DE102017123322A1

DE102017123322A1 - Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts und Gargerät

Info

Publication number: DE102017123322A1
Application number: DE102017123322.9A
Authority: DE
Inventors: Thomas Schreiner; Hans-Dieter Schramm; Klaus Grühbaum; Aldo Paintner; Jana Reslerová; Christoph Strobl
Original assignee: Rational AG
Current assignee: Rational AG
Priority date: 2017-10-09
Filing date: 2017-10-09
Publication date: 2019-04-11

Abstract

Ein Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts, wobei das Gargerät eine Temperaturmesseinrichtung aufweist, mit den folgenden Schritten wird vorgestellt: Die Temperaturmesseinrichtung wird unter den Taupunkt (τ) der Luft im Gargerät abgekühlt. Die Temperaturmesseinrichtung wird durch an der Temperaturmesseinrichtung vorbeiströmende Luft passiv erwärmt. Die Temperatur der Temperaturmesseinrichtung wird zu mehreren Zeitpunkten bestimmt und der Taupunkt (τ) der Luft im Gargerät wird aus den bestimmten Temperaturen ermittelt. Aus dem ermittelten Taupunkt (τ) wird die Luftfeuchtigkeit (x) der Luft im Gargerät bestimmt. Ferner wird ein Gargerät vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts sowie ein Gargerät.
Für ein optimales Garergebnis ist es vor allem beim Dampfgaren wichtig, die Luftfeuchtigkeit der Luft im Gargerät kontrollieren zu können. Eine zu geringe Luftfeuchtigkeit kann dazu führen, dass das Gargut austrocknet. Eine zu hohe Luftfeuchtigkeit führt hingegen zu ungewollter Kondensation von Wasserdampf oder mangelhafter Abtrocknung und damit eventuell zu einer Pfützenbildung, die die Qualität des Garergebnisses negativ beeinflussen kann.
Aus dem Stand der Technik sind mehrere verschiedene Verfahren zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit von Luft in einem Gargerät bekannt. Während bestimmter Betriebsmodi des Gargeräts ermöglichen viele der bekannten Verfahren jedoch nur eine ungenaue oder gar keine Ermittlung der Luftfeuchtigkeit. Dies ist insbesondere während des Entfeuchtens der Garraumluft der Fall. Um die Luftfeuchtigkeit während der bestimmten Betriebsmodi zu bestimmen, müssen diese unterbrochen werden. Es wäre jedoch wünschenswert, die Luftfeuchtigkeit auch während dieser Betriebsmodi möglichst genau bestimmen zu können, ohne den jeweiligen Betriebsmodus zu unterbrechen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Gargerät sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts bereitzustellen, bei dem die Luftfeuchtigkeit der Luft im Gargerät zuverlässiger ermittelt werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Gargerät zum Zubereiten von Speisen, das eine erste Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtung zur physikalischen Bestimmung von Luftfeuchtigkeit von Luft im Gargerät aufweist, wobei wenigstens eine zweite, von der ersten Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtung funktionell verschiedene Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtung zur physikalischen Bestimmung von Luftfeuchtigkeit von Luft im Gargerät vorgesehen ist. Dadurch, dass die weitere Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtung funktionell von der ersten verschieden ist, kann sie die Luftfeuchtigkeit in anderer Art und Weise bestimmen, sodass die Luftfeuchtigkeit im Gargerät während mehr Betriebsmodi des Gargeräts ermittelt werden kann. Die Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtungen müssen dabei jedoch nicht komplett separat ausgebildet sein. Vielmehr können einzelne Komponenten auch zu beiden Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtungen gehören. Die Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtungen können jeweils dazu ausgebildet sein, eines der folgenden Verfahren zur Luftfeuchtigkeitsbestimmung durchzuführen: Bestimmung der Luftfeuchtigkeit mittels einer Lambdasonde, mittels einer Differenzdruckmessung, mittels eines weiter unten beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahrens oder über eine Strom- und/oder Leistungsaufnahme eines Lüftermotors.
Anders ausgedrückt basiert die Erfindung auf dem Grundgedanken, zwei voneinander verschiedene Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtungen vorzusehen, die auf voneinander verschiedenen physikalischen Prinzipien zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit beruhen können. Dadurch kann die Luftfeuchtigkeit in mehr voneinander verschiedenen Betriebsmodi des Gargeräts bestimmt werden.
