DE102014206279A1

DE102014206279A1 - Hausgeräteheizvorrichtung

Info

Publication number: DE102014206279A1
Application number: DE102014206279.9A
Authority: DE
Inventors: Martin Nagel; Dieter Lego; Benjamin Wagner
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2014-04-02
Filing date: 2014-04-02
Publication date: 2015-10-08

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Hausgeräteheizvorrichtung (10), insbesondere einer Gargeräteheizvorrichtung, mit zumindest einem Heizelement (12), das zumindest zwei Heizanschlüsse (14, 16) aufweist, die jeweils zu einem Anschluss an einen von zumindest zwei Versorgungsanschlüssen (18, 20) eines Versorgungsnetzes vorgesehen sind, mit zumindest einem Schaltelement (22), das zwischen einem ersten Heizanschluss (14) der zumindest zwei Heizanschlüsse (14, 16) und einem ersten Versorgungsanschluss (18) der zumindest zwei Versorgungsanschlüsse (18, 20) geschaltet ist, und mit einer Messeinheit (24), die zumindest einen Messeingang (26) aufweist, an dem in zumindest einem Heizbetriebszustand ein Potential anliegt. Um eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich eines geringen Aufwands bei einer Bestimmung einer Polung von Heizanschlüssen bereitzustellen, wird vorgeschlagen, dass die Hausgeräteheizvorrichtung (10) eine Steuereinheit (28) umfasst, die dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Polungsdetektionsbetriebszustand einen Leitungspfad durch das zumindest eine Heizelement (12) mittels des zumindest einen Schaltelements (22) zu unterbrechen und mittels eines an dem zumindest einen Messeingang (26) anliegenden Potentials eine an dem zumindest einen Heizelement (12) anliegende Polung zu ermitteln.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Hausgeräteheizvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik ist bereits eine Hausgeräteheizvorrichtung bekannt, die einen ersten Heizanschluss und einen zweiten Heizanschluss aufweist, die jeweils mit einem Versorgungsanschluss eines Versorgungsnetzes verbindbar sind. Zwischen dem ersten Heizanschluss und einem ersten Versorgungsanschluss ist ein Schaltelement geschaltet. Um einen Heizbetriebszustand zu starten und damit das Heizelement zu beheizen, wird mittels des Schaltelements ein Leitungspfad zwischen dem Heizelement und den Versorgungsanschlüssen hergestellt. Zu einer Unterbrechung oder Beendung des Heizbetriebszustands wird der Leitungspfad zwischen dem Heizelement und den Versorgungsanschlüssen mittels des Schaltelements unterbrochen. Die Betätigung des Schaltelements geschieht beispielsweise mittels eines Bedienelements. Zudem weist die Hausgeräteheizvorrichtung eine Messeinheit mit einem Messeingang auf, an dem in dem Heizbetriebszustand ein Potential anliegt. Um eine eindeutige Messung mittels der Messeinheit zu ermöglichen, muss eine eindeutige Polung der Heizanschlüsse sichergestellt sein. Dies kann einerseits mittels einer aufwendigen Vorrichtung, die wenigstens eine Phasenerkennung, eine Steuereinheit und eine entsprechende Relaisschaltung erfordert, realisiert werden. Andererseits könnte eine entsprechende Polung der Heizanschlüsse bei einem Anschluss der Heizanschlüsse an die Versorgungsanschlüsse sichergestellt werden, insbesondere durch einen Elektriker und/oder Monteur.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich eines geringen Aufwands bei einer Bestimmung einer Polung von Heizanschlüssen bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Die Erfindung geht aus von einer Hausgeräteheizvorrichtung, insbesondere einer Gargeräteheizvorrichtung, mit zumindest einem Heizelement, das zumindest zwei Heizanschlüsse aufweist, die jeweils zu einem Anschluss an einen von zumindest zwei Versorgungsanschlüssen eines Versorgungsnetzes, insbesondere eines Haushaltsnetzes, vorgesehen sind, mit zumindest einem Schaltelement, das zwischen einem ersten Heizanschluss der zumindest zwei Heizanschlüsse und einem ersten Versorgungsanschluss der zumindest zwei Versorgungsanschlüsse geschaltet ist, und mit einer Messeinheit, die zumindest einen Messeingang aufweist, an dem in zumindest einem Heizbetriebszustand ein Potential anliegt.
Es wird vorgeschlagen, dass die Hausgeräteheizvorrichtung eine Steuereinheit umfasst, die dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Polungsdetektionsbetriebszustand einen Leitungspfad durch das zumindest eine Heizelement mittels des zumindest einen Schaltelements zu unterbrechen und mittels eines an dem zumindest einen Messeingang anliegenden Potentials eine an dem zumindest einen Heizelement anliegende Polung zu ermitteln. Unter einer „Hausgeräteheizvorrichtung“ soll insbesondere zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Hausgeräts, insbesondere eines Gargeräts, vorteilhaft eines Backofens, verstanden werden. Insbesondere kann die Hausgeräteheizvorrichtung auch das gesamte Hausgerät, insbesondere das gesamte Gargerät, umfassen. Unter einem „Heizelement“ soll insbesondere ein Element verstanden werden, welches in dem zumindest einen Heizbetriebszustand zu einem vorzugsweise induktiven Beheizen vorgesehen ist, insbesondere mit einer Heizleistung von wenigstens 100 W, insbesondere von zumindest 500 W, vorzugsweise von mindestens 1000 W, besonders vorteilhaft von wenigstens 1500 W und vorzugsweise von wenigstens 3000 W. Unter einem „Anschluss“ eines Objekts soll insbesondere eine elektrische Kontaktstelle verstanden werden, über welche das Objekt mit einem weiteren Objekt elektrisch verbindbar ist, und an welchem in wenigstens einem Betriebszustand, insbesondere in dem zumindest einen Heizbetriebszustand, vorteilhaft ein elektrisches Potential anliegt. Unter einem „Schaltelement“ soll insbesondere ein Element verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, zwischen zumindest zwei Punkten, insbesondere Kontakten des Schaltelements, eine elektrisch leitende Verbindung herzustellen und/oder zu trennen. Hierbei ist das Schaltelement insbesondere als elektrisches Element ausgebildet und weist vorzugsweise zumindest einen Steuerkontakt zu einem Empfang eines Steuersignals auf, wobei das Schaltelement über den Steuerkontakt betätigbar und insbesondere zwischen den zumindest zwei Kontakten schaltbar ist, insbesondere in Abhängigkeit eines von der Steuereinheit erzeugten Steuersignals. Unter der Wendung, dass das zumindest eine Schaltelement „zwischen“ zwei Anschlüssen geschaltet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass ein Leitungspfad, der die Anschlüsse miteinander verbindet, über das zumindest eine Schaltelement führt, wobei der Leitungspfad insbesondere ausschließlich bei einer geschlossenen Schaltstellung des zumindest einen Schaltelements elektrischen Strom führen kann. Unter einem „Leitungspfad“ soll insbesondere eine elektrisch leitfähige Verbindung verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand, insbesondere in dem zumindest einen Heizbetriebszustand, einen elektrischen Strom zu führen. Unter einer „Messeinheit“ soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, einen Wert eines an dem zumindest einen Messeingang anliegenden Potentials zu detektieren