DE102018125185A1 - Device for use in canteen kitchens, in particular for serving and distributing food - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Anwendung in Großküchen, insbesondere zur Speisenausgabe oder Speisenverteilung, mit zumindest einem Becken, mit einer an der Außenseite des Beckens angeordneten Heizeinrichtung, die eine elektrische Leistung von mehr als 500 Watt aufweist, und mit einer der Heizeinrichtung zugeordneten Leistungselektronik, wobei die Heizeinrichtung Heizelemente mit einer Kaltleitercharakteristik aufweist, die thermisch leitend mit einer außenseitigen Fläche des Beckens verbunden sind, und wobei die Leistungselektronik so eingerichtet ist, dass die Heizelemente mit einer Kleinspannung versorgt werden, um diese mittels eines Anlaufstromes vorzuwärmen, bevor die Heizelemente mit einer für die Heizleistung notwendigen Betriebsspannung beaufschlagt werden.The invention relates to a device for use in canteen kitchens, in particular for serving or distributing food, with at least one basin, with a heating device arranged on the outside of the basin, which has an electrical output of more than 500 watts, and with power electronics assigned to the heating device, wherein the heating device has heating elements with a PTC thermistor, which are thermally conductively connected to an outside surface of the basin, and wherein the power electronics are set up in such a way that the heating elements are supplied with a low voltage in order to preheat them by means of a starting current before the heating elements with a operating voltage necessary for the heating power.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Anwendung in Großküchen, insbesondere zur Speisenausgabe oder Speisenverteilung, mit zumindest einem Becken und mit einer elektrischen Heizeinrichtung zur Beheizung des Beckens.The invention relates to a device for use in canteen kitchens, in particular for serving or distributing food, with at least one basin and with an electrical heating device for heating the basin.

Bei dem Gerät handelt es sich beispielsweise um eine fest installierte oder mobile Einrichtung zur Speisenausgabe oder einen Speisentransportwagen, deren Becken Abmessungen zur Aufnahme eines oder mehrerer Gastronormbehälter aufweist. Ferner wird vorausgesetzt, dass das Becken mit Wasser befüllt werden kann, welches durch die Heizeinrichtung erwärmt wird, so dass die in einem Gastronormbehälter bereitgestellten Speisen im Wasserbad warmgehalten werden. Darüber hinaus soll aber auch eine Trockenbeheizung möglich sein, bei der die Heizeinrichtung einen Luftraum erwärmt, der von der Wand des Beckens und der Außenfläche des in das Becken eingesetzten Gastronormbehälters begrenzt wird. Die vorgenannten Anwendungsbeispiele stellen bevorzugte Anwendungen dar. Andere Anwendungen im Bereich der Großküchentechnik, bei dem von einem erwärmten Becken Gebrauch gemacht wird, sollen nicht ausgeschlossen sein.The device is, for example, a permanently installed or mobile device for serving food or a food transport trolley, the basin of which has dimensions for accommodating one or more gastronorm containers. It is also assumed that the basin can be filled with water, which is heated by the heating device, so that the food provided in a gastronorm container is kept warm in a water bath. In addition, however, dry heating should also be possible in which the heating device heats an air space which is limited by the wall of the basin and the outer surface of the gastronorm container used in the basin. The aforementioned application examples represent preferred applications. Other applications in the field of commercial kitchen technology, in which use is made of a heated basin, should not be excluded.

Aus der Praxis ist bekannt, zur Heizung von Warmhaltebecken Strahlungsheizkörper einzusetzen, die unterhalb des Beckens angeordnet sind und besonders auf den Boden des Beckens wirken. Wegen der hohen Temperaturen, die ein Strahlungsheizkörper erreicht, ist eine aufwendige Wärmedämmung des Gerätes notwendig und müssen für die Wärmedämmung temperaturfeste Dämmmaterialien verwendet werden. Die aus Gründen des Arbeitsschutzes notwendige Dämmung erhöht das Gewicht des Gerätes. Die Beheizung des Beckens unter Verwendung eines Strahlungsheizkörpers ist energetisch ineffizient.It is known from practice to use radiant heaters for heating warming basins, which are arranged below the basin and act particularly on the bottom of the basin. Due to the high temperatures that a radiant heater reaches, complex thermal insulation of the device is necessary and heat-resistant insulation materials must be used for the thermal insulation. The insulation required for occupational health and safety increases the weight of the device. Heating the pool using a radiant heater is energetically inefficient.