Vorzugsweise sind zwei Lüftersysteme vorgesehen, wobei die erste Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtung am ersten Lüftersystem und die zweite Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtung am ersten oder zweiten Lüftersystem angebracht ist. Dadurch kann die Luftfeuchtigkeit am ersten Lüftersystem beziehungsweise an beiden Lüftersystemen auf zwei verschiedene Arten und Weisen bestimmt werden. Die Luftfeuchtigkeit an zwei Lüftersystemen auf zwei verschiedene Arten und Weisen zu bestimmen ist besonders dann von Vorteil, wenn die Lüftersysteme jeweils in einem anderen Betriebsmodus aktiv sind, sodass die Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtungen optimal an den jeweiligen Betriebsmodus anpassbar sind.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die erste Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtung dazu ausgebildet, die Luftfeuchtigkeit mittels Differenzdruckmessung zu ermitteln. Insbesondere ist die erste Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtung an einem Lüftersystem angebracht.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist das Gargerät dazu ausgebildet, basierend auf Betriebsparametern des Gargeräts wenigstens eine der Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtungen zu aktivieren. Die Betriebsparameter können eine oder mehrere der folgenden Größen umfassen: eine Temperatur der Luft im Garraum, eine Aktivität eines Dampfgenerators, eine Aktivität einer Belüftungseinheit, eine Leistungsaufnahme eines Lüftermotors, eine Stromaufnahme eines Lüftermotors und/oder eine Drehzahl eines Lüfters. Es wird insbesondere diejenige Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtung aktiviert, die bei den gegebenen Betriebsparametern die Luftfeuchtigkeit zuverlässiger bestimmt. Es kann stets wenigstens eine der Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtungen aktiv sein, sodass eine kontinuierliche Ermittlung der Luftfeuchtigkeit möglich ist. Es kann auch vorgesehen sein, beide Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtungen zu aktivieren, um die Genauigkeit der ermittelten Luftfeuchtigkeit zu erhöhen.
Vorzugsweise weist die zweite Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtung eine Temperaturmesseinrichtung und eine Abkühleinrichtung auf, insbesondere in einem Wrasenauslasskanal des Gargeräts, wobei die Abkühleinrichtung derart gestaltet ist, dass sie die Temperaturmesseinrichtung abkühlen kann. Diese Komponenten sind, insbesondere bei Dampfgargeräten, sowieso im Gargerät vorgesehen. Es entstehen dadurch also keine zusätzlichen Kosten. Sind die Temperaturmesseinrichtung und die Abkühleinrichtung im Wrasenauslasskanal vorgesehen, so strömt Luft, die aus dem Garraum austritt, direkt an der Temperaturmesseinrichtung vorbei.
Das Gargerät kann dazu ausgebildet sein, ein im Folgenden beschriebenes Verfahren durchzuführen, insbesondere mittels der zweiten Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtung.
Die Aufgabe wird außerdem erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts, insbesondere eines oben beschriebenen Gargeräts, wobei das Gargerät eine Temperaturmesseinrichtung aufweist, mit den folgenden Schritten: Abkühlen der Temperaturmesseinrichtung unter den Taupunkt der Luft im Gargerät, insbesondere mittels einer Zerstäuberdüse; Passives Erwärmen der Temperaturmesseinrichtung durch an der Temperaturmesseinrichtung vorbeiströmende Luft; Bestimmen der Temperatur der Temperaturmesseinrichtung zu mehreren Zeitpunkten; Ermitteln des Taupunkts der Luft im Gargerät aus den bestimmten Temperaturen; und Bestimmen der Luftfeuchtigkeit der Luft im Gargerät aus dem ermittelten Taupunkt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich über eine große Breite von Betriebsparametern hinweg die Luftfeuchtigkeit zuverlässig bestimmen. Zur Bestimmung des Taupunkts und damit der Luftfeuchtigkeit ist lediglich eine Temperaturmesseinrichtung nötig, die im Gargerät sowieso vorhanden ist. Daher sind zur Bestimmung des Taupunkts und der Luftfeuchtigkeit keine zusätzlichen Messeinrichtungen notwendig, wodurch Kosten eingespart werden. Das Verfahren eignet sich damit besonders als Ergänzung zu anderen, bereits im Gargerät implementierten Verfahren, da so ohne zusätzliche Kosten für zusätzliche Komponenten die Bestimmung der Luftfeuchtigkeit verbessert und/oder in mehr Betriebsmodi des Gargeräts möglich ist.