und die insbesondere zumindest einen Messausgang aufweist, um den detektieren Wert des an dem zumindest einen Messeingang anliegenden Potentials vorteilhaft an die Steuereinheit auszugeben. Unter einem „Messeingang“ der Messeinheit soll insbesondere ein Anschluss der Messeinheit verstanden werden, an welchem wenigstens in dem zumindest einen Heizbetriebszustand ein zu detektierendes elektrisches Potential anliegt. Unter einem „Heizbetriebszustand“ soll insbesondere ein Betriebszustand verstanden werden, in welchem das zumindest eine Heizelement von elektrischem Strom durchflossen ist, insbesondere um elektrische Leistung abzugeben. Unter einer „Steuereinheit“ soll insbesondere eine elektronische Einheit verstanden werden, die vorzugsweise in einer Steuer- und/oder Regeleinheit eines Heizgeräts zumindest teilweise integriert ist und die vorzugsweise dazu vorgesehen ist, wenigstens das zumindest eine Heizelement und/oder das zumindest eine Schaltelement zu steuern und/oder zu regeln. Vorzugsweise umfasst die Steuereinheit eine Recheneinheit und insbesondere zusätzlich zur Recheneinheit eine Speichereinheit mit einem darin gespeicherten Steuer- und/oder Regelprogramm, das dazu vorgesehen ist, von der Recheneinheit ausgeführt zu werden. Unter einem „Polungsdetektionsbetriebszustand“ soll insbesondere ein Betriebszustand verstanden werden, in welchem eine an den zumindest zwei Heizanschlüssen des zumindest einen Heizelements anliegende Polungsrichtung detektierbar ist. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, in dem zumindest einen Polungsdetektionsbetriebszustand das zumindest eine Heizelement vorteilhaft durch Öffnen des zumindest einen Schaltelements zu deaktivieren, wobei insbesondere eine von dem zumindest einen Heizelement abgegebene Heizleistung einen Wert von wenigstens im Wesentlichen Null annimmt. Vorteilhaft umfasst die Hausgeräteheizvorrichtung zumindest ein weiteres Schaltelement, das zwischen einem zweiten Heizanschluss der zumindest zwei Heizanschlüsse und einem zweiten Versorgungsanschluss der zumindest zwei Versorgungsanschlüsse geschaltet ist, und das insbesondere als Hauptschalter ausgebildet ist. In dem Polungsdetektionsbetriebszustand ist die Steuereinheit insbesondere dazu vorgesehen, das zumindest eine Schaltelement in eine geöffnete Schaltstellung und das zumindest eine weitere Schaltelement in eine geschlossene Schaltstellung zu bringen, wodurch insbesondere an dem zumindest einen Messeingang ein elektrisches Potential anliegt, anhand dessen die Steuereinheit die an dem zumindest einen Heizelement anliegende Polung erkennt. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Durch die derartige Ausgestaltung kann insbesondere ein geringer Aufwand bei einer Bestimmung einer Polung der zumindest zwei Heizanschlüsse erreicht werden. Hierdurch können vorzugsweise geringe Kosten erreicht werden. Weiterhin kann insbesondere ein schneller Montagevorgang und/oder Produktionsvorgang erreicht werden, und zwar sowohl bei einer Fertigung der zumindest einen Hausgeräteheizvorrichtung als auch bei einem Anschluss der zumindest einen Hausgeräteheizvorrichtung durch einen Endnutzer, welcher insbesondere auf eine Hilfe eines Elektrikers und/oder Monteurs verzichten kann. Dadurch kann zudem ein hoher Komfort für den Endnutzer bereitgestellt werden. Darüber hinaus kann vorteilhaft eine einfache, unkomplizierte Schaltung und damit insbesondere ein geringer Aufwand bei einer Wartung erreicht werden. Insbesondere kann eine kostengünstige Ermittlung einer Polung des Heizelements durch einen Softwarealgorithmus erreicht werden, wobei insbesondere auf eine zusätzliche Hardware verzichtet werden kann.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Hausgeräteheizvorrichtung zumindest ein Sensorelement umfasst, das in dem zumindest einen Heizbetriebszustand zu einer Detektion eines Leckstroms aus dem zumindest einen Heizelement vorgesehen ist. Unter einem „Sensorelement“ soll insbesondere ein Element verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, in dem zumindest einen Heizbetriebszustand einen aus dem zumindest einen Heizelement austretenden elektrischen Strom, insbesondere einen Leckstrom, aufzunehmen und vorteilhaft an zumindest eine weitere Einheit, insbesondere an die Messeinheit, weiterzuleiten. Unter einem „Leckstrom“ aus dem zumindest einen Heizelement soll insbesondere ein elektrischer Strom verstanden werden, welcher sich insbesondere von einem über einen der zumindest zwei Heizanschlüsse aus dem zumindest einen Heizelement austretenden elektrischen Strom unterscheidet und welcher aus dem zumindest einen Heizelement über wenigstens einen Pfad austritt, der insbesondere von einer elektrischen Verbindung zwischen einem der zumindest zwei Heizanschlüsse mit einem der zumindest zwei Versorgungsanschlüsse abweicht und vorteilhaft in wenigstens einem Betriebszustand einen hochohmigen Leitungspfad darstellt, insbesondere mit Widerstandswerten in einem Bereich von einigen bis mehreren MΩ. Dadurch kann insbesondere eine präzise Detektion des Leckstroms und/oder eine frühzeitige Fehlererkennung erreicht werden. Darüber hinaus kann durch Detektion des Leckstroms insbesondere eine Temperatur des zumindest einen Heizelements ermittelt werden.
Beispielsweise könnte die Steuereinheit dazu vorgesehen sein, bei einer Detektion eines Leckstroms aus dem zumindest einen Heizelement sofort eine Notabschaltung durch Deaktivierung des zumindest einen Heizelements, insbesondere mittels des zumindest einen Schaltelements und/oder vorteilhaft mittels des zumindest einen weiteren Schaltelements, auszuführen. Vorzugsweise ist die Steuereinheit jedoch dazu vorgesehen, in dem zumindest einen Heizbetriebszustand zumindest eine von dem Leckstrom des zumindest einen Heizelements abhängige Kenngröße zu ermitteln. Es sind verschiedene, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Kenngrößen denkbar. Beispielsweise könnte die zumindest eine Kenngröße einen Wert des Leckstroms aufweisen. Ebenfalls denkbar ist, dass die zumindest eine Kenngröße eine Stelle aufweist, an welcher der Leckstrom aus dem zumindest einen Heizelement austritt. Vorzugsweise weist die zumindest eine Kenngröße jedoch eine Temperatur des zumindest einen Heizelements auf. Hierdurch kann vorteilhaft eine hohe Sicherheit in dem zumindest einen Betriebszustand erreicht werden. Weiterhin kann besonders vorteilhaft eine Überhitzung des zumindest einen Heizelements frühzeitig erkannt und insbesondere Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass wenigstens in dem zumindest einen Heizbetriebszustand zumindest zwei parallele Leitungspfade von einem der zumindest zwei Versorgungsanschlüsse zu dem zumindest einen Messeingang führen, wobei ein erster Leitungspfad der zumindest zwei Leitungspfade einen Bereich zwischen dem zumindest einen Heizelement und dem zumindest einen Sensorelement aufweist, durch den der Leckstrom fließt. Dadurch kann insbesondere eine Polung des zumindest einen Heizelements unabhängig von einem Heizbetriebszustand ermittelt werden, wodurch eine hohe Präzision erreicht werden kann.
Ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, in dem zumindest einen Heizbetriebszustand die an dem zumindest einen Heizelement anliegende Polung bei einer Ermittlung der von dem Leckstrom des zumindest einen Heizelements abhängigen Kenngrößen zu berücksichtigen, kann insbesondere eine präzise Ermittlung der von dem Leckstrom des zumindest einen Heizelements abhängigen Kenngrößen, insbesondere der Temperatur des zumindest einen Heizelements, erreicht werden.
Es sind verschiedene, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen des zumindest einen Heizelements denkbar. Beispielsweise könnte das zumindest eine Heizelement als insbesondere gewickelter Leiter, vorteilhaft als gewickelter Draht, ausgebildet sein. Vorzugsweise ist jedoch das zumindest eine Heizelement als Schicht ausgebildet. Unter einer „Schicht“ soll insbesondere eine Ausgestaltung eines Objekts verstanden werden, bei welcher ein kleinster, das Objekt gerade noch umschließender Quader eine kürzeste Kante und zwei lange Kanten aufweist, wobei eine kürzere Kante der zwei langen Kanten mindestens 5 Mal, insbesondere mindestens 10 Mal, voreilhaft mindestens 15 Mal und besonders vorteilhaft mindestens 20 Mal so groß ist wie die kürzeste Kante des Quaders. Die Schicht weist insbesondere eine zumindest im Wesentlichen gleichbleibende Materialstärke auf, welche vorteilhaft einen Wert von maximal 5 mm, insbesondere von maximal 1 mm, vorteilhaft von maximal 0,5 mm und besonders vorteilhaft von maximal 0,1 mm annimmt. Unter der Wendung, dass die Schicht eine „zumindest im Wesentlichen gleichbleibende Materialstärke“ aufweist, soll insbesondere verstanden werden, dass sich ein Betrag der Materialstärke im Bereich der Schicht um maximal 20 %, insbesondere um maximal 10 % und vorteilhaft um maximal 5 % ändert. Das Heizelement kann insbesondere als Induktionsheizelement ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das zumindest eine Heizelement jedoch als Strahlungsheizelement und/oder besonders vorteilhaft als Widerstandsheizelement ausgebildet. Dadurch kann insbesondere eine kompakte Bauweise erreicht werden. Weiterhin können geringe Kosten erreicht werden.
Das zumindest eine Sensorelement könnte eine Vielzahl an, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Ausgestaltungen annehmen. Beispielsweise könnte das zumindest eine Sensorelement als insbesondere gewickelter Leiter, vorteilhaft als gewickelter Draht, ausgebildet sein. Vorzugsweise ist jedoch das zumindest eine Sensorelement als Schicht ausgebildet, wodurch insbesondere eine platzsparende Ausgestaltung erreicht werden kann.
Vorteilhaft bilden das zumindest eine Heizelement und das zumindest eine Sensorelement wenigstens in dem zumindest einen Polungsdetektionsbetriebszustand gemeinsam einen Kondensator aus, wodurch insbesondere eine präzise Detektion des aus dem zumindest einen Heizelement austretenden Leckstroms erreicht werden kann. Insbesondere im Falle einer Ausgestaltung des zumindest einen Heizelements und des zumindest einen Sensorelements als Schicht bilden beide zusammen vorzugsweise einen Plattenkondensator aus.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Hausgeräteheizvorrichtung zumindest ein Dielektrikum umfasst, das zumindest teilweise zwischen dem zumindest einen Heizelement und dem zumindest einen Sensorelement angeordnet ist und einen temperaturabhängigen spezifischen Widerstand aufweist, wobei die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, den temperaturabhängigen spezifischen Widerstand des zumindest einen Dielektrikums zu einer Ermittlung der zumindest einen Kenngröße auszunutzen. Der temperaturabhängige spezifische Widerstand des zumindest einen Dielektrikums ändert sich insbesondere unterhalb eines Schwellwerts, insbesondere von zumindest im Wesentlichen 200°C, nur geringfügig, insbesondere um weniger als 5 %, vorteilhaft um maximal 1 %, besonders vorteilhaft um maximal 0,5 % und vorzugsweise um maximal 0,1 % eines Betrags des spezifischen Widerstands bei einer Temperatur von Null Grad Celsius. Bei Temperaturen oberhalb des Schwellwerts nimmt ein Widerstandswert des temperaturabhängigen spezifischen Widerstands des zumindest einen Dielektrikums stark ab, wobei der Widerstandswert des zumindest einen Dielektrikums bei Temperaturen oberhalb des Schwellwerts insbesondere einen Widerstandswert von maximal 70 %, vorteilhaft von maximal 50 %, besonders vorteilhaft von maximal 30 % und vorzugsweise von maximal 10 % eines Widerstandswerts bei Temperaturen unterhalb des Schwellwerts einen Widerstandswert aufweist, und wobei der Wert des temperaturabhängigen spezifischen Widerstands beispielsweise einen linearen und/oder exponentiellen Verlauf annehmen könnte. Unter der Wendung, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, den temperaturabhängigen spezifischen Widerstand des Dielektrikums zu einer Ermittlung der zumindest einen Kenngröße „auszunutzen“, soll insbesondere verstanden werden, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, aus Kenntnis eines in dem zumindest einen Heizbetriebszustand an dem zumindest einen Messeingang anliegenden Potentials einen aus dem zumindest einen Heizelement austretenden Leckstrom zu ermitteln und insbesondere aus dem ermittelten aus dem zumindest einen Heizelement austretenden Leckstrom Rückschlüsse auf einen aktuellen Widerstandswert des zumindest einen Dielektrikums zu ziehen und vorteilhaft aus Kenntnis des in der Speichereinheit gespeicherten Verlaufs des temperaturabhängigen spezifischen Widerstands des zumindest einen Dielektrikums die zumindest eine Kenngröße zu ermitteln. Dadurch kann insbesondere eine exakte Ermittlung der zumindest einen Kenngröße erreicht werden. Darüber hinaus kann vorteilhaft eine preiswerte Ausgestaltung erreicht werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
1 ein Hausgerät mit einer Hausgeräteheizvorrichtung in einer schematischen perspektivischen Darstellung,
2 ein Heizelement, ein Dielektrikum, ein Sensorelement, ein weiteres Dielektrikum sowie ein Basiselement der Hausgeräteheizvorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung,
3 ein schematisches Schaltbild der Hausgeräteheizvorrichtung in einem Polungserkennungsbetriebszustand in einer schematischen Darstellung und
4 ein schematisches Schaltbild der Hausgeräteheizvorrichtung in einem Heizbetriebszustand in einer schematischen Darstellung.
