort ein flächiger Bereich 5 entsteht, dessen Wärmeleitfähigkeit durch Anlegen einer elektrischen Spannung einstellbar ist. Der übrige Bereich 6 der Teflonlage 3 bleibt dauerhaft wärmeisolierend. 1 shows a sectional view in side view of a heat storage 1 , The heat storage 1 has a heat storage material 2 with a mixture of graphite and aluminum. The heat storage material 2 is of a thermally insulating Teflon layer 3 surrounded on all sides. The Teflon layer 3 consists of two superposed, each 1 mm thick layers. On one side is in the Teflon layer 3 at least one electrode 4 introduced, whereby there a flat area 5 arises, the thermal conductivity is adjustable by applying an electrical voltage. The rest of the area 6 the teflon layer 3 remains permanently heat-insulating.

Die Teflonlage 3 ist wiederum von einer äußeren Lage 7 aus einem gut wärmeleitenden Material, wie Kupfer oder Aluminium, umgeben, wobei die äußere Lage 7 aus einem Aufnahmeteil 8 und einem das Aufnahmeteil 8 verschließenden Deckel 9 besteht. Der Deckel 9 liegt auf dem Bereich 5 auf. Die Teflonlage 3 und die äußere Lage 7 bilden zusammen ein Gehäuse 10 für das Wärmespeichermaterial 2, wobei der Bereich 5 und der Deckel 9 dann als der Teil 11 des Gehäuses 10 angesehen werden können, dessen Wärmeleitfähigkeit einstellbar ist.The Teflon layer 3 is in turn from an outer layer 7 surrounded by a good heat conducting material, such as copper or aluminum, the outer layer 7 from a receiving part 8th and one the receiving part 8th closing lid 9 consists. The lid 9 lies on the area 5 on. The Teflon layer 3 and the outer layer 7 together form a housing 10 for the heat storage material 2 , where the area 5 and the lid 9 then as the part 11 of the housing 10 can be considered, the thermal conductivity is adjustable.

Durch das Anlegen der elektrischen Spannung, z. B. zwischen 12 V und 24 V, an die mindestens eine Elektrode 4 einerseits und den Deckel 9 andererseits (alternativ: zwischen zwei beanstandete Elektroden 4) kann der Bereich 5 gut wärmeleitend eingestellt werden, so dass der Teil 11 des Gehäuses 10 als ein Wärmedurchlassbereich dienen kann, welcher eine gute thermische Verbindung zwischen dem Wärmespeichermaterial 2 und der Umgebung des Teils 11 des Gehäuses 10 herstellt. Wird keine elektrische Spannung an die mindestens eine Elektrode 4 angelegt, verhält sich der Bereich 5 wie der Bereich 6 der Teflonlage 3 wärmeisolierend. Somit kann durch einfaches Anlegen einer elektrischen Spannung, je nach Richtung eines Temperaturgradienten zwischen dem Wärmespeichermaterial 2 und der Umgebung, eine Wärmeaufnahme oder Wärmeabgabe des Wärmespeichers 1 eingestellt werden. Dabei kann die Wärmeleitfähigkeit insbesondere kontinuierlich in Abhängigkeit von der elektrischen Spannung eingestellt werden. Es wird kein weiterer Wärmetauscher o. ä. benötigtBy applying the electrical voltage, for. B. between 12 V and 24 V, to the at least one electrode 4 on the one hand and the lid 9 on the other hand (alternatively: between two spaced electrodes 4 ) can the area 5 be set to good heat conduction, so that the part 11 of the housing 10 can serve as a heat transfer area, which provides a good thermal connection between the heat storage material 2 and the environment of the part 11 of the housing 10 manufactures. Will no electrical voltage to the at least one electrode 4 Created, behaves the area 5 like the area 6 the teflon layer 3 heat insulating. Thus, by simply applying an electrical voltage, depending on the direction of a temperature gradient between the heat storage material 2 and the environment, a heat absorption or heat dissipation of the heat storage 1 be set. In this case, the thermal conductivity can be adjusted in particular continuously as a function of the electrical voltage. There is no further heat exchanger o. Ä. Required

