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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts umfassend zumindest einen Lüfter und eine Heizeinrichtung.
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Aus dem Stand der Technik sind Gargeräte bekannt, die in Profi- bzw. Großküchen zum Einsatz kommen. Derartige Gargeräte umfassen üblicherweise eine Heizvorrichtung, die eine Heizeinrichtung, beispielsweise in Form eines Heizregisters, aufweist, sowie einen Lüfter, mit dem die Luft in einem Garraum des Gargeräts umgewälzt werden kann. Über die Heizvorrichtung, insbesondere die Heizeinrichtung, sowie den Lüfter lässt sich demnach eine gewünschte Garatmosphäre im Garraum einstellen.
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Generell wird über die Heizeinrichtung eine definierte Wärmeleistung in den Garraum eingebracht, wobei die Temperatur an der Heizeinrichtung, insbesondere dem Heizregister, eine zulässige Temperatur nicht überschreiten darf, da ansonsten eine sicherheitsbedingte Notabschaltung des Gargeräts stattfindet. Zudem sinkt die Lebensdauer der Heizeinrichtung, sofern die Heizeinrichtung dauerhaft oder länger bei hohen Temperaturen betrieben wird.
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Der Temperaturwert an der Heizeinrichtung während des Betriebs des Gargeräts hängt jedoch vom Betriebszustand des Gargeräts ab, insbesondere vom Betriebszustand der Heizeinrichtung.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betrieben eines Gargeräts bereitzustellen, mit dem es möglich ist, die Lebensdauer der Heizeinrichtung in einfacher und kostengünstiger Weise zu maximieren.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts umfassend zumindest einen Lüfter und eine Heizeinrichtung, insbesondere ein Heizregister, mit den folgenden Schritten:
- - Erkennen eines kritischen Betriebszustands der Heizeinrichtung hinsichtlich der Temperatur der Heizeinrichtung aufgrund zumindest eines ersten Parameters des Gargeräts, und
- - Reduzieren der Temperatur der Heizeinrichtung, sofern ein kritischer Betriebszustand erkannt worden ist, indem eine Drehzahl des Lüfters erhöht wird und/oder indem die Heizeinrichtung getaktet angesteuert wird, sodass die durchschnittliche Heizleistung der Heizeinrichtung begrenzt wird.
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Insbesondere wird die durchschnittliche Heizleistung der Heizeinrichtung aufgrund der getakteten Ansteuerung der Heizeinrichtung reduziert.
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Der Grundgedanke der Erfindung ist es, die Temperatur der Heizeinrichtung darüber zu steuern, dass beispielsweise die Heizleistung über einen getakteten Betrieb der Heizeinrichtung, insbesondere des Heizregisters, gesteuert wird, wobei die Ansteuerung der Heizeinrichtung nach definierten Regeln erfolgt, die zu einem bestmöglichen Kompromiss hinsichtlich der zur Verfügung stehenden durchschnittlichen Heizleistung und der Temperatur an der Heizeinrichtung führt. Im Endeffekt wird so sichergestellt, dass die Temperatur der Heizeinrichtung bzw. die Temperatur an der Heizeinrichtung einen sicherheitsrelevanten Schwellwert gerade nicht erreicht oder übersteigt, da die Heizleistung der Heizeinrichtung aufgrund der getakteten Ansteuerung entsprechend begrenzt wird. Hierdurch ist sichergestellt, dass der Einfluss auf die Garqualität des Garverfahrens möglichst gering ist.
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Bei der Heizeinrichtung kann es sich um ein Heizregister handeln, das insbesondere getaktet angesteuert werden kann.
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Grundsätzlich ist bei dem Verfahren vorgesehen, dass die Temperatur der Heizeinrichtung, beispielsweise über die Reduktion bzw. Begrenzung der durchschnittlichen Heizleistung der Heizeinrichtung, nur dann reduziert wird, wenn ein kritischer Betriebszustand der Heizeinrichtung vorliegt, was zuvor entsprechend erkannt worden ist. Insofern wird die durchschnittliche Heizleistung in unkritischen Betriebszuständen nicht verändert, um die Temperatur der Heizeinrichtung zu senken.