1 zeigt ein Hausgerät 34, das als Gargerät ausgebildet ist, mit einer Hausgeräteheizvorrichtung 10, die als Gargeräteheizvorrichtung ausgebildet ist. Es sind verschiedene, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen des Hausgeräts denkbar. Beispielsweise könnte das Hausgerät 34 als Dampfgarer und/oder als Induktionsofen und/oder als Herd und/oder als Wasserkocher und/oder als Kaffeemaschine und/oder als Toaster und/oder als Tepan-Yaki-Platte ausgebildet sein. Im vorliegenden Fall ist das Hausgerät 34 als ein Backofen ausgebildet.
Das Hausgerät 34 umfasst ein Gehäuse 36, das eine äußere Begrenzung insbesondere des Hausgeräts 34 ausbildet. An einer in einem eingebauten Zustand einem Bediener zugewandten Frontseite des Gehäuses 36 weist das Gehäuse 36 eine Heizgerätetür 38 auf. Die Heizgerätetür 38 ermöglicht einen Zugang zu einem in dem Gehäuse 36 befindlichen Garraum 40. Das Hausgerät 34 umfasst eine Muffel 42, die den Garraum 40 begrenzt. Die Muffel 42 bildet hierbei eine seitliche Begrenzung des Garraums 40 aus. Zu einer Belüftung des Garraums 40 umfasst das Hausgerät 34 ein Gebläse 44, welches an einer der Heizgerätetür 38 abgewandten Rückseite angeordnet ist.
Zu einer Erhitzung des Garraums 40 umfasst die Hausgeräteheizvorrichtung 10 ein Heizelement 12. Alternativ zu einer Ausgestaltung mit einem einzigen Heizelement könnte die Hausgeräteheizvorrichtung auch eine andere Anzahl an Heizelementen umfassen. Beispielsweise könnte die Hausgeräteheizvorrichtung zwei Heizelemente aufweisen. Hierbei könnten die Heizelemente an einer Oberseite und an einer Unterseite der Muffel angeordnet sein. Alternativ könnten beide Heizelemente auf derselben Seite einer Muffel angeordnet sein. Ein erstes Heizelement der Heizelemente könnte an der Oberseite angeordnet und zu einer Erzeugung von Oberhitze ausgebildet sein. Ein zweites Heizelement der Heizelemente könnte an der Unterseite angeordnet und zu einer Erzeugung von Unterhitze ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich könnten seitlich an der Muffel, insbesondere an Seitenwänden der Muffel, angeordnete Heizelemente vorgesehen sein. Es sind ferner verschiedene, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen des Heizelements denkbar. Beispielsweise könnte das Heizelement als Induktionsheizelement und/oder als Strahlungsheizelement ausgebildet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Heizelement 12 als Widerstandsheizelement ausgebildet.
Zu einer Eingabe und/oder Auswahl von Betriebsparametern weist die Hausgeräteheizvorrichtung 10 eine Bedieneinheit 46 auf (vgl. 1). Es sind verschiedene, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Betriebsparameter denkbar. Beispielsweise könnte der Betriebsparameter eine Garzeit und/oder ein Garprogramm und/oder eine Heizleistungsstufe aufweisen. Insbesondere ist ein Betriebsparameter jedoch eine Temperatur, vorteilhaft eine Solltemperatur, wobei die Bedieneinheit 46 zu einer Eingabe und/oder Veränderung eines Werts einer Solltemperatur des Garraums 40 vorgesehen ist. Die Bedieneinheit 46 ist an der Frontseite angeordnet. Die Bedieneinheit 46 weist insbesondere eine Anzeigeeinheit auf und ist vorteilhaft zu einer Ausgabe eines Werts vorgesehen.
Die Hausgeräteheizvorrichtung 10 umfasst eine Steuereinheit 28, die in Abhängigkeit der mittels der Bedieneinheit 46 eingegebenen Bedienparameter Aktionen ausführt und/oder Einstellungen vornimmt und/oder verändert. Die Steuereinheit 28 ist zu einer Steuerung und Regelung des Heizelements 12 vorgesehen. Zudem umfasst die Hausgeräteheizvorrichtung 10 einen Sensor (nicht dargestellt), der zu einer Detektion einer Ist-Temperatur des Garraums 40 vorgesehen ist. Alternativ ist denkbar, dass die Hausgeräteheizvorrichtung mehrere Sensoren umfasst.
Zu einer Versorgung des Heizelements 12 mit Energie weist das Heizelement 12 zwei Heizanschlüsse 14, 16 auf (vgl. 3 und 4). Jeder der Heizanschlüsse 14, 16 ist zu einem Anschluss an einen Versorgungsanschluss 18, 20 eines Versorgungsnetzes vorgesehen. Alternativ ist denkbar, dass die Hausgeräteheizvorrichtung eine Leistungsversorgung umfasst, die zu einer Versorgung des Heizelements mit Energie vorgesehen ist. Bei der Leistungsversorgung könnte es sich um eine Umrichterschaltung handeln, insbesondere mit zumindest einem Gleich- und/oder Wechselrichter handeln. Ferner könnte die Leistungsversorgung eine Verbindung zu einem Versorgungsnetz, insbesondere einem Stromversorgungsnetz, aufweisen.
Ein erster Heizanschluss 14 der Heizanschlüsse 14, 16 und ein erster Versorgungsanschluss 18 der Versorgungsanschlüsse 18, 20 sind miteinander elektrisch verbunden. Ein zweiter Heizanschluss 16 der Heizanschlüsse 14, 16 und ein zweiter Versorgungsanschluss 20 der Versorgungsanschlüsse 18, 20 sind miteinander elektrisch verbunden. Die Hausgeräteheizvorrichtung 10 umfasst ein Schaltelement 22 und ein weiteres Schaltelement 48. Das Schaltelement 22 ist zwischen dem ersten Heizanschluss 14 der Heizanschlüsse 14, 16 und dem ersten Versorgungsanschluss 18 der Versorgungsanschlüsse 18, 20 geschaltet. Ein erster Anschluss des Schaltelements 22 und der erste Versorgungsanschluss 18 sind elektrisch miteinander verbunden. Ein zweiter Anschluss des Schaltelements 22 und der erste Heizanschluss 14 sind elektrisch miteinander verbunden.