2 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Wärmeerzeugungseinheit 20 mit einem Wärmespeicher 21. Der Wärmespeicher 21 ist grundsätzlich gleich aufgebaut wie der Wärmespeicher 1, jedoch weisen der Deckel 29 und der darunterliegende Bereich 25 der wärmeisolierenden Lage 3, dessen Wärmeleitfähigkeit einstellbar ist, mindestens ein Rücksprung oder eine Vertiefung 32 zur Einbettung eines Wärmeerzeugungselements 33 auf, welches hier als eine elektrisch betreibbare mäanderförmige Widerstandsheizung ausgebildet ist. Zwischen dem Deckel 29 und dem Wärmeerzeugungselement 33 ist eine elektrisch isolierende, aber praktisch thermisch nichtisolierende Schicht 34 eingebracht. 2 shows a sectional view in side view of a heat generating unit 20 with a heat storage 21 , The heat storage 21 is basically the same as the heat storage 1 but have the lid 29 and the area below 25 the heat-insulating layer 3 whose thermal conductivity is adjustable, at least one return or a depression 32 for embedding a heat-generating element 33 on, which is designed here as an electrically operable meander-shaped resistance heater. Between the lid 29 and the heat generating element 33 is an electrically insulating, but practically thermally non-insulating layer 34 brought in.

Diese Wärmeerzeugungseinheit 20 weist den Vorteil auf, dass sie sowohl eine Heizfunktion als auch eine Wärmespeicherfunktion bietet. Beide Funktionen sind einfach durch ein Anlegen einer jeweiligen elektrischen Spannung aktivierbar. Die Wärmeerzeugungseinheit 20 ist besonders kompakt und einfach aufgebaut. Die Wärmeerzeugungseinheit 20 kann zudem als eine eigenständige Einheit zusammengebaut werden und später in ein Haushalts-Wärmebehandlungsgerät eingebaut werden, was eine Herstellung und Logistik weiter vereinfachen kann.This heat generating unit 20 has the advantage that it offers both a heating function and a heat storage function. Both functions can be activated simply by applying a respective electrical voltage. The heat generation unit 20 is very compact and simple. The heat generation unit 20 can also be assembled as a standalone unit and later installed in a household heat treatment device, which can further simplify manufacturing and logistics.

3 zeigt als Schnittdarstellung in Vorderansicht einen Backofen 40. Der Backofen weist einen Garraum 52 auf, an dessen oberer Backofenwand 55 ein Oberhitzeheizkörper 53 und an dessen Unterseite ein Unterhitzeheizkörper 54 angeordnet ist. In demjenigen Bereich der oberen Backofenwand 55, welcher von dem Oberhitzeheizkörper 53 überdeckt ist, befindet sich ein erster Wärmespeicher, z. B. der Wärmespeicher 1 aus 1. In einem Bereich einer unteren Backofenwand 56, welcher von dem Unterhitzeheizkörper 54 überdeckt ist, befindet sich ein zweiter Wärmespeicher, z. B. der Wärmespeicher 1 aus 1. Die Wärmespeicher 1 sind so ausgerichtet, dass deren Deckel 9 oder Teile 11 in Richtung des Garraums 52 zeigen. Folglich ist das Wärmespeichermaterial 2 über den Teil 11 des jeweiligen Gehäuses 10, dessen Wärmeleitfähigkeit einstellbar ist, mit dem Oberhitzeheizkörper 53 bzw. dem Unterhitzeheizkörper 54 sowie mit dem Garraum 52 wahlweise thermisch gekoppelt oder davon thermisch isoliert. 3 shows a sectional view in front view of an oven 40 , The oven has a cooking space 52 on, on the upper oven wall 55 a top heat radiator 53 and at the bottom of a lower heat radiator 54 is arranged. In the area of the upper oven wall 55 , which of the upper heat radiator 53 is covered, there is a first heat storage, for. B. the heat storage 1 out 1 , In an area of a lower oven wall 56 , which of the lower heat radiator 54 is covered, there is a second heat storage, z. B. the heat storage 1 out 1 , The heat storage 1 are aligned so that their lid 9 or parts 11 in the direction of the cooking chamber 52 demonstrate. Consequently, the heat storage material 2 over the part 11 of the respective housing 10 , whose thermal conductivity is adjustable, with the upper heat radiator 53 or the bottom heat radiator 54 as well as with the cooking space 52 optionally thermally coupled or thermally insulated.

Der Deckel 9 kann direkt an den Garraum 52 grenzen, z. B. durch eine Aussparung in der jeweiligen Backofenwand 55 bzw. 56, oder durch die jeweilige Backofenwand 55 bzw. 56 abgedeckt sein.The lid 9 can be directly to the cooking chamber 52 borders, z. B. by a recess in the respective oven wall 55 respectively. 56 , or through the respective oven wall 55 respectively. 56 be covered.