Vorzugsweise wird wenigstens ein weiteres, unterschiedliches Verfahren zur physikalischen Bestimmung der Luftfeuchtigkeit der Luft im Gargerät durchgeführt. Unter unterschiedlich ist dabei zu verstehen, dass die Luftfeuchtigkeit auf andere Art und Weise, insbesondere basierend auf einem anderen physikalischen Prinzip ermittelt wird. Wie bereits erwähnt eignet sich das oben beschriebene Verfahren besonders als Ergänzung zu anderen Verfahren zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit, da so über einen großen Bereich an möglichen Betriebsparametern des Gargeräts hinweg eine zuverlässige Ermittlung der Luftfeuchtigkeit möglich ist. Das weitere Verfahren kann beispielsweise eines der folgenden sein: Bestimmung der Luftfeuchtigkeit mittels einer Lambdasonde, mittels einer Differenzdruckmessung oder über eine Strom- und/oder Leistungsaufnahme eines Lüftermotors.
Insbesondere wird die bestimmte Luftfeuchtigkeit dazu herangezogen, weitere Verfahren zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit zu kalibrieren. Dies ist vor allem für Verfahren nützlich, die einer regelmäßigen Kalibrierung bedürfen. Ein Beispiel für ein solches Verfahren ist die Bestimmung der Luftfeuchtigkeit über die Strom- und/oder Leistungsaufnahme eines Lüftermotors.
In einer Ausgestaltung der Erfindung werden weitere Betriebsdaten des Gargeräts herangezogen, um den Taupunkt zu ermitteln. Ist das Gargerät dazu ausgebildet, weitere Verfahren zur Luftfeuchtigkeitsmessung durchzuführen, so können aus diesen Verfahren gewonnene Daten herangezogen werden, beispielsweise um die Suche nach dem Taupunkt auf einen relevanten Temperaturbereich einzugrenzen. Dadurch wird die Bestimmung des Taupunkts vereinfacht und/oder genauer.
Ein Aspekt sieht vor, dass zum Bestimmen des Taupunkts in einem Diagramm der bestimmten Temperaturen gegen die Zeit ein Knickpunkt im Temperaturverlauf ermittelt wird. Unterhalb des Taupunkts erfolgt die passive Erwärmung der Temperaturmesseinrichtung durch direkten Wärmeeintrag durch die vorbeiströmende Luft und durch Kondensation von Wasserdampf an der Temperaturmesseinrichtung. Oberhalb des Taupunkts erfolgt die Erwärmung der Temperaturmesseinrichtung nur noch durch direkten Wärmeeintrag. Am Taupunkt ist deswegen ein Knick im Temperaturverlauf der Temperaturmesseinrichtung vorhanden. Dieser Knickpunkt eignet sich daher besonders gut dafür, den Taupunkt zu bestimmen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung werden zum Ermitteln des Knickpunkts zwei Geraden an den Temperaturverlauf gefittet. Insbesondere wird eine erste Gerade an einen Teil des Temperaturverlaufs gefittet, der unterhalb des Taupunkts liegt, und eine zweite Gerade wird an einen zweiten Teil des Temperaturverlaufs gefittet, der oberhalb des Taupunkts liegt. Der Schnittpunkt der beiden Geraden liefert dann in einfacher Weise den Knickpunkt des Temperaturverlaufs und damit den Taupunkt.
Alternativ wird zum Bestimmen des Knickpunkts eine numerische Ableitung des Temperaturverlaufs gebildet. Insbesondere wird zur Bestimmung des Knickpunkts eine Stufe in der ersten Ableitung detektiert. Da sich am Knickpunkt die erste Ableitung sprunghaft ändert, ist eine Bestimmung des Knickpunkts und damit des Taupunkts auf diese Weise besonders einfach.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird zum Ermitteln des Taupunkts eine Gleichgewichtstemperatur bestimmt, wobei aus der bestimmten Gleichgewichtstemperatur der Taupunkt ermittelt wird. Bei der Gleichgewichtstemperatur handelt es sich um eine Temperatur eines Temperaturmessabschnitts der Temperaturmesseinrichtung, die sich über einen gewissen Zeitraum hinweg im Wesentlichen nicht ändert und größer ist als der Taupunkt. Insbesondere wird die Gleichgewichtstemperatur ermittelt, indem zwei Geraden an den Temperaturverlauf gefittet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die Temperaturmesseinrichtung mittels einer Zerstäuberdüse abgekühlt, insbesondere mittels kalten Wassers. Eine solche Zerstäuberdüse ist in Gargeräten mit Dampfgarfunktion ohnehin vorhanden, wodurch zum Abkühlen der Temperaturmesseinrichtung keine zusätzlichen Bauteile nötig sind.