Das weitere Schaltelement 48 ist zwischen dem zweiten Heizanschluss 16 und dem zweiten Versorgungsanschluss 20 geschaltet. Ein erster Anschluss des weiteren Schaltelements 48 und der zweite Heizanschluss 16 sind elektrisch miteinander verbunden. Ein zweiter Anschluss des weiteren Schaltelements 48 und der zweite Versorgungsanschluss 20 sind elektrisch miteinander verbunden. Das Schaltelement 48 stellt einen Hauptschalter des Hausgeräts 34 dar. Jedes Schaltelement 22, 48 weist ein Relais auf. Alternativ sind weitere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen der Schaltelemente denkbar, beispielsweise in Form von Leistungshalbleiterschaltern.
Die Hausgeräteheizvorrichtung 10 umfasst eine Messeinheit 24, die einen Messeingang 26 aufweist. An dem Messeingang 26 liegt wenigstens in einem Heizbetriebszustand ein Potential an. Der Messeingang 26 und der zweite Heizanschluss 16 sind elektrisch miteinander verbunden. Damit sind der Messeingang 26 und der erste Anschluss des weiteren Schaltelements 48 ebenfalls elektrisch miteinander verbunden. Der Messeingang 26 zweigt an einer Anschlussstelle 50 von der elektrischen Verbindung zwischen dem zweiten Heizanschluss 16 und dem ersten Anschluss des weiteren Schaltelements 48 ab. Zwischen dem Messeingang 26 und der Anschlussstelle 50 ist ein elektrischer Widerstand 52 geschaltet. Der Widerstand 52 weist einen Widerstandswert von im Wesentlichen 10 kΩ auf.
Die Messeinheit 24 weist einen Messausgang 54 auf. Ein erster Anschluss der Steuereinheit 28 und der Messausgang 54 sind elektrisch miteinander verbunden. Die Messeinheit 24 gibt über den Messausgang 54 einen Scheitelwert eines an dem Messeingang 26 anliegenden Potentials aus. Die Messeinheit 24 weist einen Gleichrichter 56 auf. Der Gleichrichter 56 weist einen Gleichrichtereingang auf, der elektrisch mit dem Messeingang 26 verbunden ist. Von einer elektrischen Verbindung zwischen dem Messeingang 26 und dem Gleichrichter 56 zweigt ein Messkondensator 58 ab. Der Messkondensator 58 weist eine Kapazität von im Wesentlichen 100 nF auf. Die Messeinheit 24 weist den Messkondensator 58 auf, der zu einem Ausfiltern eines Hochfrequenzanteils vorgesehen ist. Ein erster Anschluss des ersten Messkondensators 58 ist elektrisch mit der Verbindung zwischen dem Messeingang 26 und dem Gleichrichter 56 verbunden. Ein zweiter Anschluss des ersten Messkondensators 58 ist elektrisch mit Masse verbunden. Der Gleichrichter 56 ist von einem Operationsverstärker mit nachgeschalteter Diode gebildet. Alternativ könnte der Gleichrichter 56 von einem Brückengleichrichter gebildet sein. Ebenfalls denkbar sind weitere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen des Gleichrichters.
Die Messeinheit 24 weist einen weiteren Messkondensator 60 auf, der zu einem Glätten einer von dem Gleichrichter 56 ausgegebenen Spannung vorgesehen ist. Der Messkondensator 60 weist eine Kapazität von im Wesentlichen 10 nF auf. Der weitere Messkondensator 60 zweigt an einer Messanschlussstelle 62 von einer Verbindung zwischen dem Gleichrichter 56 und dem Messausgang 54 ab. Ein erster Anschluss des weiteren Messkondensators 60 und die Messanschlussstelle 62 sind elektrisch miteinander verbunden. Der Gleichrichter 56 weist einen weiteren Gleichrichtereingang auf, der elektrisch mit der Messanschlussstelle 62 verbunden ist. Ein zweiter Anschluss des weiteren Messkondensators 60 ist elektrisch mit Masse verbunden.
Liegt an dem Messeingang 26 ein Potential an, wie dies beispielsweise in dem Heizbetriebszustand der Fall ist, so wird der weitere Messkondensator 60 über den Gleichrichter 56 aufgeladen. Da der erste Anschluss des weiteren Messkondensators 60 über die Messanschlussstelle 62 mit dem weiteren Gleichrichtereingang verbunden ist, wird der weiteren Messkondensator 60 bis zu einem Spannungswert aufgeladen, der einem Wert der an dem Messeingang 26 anliegenden Potential entspricht. Dieser Wert wird anschließend über den Messausgang 54 an die Steuereinheit 28 ausgegeben. Hierdurch kann in einem Verfahren zum Betrieb der Hausgeräteheizvorrichtung 10 von der Steuereinheit 28 in dem Heizbetriebszustand ein an dem Messeingang 26 anliegendes Potential ermittelt werden. Das an dem Messeingang 26 anliegende Potential ist in dem Heizbetriebszustand variabel und ändert sich in Abhängigkeit einer Funktion des Heizelements 12.
Zu einer Überwachung einer Funktion des Heizelements 12 in dem Heizbetriebszustand umfasst die Hausgeräteheizvorrichtung 10 ein Sensorelement 30 (vgl. 2). Das Sensorelement 30 ist in dem Heizbetriebszustand zu einer Detektion eines Leckstroms aus dem Heizelement 12 vorgesehen. Ein aus dem Heizelement 12 austretender Leckstrom ist unerwünscht, wenngleich dieser bei Beheizung des Heizelements 12 immer auftritt. Jedoch ist der aus dem Heizelement 12 austretende Leckstrom bei Temperaturen unterhalb eines Schwellwerts vernachlässigbar klein. Bei Temperaturen oberhalb des Schwellwerts nimmt der Leckstrom stark zu und deutet auf eine Fehlfunktion des Heizelements 12 hin. Das Sensorelement 30 und der Messeingang 26 sind elektrisch miteinander verbunden. Eine elektrische Verbindung zwischen dem Sensorelement 30 sowie dem Messeingang 26 und eine elektrische Verbindung zwischen der Anschlussstelle 50 sowie dem Messeingang 26 weisen eine gemeinsame Kontaktstelle 64 auf.
Wenigstens in dem Heizbetriebszustand führen zwei parallele Leitungspfade 66, 68 von einem der Versorgungsanschlüsse 18, 20 zu dem Messeingang 26. Ein erster Leitungspfad 66 der Leitungspfade 66, 68 führt von einem der Versorgungsanschlüsse 18, 20 über das Heizelement 12 und das Sensorelement 30 zu dem Messeingang 26. Der erste Leitungspfad 66 der Leitungspfade 66, 68 weist einen Bereich zwischen dem Heizelement 12 und dem Sensorelement 30 auf, durch den der Leckstrom fließt. Ein zweiter Leitungspfad 68 der Leitungspfade 66, 68 führt von einem der Versorgungsanschlüsse 18, 20 über die Anschlussstelle 50 und den elektrischen Widerstand 52 zu dem Messeingang 26. Der sich in dem zweiten Leitungspfad 68 befindliche elektrische Widerstand 52 ist zwischen der Anschlussstelle 50 und der Kontaktstelle 64 geschaltet.