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Grundsätzlich stellt sich der Temperaturwert an der Heizeinrichtung aufgrund eines Gleichgewichts ein, das aus der Leistungsdichte der Heizeinrichtung, also beispielsweise der Heizleistung pro Oberfläche des Heizregisters, und der Wärmeabnahme durch Strahlung einerseits und Konvektion aufgrund der Luftströmung im Garraum anderseits gebildet ist. Über die getaktete Ansteuerung der Heizeinrichtung und die damit einhergehende Begrenzung bzw. Reduzierung der durchschnittlichen Heizleistung wird die Leistungsdichte der Heizeinrichtung entsprechend gesenkt.
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Alternativ oder ergänzend kann die Wärmeabnahme erhöht werden, indem die Drehzahl des Lüfters erhöht wird, wodurch eine stärkere Konvektion vorliegt.
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In jedem Fall wird so die Temperatur der Heizeinrichtung bzw. die Temperatur an der Heizeinrichtung gesenkt, sodass eine Überhitzung der Heizeinrichtung bzw. das Erreichen oder Übersteigen der sicherheitsrelevanten, maximal zulässigen Temperatur vermieden wird.
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Der kritische Betriebszustand der Heizeinrichtung hinsichtlich der Temperatur der Heizeinrichtung wird erkannt, indem auf einen ersten Parameter des Gargeräts abgestellt wird, der sich in einfacher Weise sensorisch erfassen lässt. Da der kritische Betriebszustand der Heizeinrichtung zuvor erkannt worden ist, ist sichergestellt, dass die Temperatur der Heizeinrichtung nur dann reduziert wird, wenn tatsächlich ein kritischer Betriebszustand vorliegt. Insofern wird die Leistung des Gargeräts, insbesondere der Heizeinrichtung, nicht begrenzt, wenn kein kritischer Betriebszustand vorliegt.
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Gemäß einem Aspekt liegen unterschiedliche Betriebszustände der Heizeinrichtung vor, von denen zumindest einer ein kritischer Betriebszustand ist, bei dem droht, dass die Temperatur der Heizeinrichtung einen sicherheitsrelevanten Schwellwert erreicht oder übersteigt, also die zulässige, maximale Heizeinrichtungstemperatur. Neben dem kritischen Betriebszustand gibt es unkritische Betriebszustände der Heizeinrichtung, bei denen die Temperatur der Heizeinrichtung den sicherheitsrelevanten Schwellwert nicht erreicht. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Heizeinrichtung mehrere kritische Betriebszustände aufweist, die eine unterschiedliche Eskalationsstufe hinsichtlich der Ansteuerung der Heizeinrichtung zur Folge haben.
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Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass der kritische Betriebszustand über zumindest einen Grenzwert für den ersten Parameter des Gargeräts erkannt wird. Dies bedeutet, dass der erste Parameter des Gargeräts sensorisch erfasst und mit einem Grenzwert verglichen wird. Sofern der Grenzwert erreicht oder überschritten bzw. unterschritten wird, liegt der kritische Betriebszustand der Heizeinrichtung vor.
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Beispielsweise handelt es sich bei dem ersten Parameter des Gargeräts um die Garraumtemperatur, die von einem Temperaturfühler sensorisch erfasst wird, und/oder die Drehzahl des Lüfters.
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Sofern es sich beim ersten Parameter des Gargeräts um die Garraumtemperatur handelt, so liegt der kritische Betriebszustand der Heizeinrichtung vor, wenn der Grenzwert erreicht bzw. überschritten wird.
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Sofern es sich beim ersten Parameter des Gargeräts um die Drehzahl des Lüfters handelt, so liegt der kritische Betriebszustand der Heizeinrichtung vor, wenn der Grenzwert erreicht bzw. unterschritten wird.