Zur Steuerung der Wärmespeicher 1 weist der Backofen 40 eine Steuereinheit 57, welche mit den Elektroden der Wärmespeicher 1 funktional verbunden ist und in der Lage ist, eine Spannung an die Elektroden zum lokalen Ändern der Wärmeleitfähigkeit des jeweiligen Teils 11 der Wärmespeicher 1 anzulegen. Die Steuereinheit 57 kann das Anlegen der Spannung beispielsweise aufgrund einer Programmsteuerung veranlassen.To control the heat storage 1 indicates the oven 40 a control unit 57 , which with the electrodes of the heat storage 1 is functionally connected and capable of applying a voltage to the electrodes for locally changing the thermal conductivity of the respective part 11 the heat storage 1 to apply. The control unit 57 may cause the application of the voltage, for example due to program control.

4 zeigt ein beispielhaftes Aktivierungsdiagramm des Backofens 40, z. B. im Rahmen eines Garprogramms oder gesteuerten Garablaufs, und zwar als eine Auftragung einer Garraumtemperatur Tg gegen die Zeit (gestrichpunktete Linie), einer Stromzufuhr zu Heizkörpern 53 und 54 des Backofens 40 (gestrichelte Linie) und an die Wärmespeicher 1 des Backofens 40 angelegten Spannung (durchgezogene Linie), jeweils in beliebigen Einheiten. 4 shows an exemplary activation diagram of the oven 40 , z. B. as part of a cooking program or controlled cooking cycle, as a plot of a cooking chamber temperature Tg against time (dotted line), a power supply to radiators 53 and 54 of the oven 40 (dashed line) and to the heat storage 1 of the oven 40 applied voltage (solid line), each in arbitrary units.

Durch das Garprogramm soll der Backofen 40 zunächst zwischen einer Anfangszeit t0 und einer Zeit ta ausgehend von der Raumtemperatur Tr auf eine vorbestimmte Gartemperatur Tg aufgeheizt werden (”Aufheizabschnitt”). Dazu werden der Oberhitzeheizkörper 53 und/oder der Unterhitzeheizkörper 54 bestromt, insbesondere kontinuierlich oder getaktet mit einem hohen Taktverhältnis bestromt. Zur thermischen 'Aufladung' eines zugehörigen Wärmespeichers 1 wird gleichzeitig in einem ersten Programmschritt P1 zwischen t0 und ta während des Aufheizabschnitts an einen Wärmespeicher 1, welcher einem bestromten Oberhitzeheizkörper 53 und/oder Unterhitzeheizkörper 54 zugeordnet ist, eine elektrische Spannung angelegt. Dadurch kann in dem zugehörigen Wärmespeicher 1 Wärme gespeichert werden.Through the cooking program, the oven should 40 are first heated to a predetermined cooking temperature Tg between a start time t0 and a time ta starting from the room temperature Tr ("heating section"). These are the top heat radiator 53 and / or the bottom heat radiator 54 energized, in particular continuously or clocked energized with a high duty cycle. For the thermal 'charging' of an associated heat accumulator 1 is simultaneously in a first program step P1 between t0 and ta during the heating to a heat storage 1 , which is an energized top heat radiator 53 and / or bottom heaters 54 is assigned, an electrical voltage applied. This can be in the associated heat storage 1 Heat to be stored.

Auf den Aufheizabschnitt folgt ab ta ein Garabschnitt, bei dem in den Backofen eingeschobenes Gargut bei einer im Wesentlichen konstanten Temperatur Tg wärmebehandelt, insbesondere gegart, wird. Während eines ersten Teils des Garabschnitts zwischen ta und tb, werden der Oberhitzeheizkörper 53 und/oder der Unterhitzeheizkörper 54 weiterhin bestromt, z. B. taktförmig, um die Gartemperatur Tg zu halten. An die zugehörigen Wärmespeicher 1 wird jedoch keine Spannung angelegt, so dass sie gegen die Heizkörper 53 und 54 sowie gegen den Garraum 52 thermisch isoliert sind (zweiter Programmabschnitt P2).The heating section is followed by a cooking section starting at ta, in which food to be cooked inserted into the oven is heat-treated, in particular cooked, at a substantially constant temperature Tg. During a first part of the cooking section between ta and tb, the top heat radiator becomes 53 and / or the bottom heat radiator 54 continue to be energized, z. B. clock-shaped to keep the cooking temperature Tg. To the associated heat storage 1 However, no voltage is applied so that they are against the radiator 53 and 54 as well as against the cooking space 52 are thermally insulated (second program section P2).