Ein Volumenstrom von Luft, die an der Temperaturmesseinrichtung vorbeiströmt, kann basierend auf Betriebsparametern des Gargeräts bestimmt werden. Die Betriebsparameter umfassen einen oder mehrere der folgenden: Temperatur der Luft im Gargerät, Aktivität des Dampfgenerators und/oder Aktivität der Belüftungseinheit. Zudem kann eine Wärmeaufnahme von Gargut im Gargerät berücksichtigt werden, wobei die Wärmeaufnahme aus einer Heizleistung des Gargeräts und dem erlauf der Temperatur der Luft im Gargerät abgeschätzt wird.
Ein Aspekt sieht vor, dass der Taupunkt bestimmt wird, wenn der Volumenstrom einen gewissen minimalen Grenzwert übersteigt. Damit der bestimmte Taupunkt möglichst exakt ist, ist es notwendig, dass der Volumenstrom von Luft, die an der Temperaturmesseinrichtung vorbeiströmt, ausreichend groß ist. Genauer gesagt sollte der Volumenstrom so groß sein, dass Kondensation und/oder Verdampfung von Wasser auf dem Weg zur Temperaturmesseinrichtung vernachlässigbar sind. Ebenso soll eine mögliche Vermischung der Luft, die aus dem Garraum austritt, mit Luft, die in Gegenrichtung zum Garraum hin strömt, vernachlässigbar sein.
Es kann vorgesehen sein, dass die Bestimmung des Taupunkts gestartet wird, wenn aufgrund von Betriebsparametern des Gargeräts, insbesondere aufgrund der Aktivität einer Belüftungseinheit, eines Dampfgenerators, einer Heißluftheizung und/oder weiterer Bauteile, die einen Volumenstrom erzeugen, davon auszugehen ist, dass der Volumenstrom den minimalen Volumenstrom übersteigt. Insbesondere werden/wird die Belüftungseinheit, der Dampfgenerator, die Heißluftheizung und/oder die weiteren Bauteile für die Bestimmung des Taupunkts aktiviert.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird der ermittelte Taupunkt basierend auf Betriebsparametern des Gargeräts korrigiert. Durch konvektiven Wärmeeintrag von der an der Temperaturmesseinrichtung vorbeiströmenden Luft auf die Temperaturmesseinrichtung kann der Knickpunkt zu höheren Temperaturen verschoben sein. Der konvektive Wärmeeintrag ist dabei unter anderem von der Größe des Volumenstroms und von der Temperatur der Luft im Gargerät abhängig. Es kann vorgesehen sein, entsprechende Korrekturfaktoren experimentell zu bestimmen und den ermittelten Taupunkt mittels des passenden Korrekturfaktors zu korrigieren. Dadurch ist die Genauigkeit des ermittelten Taupunkts erhöht. Insbesondere sind die Korrekturfaktoren im Gargerät hinterlegt, beispielsweise in einer Steuereinheit des Gargeräts.Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In diesen zeigen:

- 1 ein schematisches Ablaufdiagramm der Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 2 ein erstes Diagramm eines Temperaturverlaufs während der Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 3 ein zweites Diagramm eines Temperaturverlaufs während der Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
- 4 ein Diagramm eines Temperaturverlaufs während der Schritte einer alternativen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Im Folgenden wird ein Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts beschrieben, wobei das Gargerät zur Zubereitung von Speisen ausgebildet ist. Bei dem Gargerät handelt es sich insbesondere um ein Profi-Gargerät, wie es in Kantinen, Restaurants und der Großgastronomie verwendet wird, vorzugsweise um einen sogenannten Kombidämpfer, in dem Nahrungsmittel in Heißluft, Heißdampf oder eine Garraumatmosphäre mit einstellbarem Feuchtigkeitsgrad gegart werden können.