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Folglich ist eine hohe Garraumtemperatur bzw. eine niedrige Drehzahl des Lüfters hinsichtlich der Temperatur der Heizeinrichtung kritisch, da dies dazu führt, dass sich eine höhere Gleichgewichtstemperatur an der Heizeinrichtung einstellt, wodurch die Heizeinrichtung überhitzen kann, also die zulässige, maximale Heizeinrichtungstemperatur erreicht bzw. überstiegen wird.
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Gemäß einer Ausführungsform liegt der kritische Betriebszustand vor, wenn ein Grenzwert für den ersten Parameter des Gargeräts überschritten und gleichzeitig ein Grenzwert für einen zweiten Parameter des Gargeräts unterschritten wird. Bei den beiden Parametern des Gargeräts, die für die Beurteilung des kritischen Betriebszustands herangezogen werden, handelt es sich um unterschiedliche Parameter. Sofern der Grenzwert für den ersten Parameter des Gargeräts überschritten wird, beispielsweise ein Grenzwert für die Garraumtemperatur, und gleichzeitig der Grenzwert für den zweiten Parameter des Gargeräts unterschritten wird, beispielsweise ein Grenzwert für die Drehzahl des Gargeräts, liegt ein entsprechend kritischer Betriebszustand vor. Bei einem derartigen Betriebszustand ist die Garraumtemperatur hoch. Aufgrund der geringen Drehzahl des Lüfters liegt zudem eine geringe Konvektion vor. Beides führt dazu, dass sich eine höhere Gleichgewichtstemperatur an der Heizeinrichtung einstellt.
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Grundsätzlich kann der kritische Betriebszustand der Heizeinrichtung aufgrund des ersten Parameters des Gargeräts sowie eines zweiten Parameters des Gargeräts erkannt werden, insbesondere wobei sich der zweite Parameter des Gargeräts vom ersten Parameter des Gargeräts unterscheidet.
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Ferner kann ein Kennfeld verwendet werden, um den kritischen Betriebszustand des Gargeräts zu erkennen, wobei das Kennfeld zumindest den ersten Parameter des Gargeräts und einen zweiten Parameter des Gargeräts umfasst. Über das Kennfeld lassen sich verschiedene Betriebszustände des Gargeräts abbilden, bei denen der erste Parameter des Gargeräts einen ersten Parameterbereich umfasst sowie der zweite Parameter des Gargeräts einen zweiten Parameterbereich umfasst. In Abhängigkeit des ersten Parameters ergeben sich demnach unterschiedliche Grenzwerte für den zweiten Parameter des Gargeräts und umgekehrt. Hierdurch ist sichergestellt, dass der kritische Betriebszustand hinreichend genau in den unterschiedlichen Betriebszuständen des Gargeräts erkannt werden kann.
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Mit anderen Worten kann der Grenzwert für den ersten Parameter des Gargeräts über eine Funktion dargestellt werden, die vom zweiten Parameter des Gargeräts abhängig ist. In analoger Weise kann der Grenzwert für den zweiten Parameter des Gargeräts über eine Funktion dargestellt werden, die vom ersten Parameter des Gargeräts abhängig ist.
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Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass zumindest die Garraumtemperatur erfasst wird, um den kritischen Betriebszustand der Heizeinrichtung zu detektieren. Bei der Garraumtemperatur kann es sich um den ersten Parameter des Gargeräts handeln, über den sich der kritische Betriebszustand der Heizeinrichtung erkennen lässt. Mit anderen Worten ist die Garraumtemperatur unter anderem mit der Temperatur an der Heizeinrichtung bzw. der Temperatur der Heizeinrichtung verknüpft, sodass aufgrund der sensorisch erfassbaren Garraumtemperatur indirekt auf die Temperatur der Heizeinrichtung geschlossen werden kann, um den kritischen Betriebszustand der Heizeinrichtung zu erkennen.