Zwischen dem Sensorelement 30 und der Kontaktstelle 64 sind eine Kapazität und ein ohmscher Widerstand, und zwar insbesondere ein Kondensator 70, ein erster Widerstand 72 und ein zweiter Widerstand 74, in Reihe geschaltet. Der Kondensator 70 weist eine Kapazität von im Wesentlichen 100 nF auf. Der erste Widerstand 72 weist einen Widerstandswert in einem Bereich von 30 kΩ bis 50 kΩ, insbesondere von im Wesentlichen 33 kΩ, auf. Der zweite Widerstand 74 weist einen Widerstandswert in einem Bereich von 30 kΩ bis 50 kΩ, insbesondere von im Wesentlichen 33 kΩ, auf. Hierbei sind das Sensorelement 30 und ein erster Anschluss des Kondensators 70 elektrisch miteinander verbunden. Von der Verbindung zwischen dem Sensorelement 30 und dem ersten Anschluss des Kondensators 70 zweigt ein Kondensator 76 ab. Ein erster Anschluss des Kondensators 76 und die Verbindung zwischen dem Sensorelement 30 und dem ersten Anschluss des Kondensators 70 sind elektrisch miteinander verbunden. Ein zweiter Anschluss des Kondensators 76 ist elektrisch mit Erde verbunden. Die Reihenschaltung aus dem Kondensator 70, dem ersten Widerstand 72 und dem zweiten Widerstand 74 weist einen spezifischen Widerstand mit einem Wert auf, der im Wesentlichen zehn Mal so groß ist wie ein Wert des sich in dem zweiten Leitungspfad 68 befindlichen elektrischen Widerstands 52.
Falls ein erstes der Schaltelemente 22, 48 geschlossen und ein zweites der Schaltelemente 22, 48 geöffnet ist, liegt an dem Messeingang 26 ein Potential mit einem Wert an, der von einer Polung des Heizelements 12 abhängig ist. Je nach Steckrichtung eines Gerätesteckers in einer Anschlussdose des Versorgungsnetzes sind Nullleiter und Phasenleiter vertauscht. Da sich jedoch das an dem Messeingang 26 anliegende Potential abhängig von einer an dem Heizelement 12 anliegenden Polung ändert, sollte zu einer exakten Detektion des aus dem Heizelement 12 in dem Heizbetriebszustand austretenden Leckstroms eine eindeutige Polung sichergestellt werden.
In einem Verfahren zum Betrieb der Hausgeräteheizvorrichtung 10 wird in einem Polungsdetektionsbetriebszustand mittels des an dem Messeingang 26 anliegenden Potentials eine an dem Heizelement 12 anliegende Polung ermittelt. In dem Polungsdetektionsbetriebszustand unterbricht die Steuereinheit 28 einen Leitungspfad durch das Heizelement 12 mittels des Schaltelements 22. In dem Polungsdetektionsbetriebszustand schließt die Steuereinheit 28 das weitere Schaltelement 48 und öffnet das Schaltelement 22 (vgl. 3). Liegt bei geschlossenem weiteren Schaltelement 48 sowie geöffnetem Schaltelement 22 ein Nullleiter an dem zweiten Versorgungsanschluss 20 an, so liegt an dem Messeingang 26 ein Potential mit einem verschwindend geringen Wert an. Sollte an dem zweiten Versorgungsanschluss 20 ein Phasenleiter anliegen, so liegt an dem Messeingang 26 ein Potential mit einem sich wesentlichen von Null unterscheidenden Wert an. Beispielsweise könnte ein Wert des an dem Messeingang 26 anliegenden Potentials im ersten Fall im Wesentlichen 0 V und im zweiten Fall im Wesentlichen 80 V betragen. In dem Polungsdetektionsbetriebszustand ermittelt die Steuereinheit 28 mittels des an dem Messeingang 26 anliegenden Potentials eine an dem Heizelement 12 anliegende Polung.
Die Steuereinheit 28 erkennt in dem Polungsdetektionsbetriebszustand anhand des an dem Messeingang 26 anliegenden Potentials, welche Polung an dem Heizelement 12 anliegt. Hierbei vergleicht die Steuereinheit 28 in dem Polungsdetektionsbetriebszustand den von der Messeinheit 24 an die Steuereinheit 28 übertragenen Wert des an dem Messeingang 26 anliegenden Potentials mit in einer Speichereinheit der Steuereinheit 28 gespeicherten Vergleichswerten. Sollte eine zu große Abweichung von den gespeicherten Vergleichswerten vorliegen, gibt die Steuereinheit 28 über die Anzeigeeinheit der Bedieneinheit 46 eine Warnung insbesondere an einen Bediener aus. In diesem Fall erkennt die Steuereinheit 28 einen vorliegenden Hardwarefehler, welcher beispielsweise von dem Heizelement 12 und/oder von einem der Schaltelemente 22, 48 verursacht sein könnte.
Wenigstens in dem Polungsdetektionsbetriebszustand bilden das Heizelement 12 und das Sensorelement 30 gemeinsam einen Kondensator aus (vgl. 2). Das Sensorelement 30 und das Heizelement 12 sind in einem montierten Zustand benachbart angeordnet. Das Heizelement 12 und das Sensorelement 30 sind jeweils als Schicht ausgebildet. Die Hausgeräteheizvorrichtung 10 umfasst ein Basiselement 78, auf welchem das Heizelement 12 und das Sensorelement 30 in dem montierten Zustand aufgebracht sind. Das Basiselement 78 ist geerdet (vgl. 3).
Die Hausgeräteheizvorrichtung 10 umfasst ein Dielektrikum 32, das zwischen dem Heizelement 12 und dem Sensorelement 30 angeordnet ist (vgl. 2). Das Dielektrikum 32 weist einen temperaturabhängigen spezifischen Widerstand auf. Unterhalb eines Schwellwerts ändert sich der temperaturabhängige spezifische Widerstand des Dielektrikums 32 nur geringfügig. Das Dielektrikum 32 blockiert bei Temperaturen des Heizelements 12 unterhalb des Schwellwerts, wie beispielsweise in dem Polungsdetektionsbetriebszustand, zumindest im Wesentlichen einen Stromfluss zwischen dem Heizelement 12 und dem Sensorelement 30. Der temperaturabhängige spezifische Widerstand des Dielektrikums 32 nimmt bei Temperaturen oberhalb des Schwellwerts mit steigender Temperatur ab. Ein Betrag des Schwellwerts ist in einem Bereich einer beginnenden Überhitzung des Heizelements 12 gewählt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Schwellwert im Wesentlichen 200°C. Alternativ sind weitere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Schwellwerte denkbar.