An den ersten Teil des Garabschnitts schließt sich ab dem Zeitpunkt tb ein zweiter Teil an, welcher bis zu einem Ende des Garabschnitts zu einem Zeitpunkt te (Garzeitende) dauert. Während dieses zweiten Teils sind die Heizkörper 53 und 54 deaktiviert oder ausgeschaltet, die Wärmespeicher 1 jedoch aktiviert oder an einer Spannung anliegend (dritter Programmabschnitt P3). Dadurch kann Wärme von den Wärmespeichern 1 an den Garraum 52 abgegeben werden, so dass dieser ohne Bestromung der Heizkörper 53 und 54 bis zum Garzeitende bei te im Wesentlichen auf der Gartemperatur Tg gehalten werden kann.At the first part of the cooking section is followed by a second part from the time tb, which lasts to an end of the cooking section at a time te (cooking time). During this second part are the radiators 53 and 54 disabled or off, the heat storage 1 however, activated or voltage applied (third program section P3). This can heat from the heat storage 1 to the cooking chamber 52 be discharged, so that this without energizing the radiator 53 and 54 until the end of the cooking time at te can be kept substantially at the cooking temperature Tg.

Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Of course, the present invention is not limited to the embodiments shown.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Wärmespeicherheat storage
22
WärmespeichermaterialHeat storage material
33
TeflonlageTeflon sheet
44
Elektrodeelectrode
55
Bereich der TeflonlageArea of the Teflon layer
66
übriger Bereich der Teflonlageremaining area of the Teflon layer
77
äußere Lageouter location
88th
Aufnahmeteilreceiving part
99
Deckelcover
1010
Gehäusecasing
1111
Teil des GehäusesPart of the housing
2020
WärmeerzeugungseinheitHeat generating unit
2121
Wärmespeicherheat storage
2525
BereichArea
2929
Deckelcover
3232
Vertiefungdeepening
3333
WärmeerzeugungselementHeat generating element
3434
elektrisch isolierende Schichtelectrically insulating layer
4040
Backofenoven
5252
Garraumoven
5353
OberhitzeheizkörperTop heat radiator
5454
UnterhitzeheizkörperBottom heating element
5555
obere Backofenwandupper oven wall
5656
untere Backofenwandlower oven wall
5757
Steuereinheitcontrol unit
tt
ZeitTime
t0t0
AnfangszeitStart time
TgTg
GarraumtemperaturOven temperature
TrTr
Raumtemperaturroom temperature
tata
Zeitpunkttime
tbtb
Zeitpunkttime
teth
Garzeitendeend of cooking time

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19824172 A1 [0002] DE 19824172 A1 [0002]

Claims (14)

