DE102018125185B4

DE102018125185B4 - Device for use in canteen kitchens, in particular for serving and distributing food

Info

Publication number: DE102018125185B4
Application number: DE102018125185.8A
Authority: DE
Inventors: Willem Kruit; Norbert Keßelmann
Original assignee: Hupfer Metallwerke GmbH and Co KG
Current assignee: Hupfer Metallwerke GmbH and Co KG
Priority date: 2018-10-11
Filing date: 2018-10-11
Publication date: 2022-02-10
Anticipated expiration: 2038-10-12
Also published as: DE102018125185A1

Abstract

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, undwobei 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, with the heating device having heating elements with a PTC thermistor characteristic, which is thermally conductively connected to an outside surface of the basin, andwherein 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 are supplied with an operating voltage required for the heating output be applied.

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 electric 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 the dimensions to accommodate one or more Gastronorm containers. Furthermore, it is 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 the water bath. In addition, however, dry heating should also be possible, in which the heating device heats an air space which is delimited by the wall of the basin and the outer surface of the gastronorm container used in the basin. The above application examples represent preferred applications. Other applications in the field of canteen kitchen technology, in which use is made of a heated basin, should not be ruled out.

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 reached by a radiant heater, complex thermal insulation of the device is necessary and temperature-resistant insulating materials must be used for the thermal insulation. The insulation required for occupational safety reasons increases the weight of the device. Heating the pool using a radiant heater is energy 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.It is also known from practice to use a foil heater for heating the basin in a permanently installed or mobile device for serving food, which is glued to the outer surface of the basin. The foil carrier of a foil heater does not have high temperature resistance. For safety reasons, the foil heater may only be operated within a strictly limited temperature range. This requires complex temperature control with safety thermostats and control thermostats. A foil heater cannot be used or can only be used to a limited extent for dry heating of a pool.

Aus EP 0 846 437 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 0 846 437 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 located inside the tank. The electrical contacts required to supply power to 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 occurs due to the temperature characteristics of the electrical resistance. PTC heating elements are therefore only used for heating devices with low heating power. the inside 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 requires only a comparatively low heating capacity. The device is not suitable for keeping Gastronorm containers warm. If greater heating power is required, the specialist will use resistance heating with the appropriate thermostat device or induction heating, which are 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 food in Gastronorm containers and similar large vessels can be kept warm. The heating should work reliably without temperature control and be able to quickly heat a water bath to the operating temperature. Furthermore, the basin should be able to be cleaned completely and 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 the solution to this problem is a device according to claim 1 intended for use in commercial kitchens.

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 zugeordnete 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 which is arranged on the outside of the basin and has an electrical output of more than 500 watts, and power electronics which are 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. According to the invention, the power electronics assigned to the heating device 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 are charged with a heat for the heating required operating voltage for performance.

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 thermistor characteristic, such as a PTC heating element, conducts electricity 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 within the scope of the teaching according to the invention preferably have a resistance/temperature characteristic with a temperature limit value in the range from 140.degree. C. to 180.degree. This temperature is not exceeded by the heating elements. The electrical output of the heating device comprising a plurality of heating elements is expediently set in such a way that a water bath can be heated quickly to near the boiling point, but is not sufficient to generate the enthalpy of vaporization. Without temperature control, it is possible to ensure that the water is strongly heated, but does not go into the vapor state. The limit temperature of the PTC thermistor elements is set in such a way that temperature damage to the food to be kept warm is ruled out if the food is heated dry.

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 associated with the heating device causes the heating elements to be preheated by a starting current that 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 output. The heating device can be equipped with a bimetallic switch which emits a switching signal when a specified 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 for the heating elements to be permanently supplied with a low voltage in a stand-by mode in order to preheat the heating elements. The extra-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 one after the other 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 include a temperature display or operating status display, which is based on a measurement of the current flowing through the heating elements. The resistance/temperature characteristics of the heating elements are 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 thermal contact surfaces lying flat on the outside of the pool. The carrier can be designed, for example, as a rod-shaped element or as a base plate. The support is expediently made of aluminum or an aluminum alloy and is connected to the basin, which is preferably made of stainless steel, by a welded or adhesive connection. A welded connection can be produced in particular by friction pressure welding or roll bonding. Two-component industrial adhesives, which are common in solar technology, can be used for adhesive connections. In the case of an adhesive connection, it must be ensured that the parts to be connected have different coefficients of expansion. Adhesive connections with an adhesive grid of mutually spaced adhesive dots are preferred.

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

Claims

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 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 are subjected to an operating voltage necessary for the heating output.

device after claim 1 , wherein the heating device has an electrical output of 800 watts to 1500 watts.

device after claim 1 or 2 , wherein the heating device has at least one bimetallic switch, the switching signal of which is fed to the power electronics.

device after one of Claims 1 until 3 , whereby the heating elements are permanently charged with a low voltage in a stand-by mode to preheat the heating elements.

device after one of Claims 1 until 4 , The heating elements being arranged in several groups which are switched on one after the other when the heating device is started up.

device after one of Claims 1 until 5 , wherein the heating elements have a resistance/temperature characteristic with a temperature limit in the range of 140°C to 180°C.

device after one of Claims 1 until 6 , whereby the heating elements consist of PTC elements.

device after one of Claims 1 until 7 , wherein the heating elements are arranged on or in at least one carrier, which consists of a thermally conductive material and has thermal contact surfaces lying flat on the outside of the pool.

device after claim 8 , wherein the carrier consists of aluminum or an aluminum alloy and is connected to the basin by a welded or glued connection.

device after claim 7 or 8th , wherein the carrier is connected to a flat bottom of the pool.