Das Sensorelement 30 und das Basiselement 78 bilden gemeinsam einen Kondensator aus. Die Hausgeräteheizvorrichtung 10 umfasst ein weiteres Dielektrikum 80, das zwischen dem Sensorelement 30 und dem Basiselement 78 angeordnet ist. Das weitere Dielektrikum 80 weist einen im Wesentlichen temperaturunabhängigen spezifischen Widerstand auf, der sich bei steigender Temperatur nur unwesentlich ändert. Unabhängig von einem Betriebszustand blockiert das weitere Dielektrikum 80 zumindest im Wesentlichen einen Stromfluss zwischen dem Sensorelement 30 und dem Basiselement 78.
Gibt ein Bediener mittels der Bedieneinheit 46 eine Heizleistung für das Heizelement 12 vor, so startet die Steuereinheit 28 den Heizbetriebszustand. Zu einem Starten des Heizbetriebszustands schließt die Steuereinheit 28 das Schaltelement 22 sowie das weitere Schaltelement 48 (vgl. 4). Bei Temperaturen des Heizelements 12 unterhalb des Schwellwerts verhindert das Dielektrikum 32 mittels des spezifischen Widerstands des Dielektrikums 32 zumindest im Wesentlichen einen aus dem Heizelement 12 austretenden Leckstrom. Beispielsweise liegt an dem Messeingang 26 in dem Heizbetriebszustand bei Temperaturen des Heizelements 12 unterhalb des Schwellwerts ein Potential von im Wesentlichen 60 V an, sollte an dem zweiten Versorgungsanschluss 20 ein Nullleiter anliegen. Sollte an dem zweiten Versorgungsanschluss 20 ein Phasenleiter anliegen, so liegt an dem Messeingang 26 in dem Heizbetriebszustand bei Temperaturen des Heizelements 12 unterhalb des Schwellwerts beispielsweise ein Potential von im Wesentlichen 140 V an.
Nimmt das Heizelement 12 Temperaturen oberhalb des Schwellwerts an, so tritt aus dem Heizelement 12 ein wesentlich von Null verschiedener Leckstrom aus. Der aus dem Heizelement 12 austretende Leckstrom nimmt in Abhängigkeit von einer Temperatur des Heizelements 12 unterschiedliche Werte an. Hierbei nimmt der aus dem Heizelement 12 austretende Leckstrom für höhere Temperaturen des Heizelements 12 höhere Werte an.
In dem Heizbetriebszustand ermittelt die Steuereinheit 28 eine von dem Leckstrom des Heizelements 12 abhängige Kenngröße. Die Kenngröße weist eine Temperatur des Heizelements 12 auf. Die Steuereinheit 28 prüft in dem Heizbetriebszustand anhand der Kenngröße, ob eine Überhitzung des Heizelements 12 vorliegt. In dem Heizbetriebszustand nutzt die Steuereinheit 28 den temperaturabhängigen spezifischen Widerstand des Dielektrikums 32 zu einer Ermittlung der Kenngröße aus. In der Speichereinheit der Steuereinheit 28 ist ein zu erwartender Wert des Leckstroms in Abhängigkeit von einer Temperatur des Heizelements 12 gespeichert. Die Steuereinheit 28 vergleicht in dem Heizbetriebszustand den ermittelten Wert des Leckstroms, den die Steuereinheit 28 aus dem an dem Messeingang 26 anliegenden Potential ermittelt, mit den in der Speichereinheit gespeicherten Werten des Leckstroms. Hieraus ermittelt die Steuereinheit 28 in dem Heizbetriebszustand die Kenngröße.
Bei einer Ermittlung der von dem Leckstrom des Heizelements 12 abhängigen Kenngröße berücksichtigt die Steuereinheit 28 in dem Heizbetriebszustand die an dem Heizelement 12 anliegende Polung. In dem Heizbetriebszustand wählt die Steuereinheit 28 abhängig von einem an dem Heizelement 12 anliegenden Potential unterschiedliche in der Speichereinheit der Steuereinheit 28 gespeicherte Vergleichswerte zu einem Vergleich mit dem von der Messeinheit 24 an die Steuereinheit 28 übermittelten Wert des an dem Messeingang 26 anliegenden Potentials. Beispielsweise liegt an dem Messeingang 26 in dem Heizbetriebszustand bei Temperaturen des Heizelements 12 oberhalb des Schwellwerts ein Potential in einem Bereich von im Wesentlichen 120 V bis 140 V an, sollte an dem zweiten Versorgungsanschluss 20 ein Nullleiter anliegen. Sollte an dem zweiten Versorgungsanschluss 20 ein Phasenleiter anliegen, so liegt an dem Messeingang 26 in dem Heizbetriebszustand bei Temperaturen des Heizelements 12 unterhalb des Schwellwerts beispielsweise ein Potential in einem Bereich von im Wesentlichen 200 V bis 220 V an.
Nimmt der aus dem Heizelement 12 austretende Leckstrom einen Wert oberhalb einer in der Speichereinheit gespeicherten Abschaltschwelle, so deaktiviert die Steuereinheit 28 in dem Heizbetriebszustand das Heizelement 12, insbesondere durch Öffnen des Schaltelements 22 und/oder des weiteren Schaltelements 48. Alternativ oder zusätzlich gibt die Steuereinheit 28 in dem Heizbetriebszustand eine Warnung insbesondere an einen Bediener aus, sollte der aus dem Heizelement 12 austretende Leckstrom einen Wert oberhalb der in der Speichereinheit gespeicherten Abschaltschwelle annehmen.
In dem Heizbetriebszustand hängt ein Wert des an dem Messeingang 26 anliegenden Potentials von einer beheizten Fläche des Heizelements 12 ab. Das an dem anliegenden Potential nimmt in dem Heizbetriebszustand in Abhängigkeit von einer Anzahl aktivierter Heizkreise des Heizelements 12 unterschiedliche Werte an. Die Steuereinheit 28 erkennt in dem Heizbetriebszustand mittels des an dem Messeingang 26 anliegenden Potentials eine Anzahl aktivierter Heizkreise des Heizelements 12. In dem Heizbetriebszustand erkennt die Steuereinheit 28 anhand des an dem Messeingang 26 anliegenden Potentials defekte Heizkreise des Heizelements 12. Im Fall von einem und/oder mehreren defekten Heizkreisen des Heizelements 12 gibt die Steuereinheit 28 in dem Heizbetriebszustand mittels der Anzeigeeinheit eine Warnung insbesondere an einen Bediener aus und/oder deaktiviert das Heizelement 12, insbesondere durch Öffnen des Schaltelements 22 und/oder des weiteren Schaltelements 48.