Aus der Praxis ist es ferner bekannt, zur Beckenbeheizung in einer fest installierten oder mobilen Einrichtung zur Speisenausgabe einen Folienheizkörper einzusetzen, der an der Außenfläche des Beckens aufgeklebt wird. Der Folienträger eines Folienheizkörpers weist keine hohe Temperaturfestigkeit auf. Aus Sicherheitsgründen darf der Folienheizkörper nur in einem streng begrenzten Temperaturbereich betrieben werden. Dazu ist eine aufwendige Temperaturregelung mit Sicherheitsthermostaten und Regelthermostaten notwendig. Zur Trockenbeheizung eines Beckens ist ein Folienheizkörper nicht oder nur eingeschränkt einsetzbar.From practice, it is also known to use a foil heating element for pool heating in a permanently installed or mobile device for serving food, which is glued to the outer surface of the pool. The film carrier of a film heating element does not have a high temperature resistance. For safety reasons, the foil radiator may only be operated in a strictly limited temperature range. This requires complex temperature control with safety thermostats and control thermostats. A foil heating element cannot be used for dry heating of a pool or can only be used to a limited extent.

Aus EP 0 846 487 B1 ist ein Speisentransportbehälter mit einem austauschbaren Heizelement bekannt, welches aus einer Bodenplatte mit eingelegten PTC-Heizelementen bestehen kann. Die PTC-Heizelemente weisen einen positiven Temperaturkoeffizienten auf, so dass die Leistungsaufnahme der PTC-Elemente mit zunehmender Temperatur sinkt und eine Temperaturregelung nicht notwendig ist. Die mit PTC-Elementen bestückte Heizplatte ist im Behälterinnenraum angeordnet. Die zur Stromversorgung der PTC-Elemente notwendigen elektrischen Kontakte sind an einem vertikalen Anschlussstück der Heizplatte angeordnet und durchfassen eine Öffnung in einer Seitenwand des Beckens. Zur Reinigung des Behälterinnenraumes muss die Heizplatte entfernt werden.Out EP 0 846 487 B1 a food transport container with an exchangeable heating element is known, which can consist of a base plate with inserted PTC heating elements. The PTC heating elements have a positive temperature coefficient, so that the power consumption of the PTC elements decreases with increasing temperature and temperature control is not necessary. The heating plate equipped with PTC elements is arranged in the interior of the container. The electrical contacts necessary for the power supply of the PTC elements are arranged on a vertical connection piece of the heating plate and pass through an opening in a side wall of the basin. The heating plate must be removed to clean the interior of the container.

Bei Inbetriebnahme eines PTC-Heizelementes stellt sich aufgrund der Temperaturcharakteristik des elektrischen Widerstandes ein hoher Anlaufstrom ein. PTC-Heizelemente sind daher nur für Heizeinrichtungen mit geringen Heizleistungen gebräuchlich. Der in EP 0 846 437 B1 beschriebene Speisentransportbehälter kann eingesetzt werden als Warmhaltebehälter zur Belieferung von Haushalten mit fertig angerichteten Speisen. Diese Anwendung erfordert nur eine vergleichsweise geringe Heizleistung. Zum Warmhalten von Gastronormbehältern ist das Gerät nicht geeignet. Sofern größere Heizleistungen benötigt werden, wird der Fachmann auf Widerstandsheizungen mit entsprechenden Thermostatvorrichtung oder auf eine Induktionsheizung zurückgreifen, die in EP 0 846 437 B1 ebenfalls erwähnt werden.When a PTC heating element is started up, a high starting current is set due to the temperature characteristics of the electrical resistance. PTC heating elements are therefore only used for heating devices with low heating outputs. The in EP 0 846 437 B1 The food transport container described can be used as a warming container for supplying households with ready-made meals. This application only requires a comparatively low heating output. The device is not suitable for keeping gastronorm containers warm. If larger heating capacities are required, the specialist will fall back on resistance heating with appropriate thermostatic device or on an induction heating, which in EP 0 846 437 B1 also be mentioned.