In der beschriebenen Variante weist das Gargerät eine erste und eine zweite Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtung auf, die voneinander funktionell verschieden sind. Die beiden Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtungen sind also dazu ausgebildet, mittels voneinander verschiedener Verfahren die Luftfeuchtigkeit der Luft im Garraum zu bestimmen. Die Verfahren können dabei auf unterschiedlichen physikalischen Prinzipien basieren. Insbesondere ist die erste Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtung an einem Lüftersystem des Gargeräts vorgesehen.
Das Gargerät weist eine Temperaturmesseinrichtung auf, die beispielsweise ein Temperaturfühler ist. Die Temperaturmesseinrichtung kann in einem Wrasenauslasskanal des Gargerätes vorgesehen sein. Die Temperaturmesseinrichtung ist dazu ausgebildet, die Temperatur von die Temperaturmesseinrichtung umgebender Luft zu bestimmen, wobei die bestimmte Temperatur derjenigen Temperatur entspricht, die ein Messabschnitt der Temperaturmesseinrichtung aufweist. Ist der Messabschnitt mit der umgebenden Luft derart im thermischen Gleichgewicht, dass kein Nettowärmetransport mehr stattfindet, so bestimmt die Temperaturmesseinrichtung die tatsächliche Temperatur der umgebenden Luft. Ist der Messabschnitt jedoch mit der umgebenden Luft nicht im thermischen Gleichgewicht, so bestimmt die Temperaturmesseinrichtung die momentane Temperatur des Messabschnitts.
Es kann eine zweite Temperaturmesseinrichtung vorgesehen sein, mittels derer die Temperatur der Luft im Gargerät bestimmbar ist. Zudem kann das Gargerät weitere Komponenten, wie einen Dampfgenerator, eine Belüftungseinheit, eine Heißluftheizung und/oder Messeinrichtungen zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit umfassen.
Ferner ist im Gargerät eine Abkühleinrichtung vorgesehen, die derart gestaltet ist, dass sie die Temperaturmesseinrichtung abkühlen kann. Insbesondere ist die Abkühleinrichtung eine Zerstäuberdüse, die die Temperaturmesseinrichtung durch Besprühen mit kaltem Wasser abkühlen kann. Die zweite Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtung ist in dieser Variante im Wesentlichen durch die Temperaturmesseinrichtung und die Abkühleinrichtung gebildet.
Das Gargerät ist dazu ausgebildet, das im Folgenden anhand von 1 beschriebene Verfahren zum Betreiben des Gargeräts durchzuführen.
Zunächst wird mittels der Abkühleinrichtung die Temperaturmesseinrichtung unter den Taupunkt der Luft im Gargerät abgekühlt (Schritt S1). Dies geschieht beispielsweise dadurch, dass die Temperaturmesseinrichtung von der Abkühleinrichtung mit kaltem Wasser besprüht wird.
Durch an der Temperaturmesseinrichtung, insbesondere am Messabschnitt vorbeiströmende Luft wird die Temperaturmesseinrichtung erwärmt (Schritt S2). Die Erwärmung der Temperaturmesseinrichtung erfolgt dabei einerseits durch direkten Wärmeeintrag der vorbeiströmenden heißen Luft und andererseits durch Kondensation von in der Luft enthaltenem Wasserdampf an der Temperaturmesseinrichtung.
Während sich die Temperaturmesseinrichtung erwärmt wird wenigstens zu mehreren Zeitpunkten, insbesondere kontinuierlich, die Temperatur der Temperaturmesseinrichtung bestimmt (Schritt S3). Überschreitet die Temperatur der Temperaturmesseinrichtung den Taupunkt der vorbeiströmenden Luft, so erfolgt eine weitere Erwärmung der Temperaturmesseinrichtung nur noch durch direkten Wärmeeintrag der vorbeiströmenden Luft. Durch Verdampfung von an der Temperaturmesseinrichtung anhaftendem Wasser kann die Temperaturmesseinrichtung sogar etwas gekühlt werden. Durch diese beiden Effekte verlangsamt sich die Erwärmung der Temperaturmesseinrichtung, sobald ihre Temperatur den Taupunkt der vorbeiströmenden Luft übersteigt.
Nun wird aus den in Schritt S3 bestimmten Temperaturen der Taupunkt der Luft im Gargerät ermittelt (Schritt S4). Dazu wird ein in 2 und 3 beispielhaft für zwei verschiedene Temperaturen der Luft im Gargerät (T_G = 120°C beziehungsweise T_G = 300 °C) gezeigter Temperaturverlauf herangezogen.