Wird das Heizelement 12 zu einer Erhitzung von Wasser verwendet, können sich Kalkrückstände auf dem Heizelement 12 ablagern. Kalkrückstände auf dem Heizelement 12 haben eine isolierende Wirkung und verringern in dem Heizbetriebszustand einen maximalen Wärmeübergang von dem Heizelement 12 zu von dem Heizelement 12 zu erhitzendem Gargut, wie beispielsweis Wasser. In dem Heizbetriebszustand haben Kalkrückstände auf dem Heizelement 12 eine Erhöhung der Temperatur des Heizelements 12 zur Folge. Im Extremfall könnte das Heizelement 12 überhitzen und insbesondere durch Kalkrückstände auf dem Heizelement 12 zerstört werden.
In dem Heizbetriebszustand hängt ein Wert des an dem Messeingang 26 anliegenden Potentials von einer Größe einer Verschmutzung des Heizelements 12 ab. Die Verschmutzung könnte beispielsweise als Verkalkung ausgebildet sein. Alternativ sind weiteren, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Verschmutzungen denkbar. Das an dem Messeingang 26 anliegenden Potential nimmt in dem Heizbetriebszustand in Abhängigkeit von einer Größe einer Verschmutzung des Heizelements 12 unterschiedliche Werte an. Die Steuereinheit 28 erkennt in dem Heizbetriebszustand mittels des an dem Messeingang 26 anliegenden Potentials eine vorliegende Verschmutzung des Heizelements 12. In dem Heizbetriebszustand gibt die Steuereinheit 28 mittels der Anzeigeeinheit eine Information insbesondere an einen Bediener über eine vorliegende Verschmutzung des Heizelements 12 aus. Alternativ oder zusätzlich deaktiviert die Steuereinheit 28 in dem Heizbetriebszustand das Heizelement 12, insbesondere durch Öffnen des Schaltelements 22 und/oder des weiteren Schaltelements 48.
Hierdurch kann insbesondere ein Notbetrieb des Heizelements 12 erreicht werden, insbesondere im Fall von einem und/oder mehreren defekten Heizkreisen des Heizelements 12 und/oder im Fall einer vorliegenden Verschmutzung des Heizelements 12. Darüber hinaus können im Fall einer Überhitzung des Heizelements 12 Maßnahmen zu einem Schutz vor einer Überhitzung des Heizelements 12 getroffen werden, insbesondere durch von der Steuereinheit 28 ausgeführten Aktionen.
Alternativ sind eine Vielzahl an Varianten denkbar. Beispielsweise könnte auf das Basiselement verzichtet werden. Ebenfalls denkbar sind Ausgestaltungen mit unterschiedlichen Anzahlen an Heizelementen und/oder Sensorelementen.
Bezugszeichenliste

10: Hausgeräteheizvorrichtung
12: Heizelement
14: Erster Heizanschluss
16: Zweiter Heizanschluss
18: Erster Versorgungsanschluss
20: Zweiter Versorgungsanschluss
22: Schaltelement
24: Messeinheit
26: Messeingang
28: Steuereinheit
30: Sensorelement
32: Dielektrikum
34: Hausgerät
36: Gehäuse
38: Heizgerätetür
40: Garraum
42: Muffel
44: Gebläse
46: Bedieneinheit
48: Weiteres Schaltelement
50: Anschlussstelle
52: Widerstand
54: Messausgang
56: Gleichrichter
58: Messkondensator
60: Weiterer Messkondensator
62: Messanschlussstelle
64: Kontaktstelle
66: Erster Leitungspfad
68: Zweiter Leitungspfad
70: Kondensator
72: Erster Widerstand
74: Zweiter Widerstand
76: Kondensator
78: Basiselement
80: Weiteres Dielektrikum

Claims

Hausgeräteheizvorrichtung, insbesondere Gargeräteheizvorrichtung, mit zumindest einem Heizelement (12), das zumindest zwei Heizanschlüsse (14, 16) aufweist, die jeweils zu einem Anschluss an einen von zumindest zwei Versorgungsanschlüssen (18, 20) eines Versorgungsnetzes vorgesehen sind, mit zumindest einem Schaltelement (22), das zwischen einem ersten Heizanschluss (14) der zumindest zwei Heizanschlüsse (14, 16) und einem ersten Versorgungsanschluss (18) der zumindest zwei Versorgungsanschlüsse (18, 20) geschaltet ist, und mit einer Messeinheit (24), die zumindest einen Messeingang (26) aufweist, an dem in zumindest einem Heizbetriebszustand ein Potential anliegt, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (28), die dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Polungsdetektionsbetriebszustand einen Leitungspfad durch das zumindest eine Heizelement (12) mittels des zumindest einen Schaltelements (22) zu unterbrechen und mittels eines an dem zumindest einen Messeingang (26) anliegenden Potentials eine an dem zumindest einen Heizelement (12) anliegende Polung zu ermitteln.
Hausgeräteheizvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zumindest ein Sensorelement (30), das in dem zumindest einen Heizbetriebszustand zu einer Detektion eines Leckstroms aus dem zumindest einen Heizelement (12) vorgesehen ist.
Hausgeräteheizvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (28) dazu vorgesehen ist, in dem zumindest einen Heizbetriebszustand zumindest eine von dem Leckstrom des zumindest einen Heizelements (12) abhängige Kenngröße zu ermitteln.
Hausgeräteheizvorrichtung zumindest nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zumindest einen Heizbetriebszustand zumindest zwei parallele Leitungspfade (66, 68) von einem der zumindest zwei Versorgungsanschlüsse (18, 20) zu dem zumindest einen Messeingang (26) führen, wobei ein erster Leitungspfad (66) der zumindest zwei Leitungspfade (66, 68) einen Bereich zwischen dem zumindest einen Heizelement (12) und dem zumindest einen Sensorelement (30) aufweist, durch den der Leckstrom fließt.
Hausgeräteheizvorrichtung zumindest nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (28) dazu vorgesehen ist, in dem zumindest einen Heizbetriebszustand die an dem zumindest einen Heizelement (12) anliegende Polung bei einer Ermittlung der von dem Leckstrom des zumindest einen Heizelements (12) abhängigen Kenngrößen zu berücksichtigen.
Hausgeräteheizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Heizelement (12) als Schicht ausgebildet ist.
Hausgeräteheizvorrichtung zumindest nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Sensorelement (30) als Schicht ausgebildet ist.
Hausgeräteheizvorrichtung zumindest nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Heizelement (12) und das zumindest eine Sensorelement (30) in dem zumindest einen Polungsdetektionsbetriebszustand gemeinsam einen Kondensator ausbilden.
Hausgeräteheizvorrichtung zumindest nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch zumindest ein Dielektrikum (32), das zumindest teilweise zwischen dem zumindest einen Heizelement (12) und dem zumindest einen Sensorelement (30) angeordnet ist und einen temperaturabhängigen spezifischen Widerstand aufweist, wobei die Steuereinheit (28) dazu vorgesehen ist, den temperaturabhängigen spezifischen Widerstand des zumindest einen Dielektrikums (32) zu einer Ermittlung der zumindest einen Kenngröße auszunutzen.
Hausgerät, insbesondere Gargerät, mit zumindest einer Hausgeräteheizvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Betrieb einer Hausgeräteheizvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.