Wärmespeicher (1; 21) für ein Haushalts-Wärmebehandlungsgerät (40), dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespeicher (1; 21) ein in einem Gehäuse (10) untergebrachtes Wärmespeichermaterial (2) aufweist und eine Wärmeleitfähigkeit zumindest eines Teils des Gehäuses (10) einstellbar ist.Heat storage ( 1 ; 21 ) for a household heat treatment device ( 40 ), characterized in that the heat storage ( 1 ; 21 ) in a housing ( 10 ) accommodated heat storage material ( 2 ) and a thermal conductivity of at least a part of the housing ( 10 ) is adjustable. Wärmespeicher (1; 21) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfähigkeit mittels eines Anlegens einer elektrischen Spannung einstellbar ist.Heat storage ( 1 ; 21 ) according to claim 1, characterized in that the thermal conductivity is adjustable by means of applying an electrical voltage. Wärmespeicher (1; 21) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Spannung nicht mehr als ca. 24 V, insbesondere nicht mehr als ca. 12 V, beträgt.Heat storage ( 1 ; 21 ) according to claim 1, characterized in that the electrical voltage is not more than about 24 V, in particular not more than about 12 V is. Wärmespeicher (1; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmespeichermaterial (2) eine Mischung aus Graphit und Aluminium umfasst.Heat storage ( 1 ; 21 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat storage material ( 2 ) comprises a mixture of graphite and aluminum. Wärmespeicher (1; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) mindestens eine Lage (3, 5) mit einer einstellbaren Wärmeleitfähigkeit aufweist, wobei die mindestens eine Lage (3, 5) das Wärmespeichermaterial (2) zumindest bereichsweise umgibt.Heat storage ( 1 ; 21 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 10 ) at least one layer ( 3 . 5 ) having an adjustable thermal conductivity, wherein the at least one layer ( 3 . 5 ) the heat storage material ( 2 ) at least partially surrounds. Wärmespeicher (1; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Lage (3, 5) mit der einstellbaren Wärmeleitfähigkeit mindestens eine Elektrode (4) aufweist.Heat storage ( 1 ; 21 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one layer ( 3 . 5 ) with the adjustable thermal conductivity at least one electrode ( 4 ) having. Wärmespeicher (1; 21) nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Lage (3, 5) mit der einstellbaren Wärmeleitfähigkeit Teflon, Perlit und/oder Keramikfaser aufweist.Heat storage ( 1 ; 21 ) according to one of claims 5 to 6, characterized in that at least one layer ( 3 . 5 ) having the adjustable thermal conductivity teflon, perlite and / or ceramic fiber. Wärmespeicher (1; 21) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage (3, 5) mit der einstellbaren Wärmeleitfähigkeit mindestens zwei Schichten aus Teflon, Perlit und/oder Keramikfaser aufweist, zwischen denen die mindestens eine Elektrode (4) eingebettet ist, und jede der Schichten eine Schichtdicke von ca. 1 mm aufweist.Heat storage ( 1 ; 21 ) according to claim 7, characterized in that the position ( 3 . 5 ) having the adjustable thermal conductivity at least two layers of Teflon, pearlite and / or ceramic fiber, between which the at least one electrode ( 4 ), and each of the layers has a layer thickness of about 1 mm. Wärmespeicher (1; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) eine äußere Lage (7) aus einem gut wärmeleitenden Material, insbesondere Kupfer und/oder Aluminium, aufweist.Heat storage ( 1 ; 21 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 10 ) an outer layer ( 7 ) of a highly thermally conductive material, in particular copper and / or aluminum. Wärmeerzeugungseinheit (20), aufweisend mindestens ein Wärmeerzeugungselement (33), dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeerzeugungseinheit (20) mindestens einen Wärmespeicher (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.Heat generating unit ( 20 ), comprising at least one heat-generating element ( 33 ), characterized in that the heat generating unit ( 20 ) at least one heat storage ( 21 ) according to one of the preceding claims. Haushalts-Wärmebehandlungsgerät (40), dadurch gekennzeichnet, dass das Haushalts-Wärmebehandlungsgerät (40) mindestens einen Wärmespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und mindestens ein Wärmeerzeugungselement (53, 54) aufweist oder mindestens eine Wärmeerzeugungseinheit (20) nach Anspruch 10 aufweist, und das Haushalts-Wärmebehandlungsgerät (40) auch mindestens eine Steuereinheit (57) aufweist, wobei der mindestens eine Wärmespeicher (1) zur Einstellung seiner Wärmeleitfähigkeit mit der Steuereinheit (57) funktional verbunden ist.Household heat treatment device ( 40 ), characterized in that the household heat treatment device ( 40 ) at least one heat storage ( 1 ) according to one of claims 1 to 9 and at least one heat-generating element ( 53 . 