In 2 und 3 zeigt die Kurve T_M den Verlauf der Temperatur der Temperaturmesseinrichtung während der oben beschriebenen Schritte des Verfahrens aufgetragen gegen die Zeit t.
Um den Taupunkt zu bestimmen, werden nun zwei Geraden g₁ und g₂ an die Kurve T_M gefittet. Genauer gesagt wird die Gerade g₁ an einen Bereich der Kurve T_M gefittet, der sicher unterhalb des Taupunkts τ liegt. Die zweite Gerade g₂ wird an einen Bereich der Kurve T_M gefittet, der sich sicher oberhalb des Taupunkts τ befindet. In 2 ist zudem eine dritte Gerade $g_{1}^{'}$
eingezeichnet, die analog zur Geraden g₁ an einen Bereich unterhalb des Taupunkts τ gefittet wurde, jedoch mit einem anderen Fitbereich.
Die Begriffe „gefittet“ und „Fitbereich“ beschreiben die Auswahl von Geraden, die in einem vorgegebenen Bereich möglichst optimal an eine Kurve angenähert sind. Auf diese Weise kann dort grob verallgemeinert ausgedrückt ein Durchschnittswert der Steigung dargestellt werden.
Nun wird der Schnittpunkt P_S der beiden Geraden g₁ und g₂ ermittelt. Der Schnittpunkt P_S der beiden Geraden ist also eine Näherung für den Punkt, in dem sich die Steigung der Kurve T_M plötzlich ändert. Da dies wie oben beschrieben am Taupunkt τ der Fall ist, liefert der Schnittpunkt P_S eine Näherung für den Taupunkt τ. Wie in 2 besonders gut zu erkennen, ist das Ergebnis für den Taupunkt τ nahezu unabhängig von der Wahl des Fitbereichs, denn beide Schnittpunkte P_S und $P_{S}^{'}$
liefern nahezu den gleichen Taupunkt τ.
Alternativ zum Fitten zweier Geraden kann die Ableitung der Kurve T_M bestimmt werden, insbesondere numerisch. Anschließend wird eine Stufe in der Ableitung detektiert und so der Taupunkt τ bestimmt. Da sich wie bereits erwähnt die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs der Temperaturmesseinrichtung am Taupunkt τ plötzlich ändert, ist dort ein Sprung in der Ableitung zu finden.
Aus der bekannten Temperatur der Luft im Gargerät und dem ermittelten Taupunkt τ wird nun die Luftfeuchtigkeit x der Luft im Gargerät bestimmt (Schritt S5). Wird insbesondere kein signifikanter Knickpunkt ermittelt, kann auf eine geringe Luftfeuchtigkeit geschlossen werden.
Es kann vorgesehen sein, dass ein Volumenstrom i_V (siehe auch 2 und 3) von Luft, die an der Temperaturmesseinrichtung vorbeiströmt, bestimmt wird (Schritt S6). Insbesondere wird der Volumenstrom i_V basierend auf Betriebsparametern des Gargeräts bestimmt, wobei die Betriebsparameter einen oder mehrere der folgenden umfassen: Temperatur der Luft im Gargerät, Aktivität des Dampfgenerators und/oder Aktivität der Belüftungseinheit. Zudem kann eine Wärmeaufnahme von Gargut im Gargerät berücksichtigt werden, wobei die Wärmeaufnahme aus einer Heizleistung des Gargeräts und dem Verlauf der Temperatur der Luft im Gargerät abgeschätzt wird.
Damit der bestimmte Taupunkt möglichst exakt ist, ist es notwendig, dass der Volumenstrom i_V von Luft, die an der Temperaturmesseinrichtung vorbeiströmt, ausreichend groß ist. Insbesondere wird der Taupunkt τ deswegen nur in Zeiträumen bestimmt, in denen der Volumenstrom i_V einen gewissen minimalen Volumenstrom i_V,min übersteigt (angedeutet durch die Raute S7 in 1).
Auf die Bestimmung des Volumenstroms in Schritt S6 kann verzichtet werden, wenn basierend auf der Aktivität gewisser Komponenten des Gargeräts (z.B. der Belüftungseinheit, des Dampfgenerators oder der Heißluftheizung) davon auszugehen ist, dass der Volumenstrom i_V den Grenzwert i_V,min sowieso überschreitet. Auch kann eine der genannten Komponenten zur Bestimmung des Taupunkts τ aktiviert werden, um einen ausreichenden Volumenstrom i_V zu generieren.