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Anwendung in Großküchen, mit dem Speisen in Gastronormbehältern und ähnlichen großen Gefäßen warmgehalten werden können. Die Beheizung soll ohne Temperaturregelung betriebssicher arbeiten und in der Lage sein, ein Wasserbad schnell auf Betriebstemperatur aufzuheizen. Ferner soll das Becken vollständig und ohne Ausbau einer Heizung reinigbar sein.The invention relates to a device for use in canteen kitchens, with which dishes in gastronorm containers and similar large vessels can be kept warm. The heating should work reliably without temperature control and should be able to quickly heat a water bath to operating temperature. Furthermore, the basin should be completely cleanable without removing a heater.

Gegenstand der Erfindung und Lösung dieser Aufgabe ist ein zur Anwendung in Großküchen bestimmtes Gerät nach Anspruch 1.The object of the invention and solution to this problem is a device for use in commercial kitchens according to claim 1.

Das Gerät umfasst zumindest ein Becken, eine an der Außenseite des Beckens angeordnete Heizeinrichtung, die eine elektrische Leistung von mehr als 500 Watt aufweist, sowie eine der Heizeinrichtung zugeordnete Leistungselektronik. Die Heizeinrichtung weist Heizelemente mit einer Kaltleitercharakteristik auf, die thermisch leitend mit einer außenseitigen Fläche des Beckens verbunden sind. Die der Heizeinrichtung zugeordneten Leistungselektronik ist erfindungsgemäß so eingerichtet, dass die Heizelemente mit einer Kleinspannung versorgt werden, um diese mittels eines Anlaufstromes vorzuwärmen, bevor die Heizelemente mit einer für die Heizleistung notwendigen Betriebsspannung beaufschlagt werden.The device comprises at least one basin, a heating device arranged on the outside of the basin, which has an electrical power of more than 500 watts, and power electronics assigned to the heating device. The heating device has heating elements with a PTC thermistor characteristic, which are thermally conductively connected to an outside surface of the basin. The power electronics assigned to the heating device is set up according to the invention in such a way that the heating elements are supplied with a low voltage in order to preheat them by means of a starting current before the heating elements are supplied with an operating voltage necessary for the heating power.

Ein Heizelement mit einer Kaltleitercharakteristik wie beispielsweise ein PTC-Heizelement leitet bei tiefen Temperaturen den Strom besser als bei hohen Temperaturen. Der elektrische Widerstand vergrößert sich progressiv mit steigender Temperatur und geht gegen Unendlich, wenn die Temperatur einen Temperaturgrenzwert erreicht. Vorzugsweise weisen die im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre verwendeten Heizelemente eine Widerstands-/Temperaturcharakteristik mit einem Temperaturgrenzwert im Bereich von 140°C bis 180°C auf. Diese Temperatur wird von den Heizelementen nicht überschritten. Die elektrische Leistung der eine Mehrzahl von Heizelementen umfassenden Heizeinrichtung wird zweckmäßig so festgelegt, dass ein Wasserbad schnell bis in die Nähe des Siedepunktes aufgeheizt werden kann, aber nicht ausreicht, um die Verdampfungsenthalpie aufzubringen. Ohne Temperaturregelung kann sichergestellt werden, dass das Wasser stark erwärmt wird, aber nicht in den dampfförmigen Zustand übergeht. Die Grenztemperatur der Kaltleiterelemente ist so festgelegt, dass eine Temperaturschädigung der warmzuhaltenden Speisen bei einer Trockenbeheizung ausgeschlossen ist. A heating element with a PTC characteristic, such as a PTC heating element, conducts the current better at low temperatures than at high temperatures. The electrical resistance increases progressively with increasing temperature and approaches infinity when the temperature reaches a temperature limit. The heating elements used in the context of the teaching according to the invention preferably have a resistance / temperature characteristic with a temperature limit in the range from 140 ° C. to 180 ° C. The heating elements do not exceed this temperature. The electrical output of the heating device comprising a plurality of heating elements is expediently determined in such a way that a water bath can be quickly heated up to the vicinity of the boiling point, but is not sufficient to apply the enthalpy of vaporization. Without temperature control, it can be ensured that the water is heated up strongly, but does not change to the vapor state. The temperature limit of the PTC thermistor elements is set in such a way that temperature damage to the food to be kept warm during dry heating is excluded.