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Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass die Drehzahl des Lüfters erfasst wird, um den kritischen Betriebszustand der Heizeinrichtung zu erkennen. Bei der Drehzahl des Lüfters kann es sich um den ersten Parameter des Gargeräts handeln, über den der kritische Betriebszustand der Heizeinrichtung erkannt wird.
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Ferner kann es sich bei der Drehzahl des Lüfters um den zweiten Parameter des Gargeräts handeln, der mit dem ersten Parameter des Gargeräts, beispielsweise der Garraumtemperatur, zusammen ausgewertet wird, um den kritischen Betriebszustand der Heizeinrichtung zu erkennen.
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Insbesondere werden die erfasste Garraumtemperatur und die erfasste Drehzahl des Lüfters zusammen ausgewertet, um den kritischen Betriebszustand der Heizeinrichtung zu detektieren. Beispielsweise wird ein Grenzwert für die Garraumtemperatur herangezogen, der nicht erreicht bzw. überschritten werden darf, wohingegen für die Drehzahl des Lüfters ein Grenzwert herangezogen wird, der nicht gleichzeig erreicht bzw. unterschritten werden darf.
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Die herangezogenen Grenzwerte für die Garraumtemperatur und die Drehzahl des Lüfters können voneinander abhängig sein, sodass in Abhängigkeit der jeweiligen Garraumtemperatur ein unterschiedlicher Grenzwert für die Drehzahl des Lüfters bzw. in Abhängigkeit der Drehzahl des Lüfters ein unterschiedlicher Grenzwert für die Garraumtemperatur vorliegt.
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Dies lässt sich in einfacher Weise über ein entsprechendes Kennfeld bzw. ein Gleichungssystem darstellen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt werden bzw. wird die Historie der Heizleistung der Heizeinrichtung, eine Lasterkennung und/oder eine erfasste Heizeinrichtungstemperatur berücksichtigt, um den kritischen Betriebszustand der Heizeinrichtung zu detektieren. Die Historie der Heizleistung der Heizeinrichtung, die Lasterkennung und/oder die erfasste Heizeinrichtungstemperatur können bzw. kann der Parameter des Gargeräts sein, insbesondere der erste Parameter des Gargeräts, der herangezogen wird, um den kritischen Betriebszustand der Heizeinrichtung zu erkennen.
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Auch können die genannten Parameter bzw. Informationen zusätzlich zur Garraumtemperatur und/oder Drehzahl des Lüfters herangezogen werden, wodurch sich die Qualität erhöht, um den kritischen Betriebszustand aufgrund der vorhandenen Messwerte, also der sensorisch erfassten Parameter des Gargeräts, bzw. Informationen des Gargeräts zu erkennen.
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Je mehr Parameter bzw. Informationen in die Erkennung des kritischen Betriebszustands einfließen, desto besser lässt sich im Allgemeinen der kritische Betriebszustand von einem unkritischen Betriebszustand unterscheiden.
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Insbesondere wird die Heizeinrichtungstemperatur über einen Thermofühler an der Heizeinrichtung und/oder über eine Infrarotmessung bestimmt. Hierdurch lässt sich in einfacher Weise direkt die Temperatur der Heizeinrichtung erfassen, worüber direkt der kritische Betriebszustand der Heizeinrichtung hinsichtlich dessen Temperatur erkannt werden kann.
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Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass die Heizleistung der Heizeinrichtung stufenlos und/oder dass die Heizleistung der Heizeinrichtung zwischen schaltbaren Leistungsstufen variiert wird. Grundsätzlich kann die Variation der Heizleistung der Heizeinrichtung von der Art und Weise abhängen, wie der kritische Betriebszustand erkannt worden ist bzw. wie die weiteren gewünschten Leistungswerte des Gargeräts sind. Es können mehrere schaltbare Leistungsstufen vorgesehen sein, zwischen denen die Heizleistung der Heizeinrichtung variiert wird, beispielsweise über einen Trafo oder eine Modulation.