Durch konvektiven Wärmeeintrag von der an der Temperaturmesseinrichtung vorbeiströmenden Luft auf die Temperaturmesseinrichtung kann der Knickpunkt im Temperaturverlauf T_M zu höheren Temperaturen verschoben sein. Der konvektive Wärmeeintrag ist dabei unter anderem von der Größe des Volumenstroms i_V und von der Temperatur der Luft im Gargerät abhängig. Es kann vorgesehen sein, entsprechende Korrekturfaktoren (abhängig von der Größe des Volumenstroms i_V und der Temperatur der Luft im Gargerät) experimentell zu bestimmen und den ermittelten Taupunkt τ mittels des passenden Korrekturfaktors zu korrigieren. Insbesondere sind die Korrekturfaktoren im Gargerät hinterlegt, beispielsweise in einer Steuereinheit des Gargeräts.
Eine alternative Variante zur Bestimmung des Taupunkts τ ist in 4 gezeigt. Dabei wird zur Ermittlung des Taupunkts τ eine Gleichgewichtstemperatur bestimmt, die größer ist als der Taupunkt τ. Überhalb des Taupunkts τ ist ein Plateau im Temperaturverlauf T_M zu finden. Das heißt, dass sich über einen gewissen Zeitraum hinweg die Temperatur des Temperaturmessabschnitts im Wesentlichen nicht ändert. Dies kann daraus resultieren, dass die Temperaturmesseinrichtung bereits im Wesentlichen trocken ist, sich jedoch noch ein Wassertropfen an ihr befindet. Der Temperaturmessabschnitt wird einerseits durch Verdunstung des Wassertropfens gekühlt und andererseits durch Wärmeeintrag durch die vorbeiströmende Luft erwärmt, sodass sich die Gleichgewichtstemperatur einstellt, bis der Tropfen verdampft ist.
Die Gleichgewichtstemperatur lässt sich beispielsweise bestimmen, indem analog zur oben beschriebenen Variante zwei Geraden h₁ und h₂ an den Temperaturverlauf gefittet werden und ihr Schnittpunkt P_P bestimmt wird. Der Schnittpunkt liefert dann in guter Näherung die Gleichgewichtstemperatur, also die Temperatur des Plateaus im Temperaturverlauf T_M .
Die Gleichgewichtstemperatur kann jedoch auch mit einem anderen Verfahren bestimmt werden, beispielsweise über eine Detektion des Anstiegs nach dem Plateau.
Dieses Verfahren ist sehr beständig gegenüber Fehlanpassungen der Gerade h₁ . Wie in 4 gezeigt, liefert auch die Gerade $h_{1}^{'}$
einen ähnliche Tempeartur des Schnittpunkts $P_{P}^{'}$
und damit eine ähnliche Gleichgewichtstemperatur.
Aus der ermittelten Gleichgewichtstemperatur wird dann der Taupunkt τ bestimmt, indem eine Korrekturtemperatur ΔT_HL von der Gleichgewichtstemperatur subtrahiert wird. Die Korrekturtemperatur ΔT_HL ist abhängig von der Garraumtemperatur T_G und vom Volumenstrom i_V und lässt sich experimentell ermitteln. Insbesondere können Korrekturtemperaturen ΔT_HL für die jeweiligen Betriebsparameter in einem Steuergerät des Gargeräts hinterlegt sein.
Die nach den oben beschriebenen Schritten des Verfahrens bestimmte Luftfeuchtigkeit x der Luft im Gargerät kann dazu herangezogen werden, weitere Verfahren zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit x zu kalibrieren. Dies ist vor allem für Verfahren nützlich, die einer regelmäßigen Kalibrierung bedürfen. Ein Beispiel für ein solches Verfahren ist die Bestimmung der Luftfeuchtigkeit über die Strom- und/oder Leistungsaufnahme eines Lüftermotors.
Ebenso können Ergebnisse der weiteren Verfahren, beispielsweise der Luftfeuchtigkeitsbestimmung mittels einer Lambdasonde, mittels Differenzdruckmessung oder über die Strom- und/oder Leistungsaufnahme des Lüftermotors, dazu herangezogen werden, die Bestimmung des Taupunkts zu verbessern und/oder zu vereinfachen. Beispielsweise kann die Bestimmung des Taupunkts gemäß dem oben beschriebenen Verfahren auf einen relevanten Temperaturbereich eingegrenzt werden.