Die Heizeinrichtung weist je nach Anwendung vorzugsweise eine elektrische Leistung von 800 Watt bis 1500 Watt auf. Bei der Inbetriebnahme der Heizeinrichtung bewirkt die der Heizeinrichtung zugeordnete Leistungselektronik, dass die Heizelemente von einem Anlaufstrom, der mittels einer Kleinspannung erzeugt wird, vorgewärmt werden. Durch die Vorwärmung der Heizelemente erhöht sich der elektrische Widerstand der Heizelemente entsprechend ihrer Kaltleitercharakteristik, bevor die Heizelemente mit der für die Heizleistung notwendigen Betriebsspannung weiter aufgeheizt werden. Die Heizeinrichtung kann mit einem Bimetallschalter ausgerüstet sein, der bei Erreichen eines festgelegten Temperaturwertes ein Schaltsignal abgibt und dessen Schaltsignal der Leistungselektronik zugeführt wird.Depending on the application, the heating device preferably has an electrical output of 800 watts to 1500 watts. When the heating device is started up, the power electronics assigned to the heating device cause the heating elements to be preheated by a starting current which is generated by means of a low voltage. By preheating the heating elements, the electrical resistance of the heating elements increases according to their PTC characteristics before the heating elements are further heated with the operating voltage required for the heating power. The heating device can be equipped with a bimetal switch which emits a switching signal when a defined temperature value is reached and whose switching signal is fed to the power electronics.

Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, dass die Heizelemente in einem Stand-by Betrieb permanent mit einer Kleinspannung zur Vorwärmung der Heizelemente beaufschlagt werden. Die Kleinspannung erzeugt dabei nur eine geringe Abwärme.It is also within the scope of the invention that the heating elements are continuously subjected to a low voltage in a stand-by mode for preheating the heating elements. The low voltage generates only a small amount of waste heat.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Heizelemente in mehreren Gruppen angeordnet, die bei einer Inbetriebnahme der Heizeinrichtung nacheinander mittels der Leistungselektronik zugeschaltet werden. Ferner kann die Leistungselektronik bzw. eine der Heizeinrichtung zugeordnete Schaltungsanordnung eine Temperaturanzeige oder Betriebszustandsanzeige umfassen, die auf einer Messung des durch die Heizelemente fließenden Stromes beruht. Die Widerstands-/Temperaturcharakteristik der Heizelemente wird hierbei ausgenutzt.According to a further advantageous embodiment of the invention, the heating elements are arranged in several groups, which are switched on in succession by means of the power electronics when the heating device is started up. Furthermore, the power electronics or a circuit arrangement assigned to the heating device can comprise a temperature display or operating status display, which is based on a measurement of the current flowing through the heating elements. The resistance / temperature characteristic of the heating elements is used here.

Die Heizelemente, die vorzugsweise aus PTC-Elementen bestehen, sind zweckmäßig auf oder in zumindest einem Träger angeordnet, der aus einem thermisch leitenden Material besteht und an der Beckenaußenseite flächig anliegende Wärmekontaktflächen aufweist. Der Träger kann beispielsweise als stabförmiges Element oder als Bodenplatte ausgebildet sein. Zweckmäßig besteht der Träger aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung und ist durch eine Schweiß- oder Klebeverbindung mit dem Becken verbunden, welches vorzugsweise aus einem rostfreien Stahl gefertigt ist. Eine Schweißverbindung kann insbesondere durch Reibpressschweißen oder Rollbonding hergestellt werden. Für Klebeverbindungen können Zweikomponentenindustriekleber eingesetzt werden, die unter anderem in der Solartechnik üblich sind. Bei einer Klebeverbindung ist darauf zu achten, dass die miteinander zu verbindenden Teile unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Klebeverbindungen mit einem Klebstoffraster aus zueinander beabstandeten Klebepunkten sind bevorzugt.The heating elements, which preferably consist of PTC elements, are expediently arranged on or in at least one carrier which consists of a thermally conductive material and has flat contact surfaces on the outside of the pool. The carrier can be designed, for example, as a rod-shaped element or as a base plate. The carrier expediently consists of aluminum or an aluminum alloy and is connected to the basin by a welded or adhesive connection, which is preferably made of a stainless steel. A welded joint can be made in particular by friction welding or roll bonding. Two-component industrial adhesives, which are common in solar technology, among others, can be used for adhesive bonds. In the case of an adhesive connection, care must be taken to ensure that the parts to be joined together have different expansion coefficients. Adhesive connections with an adhesive grid consisting of adhesive points spaced apart from one another are preferred.