54 ) or at least one heat-generating unit ( 20 ) according to claim 10, and the household heat treatment device ( 40 ) also at least one control unit ( 57 ), wherein the at least one heat storage ( 1 ) for adjusting its thermal conductivity with the control unit ( 57 ) is functionally connected. Haushalts-Wärmebehandlungsgerät (40) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (57) eine Programmsteuerung aufweist, welche dazu eingerichtet ist: – in einem ersten Programmabschnitt (P1) das mindestens eine Wärmeerzeugungselement (53, 54) zu aktivieren und die Wärmeleitfähigkeit des Teils (11) des Gehäuses (10), dessen Wärmeleitfähigkeit einstellbar ist, auf einen vergleichsweise hohen Wert einzustellen, insbesondere durch Anlegen einer elektrischen Spannung; – in einem zweiten Programmabschnitt (P2) das mindestens eine Wärmeerzeugungselement (53, 54) zu aktivieren und die Wärmeleitfähigkeit des Teils (11) des Gehäuses (10), dessen Wärmeleitfähigkeit einstellbar ist, auf einen vergleichsweise niedrigen Wert einzustellen; und – in einem dritten Programmabschnitt (P3) das mindestens eine Wärmeerzeugungselement (53, 54) zu deaktivieren und die Wärmeleitfähigkeit des Teils (11) des Gehäuses (10), dessen Wärmeleitfähigkeit einstellbar ist, auf einen vergleichsweise hohen Wert einzustellen, insbesondere durch Anlegen einer elektrischen Spannung.Household heat treatment device ( 40 ) according to claim 11, characterized in that the control unit ( 57 ) has a program control, which is adapted to: - in a first program section (P1) the at least one heat-generating element ( 53 . 54 ) and the thermal conductivity of the part ( 11 ) of the housing ( 10 ), whose thermal conductivity is adjustable, to set to a comparatively high value, in particular by applying an electrical voltage; In a second program section (P2), the at least one heat-generating element ( 53 . 54 ) and the thermal conductivity of the part ( 11 ) of the housing ( 10 ) whose thermal conductivity is adjustable to a comparatively low value; and - in a third program section (P3) the at least one heat-generating element ( 53 . 54 ) and the thermal conductivity of the part ( 11 ) of the housing ( 10 ), whose thermal conductivity is adjustable, to set to a comparatively high value, in particular by applying an electrical voltage. Haushalts-Wärmebehandlungsgerät (40) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine zum Durchführen des dritten Programmabschnitts benötigte Wärmemenge einer dazu von dem mindestens einen Wärmespeicher (1) maximal abgebbaren Wärmemenge im Wesentlichen entspricht.Household heat treatment device ( 40 ) according to claim 12, characterized in that an amount of heat required for carrying out the third program section to a from the at least one heat storage ( 1 ) corresponds to the maximum amount of heat that can be delivered. Verfahren zum Betreiben eines Haushalts-Wärmebehandlungsgeräts (40), dadurch gekennzeichnet, dass das Haushalts-Wärmebehandlungsgerät (40) mindestens einen Wärmespeicher (1; 21) und mindestens ein Wärmeerzeugungselement (33; 53, 54) aufweist, das ein in einem Gehäuse (10) untergebrachtes Wärmespeichermaterial (2) aufweist, wobei eine Wärmeleitfähigkeit zumindest eines Teils (11) des Gehäuses (10) einstellbar ist, und wobei – in einem ersten Programmabschnitt (P1) das mindestens eine Wärmeerzeugungselement (33; 53, 54) aktiviert wird und die Wärmeleitfähigkeit des Teils (11) des Gehäuses (10), dessen Wärmeleitfähigkeit einstellbar ist, auf einen vergleichsweise niedrigen Wert eingestellt wird, insbesondere durch Anlegen einer elektrischen Spannung; – in einem zweiten Programmabschnitt (P2) das mindestens eine Wärmeerzeugungselement (33; 53, 54) aktiviert wird und die Wärmeleitfähigkeit des Teils (11) des Gehäuses (10), dessen Wärmeleitfähigkeit einstellbar ist, auf einen vergleichsweise hohen Wert eingestellt wird; und – in einem dritten Programmabschnitt (P3) das mindestens eine Wärmeerzeugungselement (33; 53, 54) deaktiviert wird und die Wärmeleitfähigkeit des Teils (11) des Gehäuses (10), dessen Wärmeleitfähigkeit einstellbar ist, auf einen vergleichsweise niedrigen Wert eingestellt wird, insbesondere durch Anlegen einer elektrischen Spannung.Method for operating a household heat treatment device ( 40 ), characterized in that the household heat treatment device ( 40 ) at least one heat storage ( 1 ; 21 ) and at least one heat generating element ( 33 ; 53 . 54 ), which in a housing ( 10 ) accommodated heat storage material ( 2 ), wherein a thermal conductivity of at least one part ( 11 ) of the housing ( 10 ) is adjustable, and where In a first program section (P1) the at least one heat-generating element ( 33 ; 53 . 54 ) and the thermal conductivity of the part ( 11 ) of the housing ( 10 ), whose thermal conductivity is adjustable, is adjusted to a comparatively low value, in particular by applying an electrical voltage; In a second program section (P2), the at least one heat-generating element ( 33 ; 53 . 54 ) and the thermal conductivity of the part ( 11 ) of the housing ( 10 ), whose thermal conductivity is adjustable, is set to a comparatively high value; and - in a third program section (P3) the at least one heat-generating element ( 33 ; 53 . 54 ) and the thermal conductivity of the part ( 11 ) of the housing ( 10 ), whose thermal conductivity is adjustable, is set to a comparatively low value, in particular by applying an electrical voltage.
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