Insbesondere ist das Gargerät dazu ausgebildet, die Luftfeuchtigkeit x der Luft im Gargerät zusätzlich mittels einer Differenzdruckmessung an einem Lüftersystem zu ermitteln.
Das Gargerät kann dazu ausgebildet sein, basierend auf Betriebsparametern wenigstens eine der Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtungen zu aktivieren, sodass in jedem Betriebsmodus eine optimale Bestimmung der Luftfeuchtigkeit x möglich ist.
Weist das Gargerät zwei Lüftersysteme auf, so wird beispielsweise das oben beschriebene Verfahren am ersten Lüftersystem durchgeführt und das Verfahren, bei dem die Luftfeuchtigkeit der Luft im Gargerät mittels einer Differenzdruckmessung ermittelt wird, wird am zweiten Lüftersystem durchgeführt.
Grundsätzlich können die beiden Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtungen an verschiedenen Lüftersystemen oder am gleichen Lüftersystem angebracht sein.

Claims

Gargerät zum Zubereiten von Speisen, das eine erste Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtung zur physikalischen Bestimmung von Luftfeuchtigkeit von Luft im Gargerät aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine zweite, von der ersten Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtung funktionell verschiedene Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtung zur physikalischen Bestimmung von Luftfeuchtigkeit von Luft im Gargerät vorgesehen ist.
Gargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Lüftersysteme vorgesehen sind, wobei die erste Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtung am ersten Lüftersystem und die zweite Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtung am ersten oder zweiten Lüftersystem angebracht ist.
Gargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Luftfeuchtigkeit mittels Differenzdruckmessung zu ermitteln.
Gargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gargerät dazu ausgebildet ist, basierend auf Betriebsparametern des Gargeräts wenigstens eine der Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtungen zu aktivieren.
Gargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Luftfeuchtigkeitsbestimmungsvorrichtung eine Temperaturmesseinrichtung und eine Abkühleinrichtung aufweist, insbesondere in einem Wrasenauslasskanal des Gargeräts, wobei die Abkühleinrichtung derart gestaltet ist, dass sie die Temperaturmesseinrichtung abkühlen kann.
Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts, insbesondere eines Gargeräts nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gargerät eine Temperaturmesseinrichtung aufweist, mit den folgenden Schritten: - Abkühlen der Temperaturmesseinrichtung unter den Taupunkt (τ) der Luft im Gargerät, insbesondere mittels einer Zerstäuberdüse; - Passives Erwärmen der Temperaturmesseinrichtung durch an der Temperaturmesseinrichtung vorbeiströmende Luft; - Bestimmen der Temperatur der Temperaturmesseinrichtung zu mehreren Zeitpunkten; - Ermitteln des Taupunkts (τ) der Luft im Gargerät aus den bestimmten Temperaturen; und - Bestimmen der Luftfeuchtigkeit (x) der Luft im Gargerät aus dem ermittelten Taupunkt (τ).
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiteres, unterschiedliches Verfahren zur physikalischen Bestimmung der Luftfeuchtigkeit der Luft im Gargerät durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte Luftfeuchtigkeit (x) dazu herangezogen wird, das wenigstens eine weitere Verfahren zur physikalischen Bestimmung der Luftfeuchtigkeit (x) zu kalibrieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Betriebsdaten des Gargeräts herangezogen werden, um den Taupunkt (τ) zu ermitteln.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen des Taupunkts (τ) in einem Diagramm der bestimmten Temperaturen gegen die Zeit ein Knickpunkt (P_S) im Temperaturverlauf (T_M) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln des Knickpunkts (P_S) zwei Geraden (g₁, g₂) an den Temperaturverlauf (T_M) gefittet werden.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen des Knickpunkts (P_S) eine numerische Ableitung des Temperaturverlaufs (T_M) gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln des Taupunkts (τ) eine Gleichgewichtstemperatur bestimmt wird, wobei aus der bestimmten Gleichgewichtstemperatur der Taupunkt (τ) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Volumenstrom (i_V) von Luft, die an der Temperaturmesseinrichtung vorbeiströmt, basierend auf Betriebsparametern des Gargeräts bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Taupunkt (τ) bestimmt wird, wenn der Volumenstrom (i_V) einen gewissen minimalen Grenzwert (i_V,min) übersteigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der ermittelte Taupunkt (τ) basierend auf Betriebsparametern des Gargeräts korrigiert wird.