Der Träger ist vorzugsweise mit einem ebenen Boden des Beckens verbunden.The carrier is preferably connected to a flat bottom of the basin.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 0846487 B1 [0005]EP 0846487 B1 [0005]
  • EP 0846437 B1 [0006]EP 0846437 B1 [0006]

Claims (10)

Gerät zur Anwendung in Großküchen, insbesondere zur Speisenausgabe oder Speisenverteilung, mit zumindest einem Becken, mit einer an der Außenseite des Beckens angeordneten Heizeinrichtung, die eine elektrische Leistung von mehr als 500 Watt aufweist, und mit einer der Heizeinrichtung zugeordneten Leistungselektronik, wobei die Heizeinrichtung Heizelemente mit einer Kaltleitercharakteristik aufweist, die thermisch leitend mit einer außenseitigen Fläche des Beckens verbunden sind, und wobei die Leistungselektronik so eingerichtet ist, dass die Heizelemente mit einer Kleinspannung versorgt werden, um diese mittels eines Anlaufstromes vorzuwärmen, bevor die Heizelemente mit einer für die Heizleistung notwendigen Betriebsspannung beaufschlagt werden.Device for use in canteen kitchens, in particular for serving or distributing food, with at least one basin, with a heating device arranged on the outside of the basin, which has an electrical output of more than 500 watts, and with power electronics assigned to the heating device, wherein the heating device has heating elements with a PTC characteristic, which are thermally conductively connected to an outside surface of the basin, and the power electronics being set up in such a way that the heating elements are supplied with a low voltage in order to preheat them by means of a starting current before the heating elements are supplied with an operating voltage necessary for the heating power. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Heizeinrichtung eine elektrische Leistung von 800 Watt bis 1500 Watt aufweist.Device after Claim 1 , wherein the heating device has an electrical power of 800 watts to 1500 watts. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Heizeinrichtung zumindest einen Bimetallschalter aufweist, dessen Schaltsignal der Leistungselektronik zugeführt wird.Device after Claim 1 or 2nd , wherein the heating device has at least one bimetal switch, the switching signal of which is fed to the power electronics. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Heizelemente in einem Stand-by Betrieb permanent mit einer Kleinspannung zur Vorwärmung der Heizelemente beaufschlagt werden.Device according to one of the Claims 1 to 3rd , in a stand-by mode, the heating elements are permanently subjected to a low voltage for preheating the heating elements. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Heizelemente in mehreren Gruppen angeordnet sind, die bei einer Inbetriebnahme der Heizeinrichtung nacheinander zugeschaltet werden.Device according to one of the Claims 1 to 4th , wherein the heating elements are arranged in several groups which are switched on one after the other when the heating device is started up. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Heizelemente eine Widerstands-/Temperaturcharakteristik mit einem Temperaturgrenzwert im Bereich von 140°C bis 180°C aufweisen.Device according to one of the Claims 1 to 5 , wherein the heating elements have a resistance / temperature characteristic with a temperature limit in the range from 140 ° C to 180 ° C. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Heizelemente aus PTC-Elementen bestehen.Device according to one of the Claims 1 to 6 , where the heating elements consist of PTC elements. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Heizelemente auf oder in zumindest einem Träger angeordnet sind, der aus einem thermisch leitenden Material besteht und an der Beckenaußenseite flächig anliegende Wärmekontaktflächen aufweist.Device according to one of the Claims 1 to 7 , wherein the heating elements are arranged on or in at least one carrier which consists of a thermally conductive material and has flat contact surfaces on the outside of the pool. Gerät nach Anspruch 8, wobei der Träger aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht und durch eine Schweiß- oder Klebeverbindung mit dem Becken verbunden ist.Device after Claim 8 , wherein the carrier consists of aluminum or an aluminum alloy and is connected to the basin by a welded or adhesive connection. Gerät nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Träger mit einem ebenen Boden des Beckens verbunden ist.Device after Claim 7 or 8th , wherein the carrier is connected to a flat bottom of the pool.
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