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Ferner kann das Taktverhältnis, das die taktweise Ansteuerung der Heizeinrichtung bestimmt, entsprechend variiert werden, also die Zeitdauer der einzelnen Leistungsstufen bzw. Leistungsniveaus.
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Grundsätzlich wird die höchste Temperatur an der Heizeinrichtung erreicht, wenn eine sehr geringe Drehzahl des Lüfters und gleichzeitig hohe Garraumtemperaturen vorliegen, da dies zu einer schlechten Wärmeabnahme der Heizeinrichtung führt. Bei einem derartigen Betriebszustand des Gargeräts handelt es sich um einen Betriebszustand mit einer verhältnismäßig geringen Leistungsanforderung, da die Garraumtemperatur bereits hoch ist, sodass eine Reduktion bzw. Begrenzung der Heizleistung der Heizeinrichtung nur einen geringen Einfluss auf die Garperformance (Garleistungsfähigkeit) bzw. auf die Qualität des Garprozesses hat. Es lässt sich so die durchschnittliche Heizleitung der Heizeinrichtung in einem derartigen Betriebszustand in intelligenter Weise begrenzen bzw. reduzieren.
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Insofern lässt sich der kritische Betriebszustand der Heizeinrichtung in einfacher Weise über die Drehzahl des Lüfters und die aktuelle Garraumtemperatur ermitteln, wobei bei Unterschreiten einer definierten Grenzdrehzahl für die Drehzahl des Lüfters und gleichzeitigem Überschreiten einer definierten Grenztemperatur für die Garraumtemperatur eine Begrenzung der durchschnittlichen Heizleistung der Heizeinrichtung erfolgt.
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Die Grenztemperatur im Garraum und/oder die Grenzdrehzahl, also der bzw. die entsprechende(n) Grenzwert(e), sind bzw. ist so festgelegt, dass die zulässige, maximale Heizeinrichtungstemperatur, auch der sicherheitsrelevante Schwellwert genannt, nicht überschritten wird. Sofern keine Reduktion der Temperatur der Heizeinrichtung erfolgen würde, beispielsweise aufgrund der Drehzahlveränderung des Lüfters und/oder der Begrenzung der durchschnittlichen Heizleistung, würde die Temperatur der Heizeinrichtung über den sicherheitsrelevanten Schwellwert steigen, wodurch es zu einer Beschädigung bzw. Zerstörung der Heizeinrichtung und/oder zu einem Abschalten des Gargeräts aufgrund eines Sicherheitstemperaturbegrenzers kommen kann.
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Die Reduktion der Temperatur der Heizeinrichtung stellt jedoch sicher, dass der sicherheitsrelevante Schwellwert nicht erreicht bzw. überschritten wird. In einfacher Weise lässt sich dies dadurch erreichen, dass das Gargerät steuerungstechnisch gezwungen wird, die Heizeinrichtung in einem definierten Taktverhältnis anzusteuern, indem es von einer höheren, insbesondere der höchsten, Leistungsstufe auf eine niedrigere Leistungsstufe schaltet. Nach einer definierten Dauer kann die Heizleistung wieder auf einer höhere, insbesondere die höchste, Leistungsstufe geschaltet werden. Hierdurch kommt es periodisch zu einem Abkühlen und Aufheizen der Heizeinrichtung, wodurch die zulässige Temperatur der Heizeinrichtung nicht überschritten wird, also der sicherheitsrelevante Schwellwert. Anstatt von Leistungsstufen können auch Leistungsniveaus, also stufenlos einstellbare Heizleistungen, vorgesehen sein. Wichtig ist lediglich, dass die Heizleistung während einer Aufheizphase des Garraums taktweise reduziert wird, um die durchschnittliche Heizleistung zu begrenzen bzw. zu reduzieren.
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Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn zwischen den beiden Leistungsstufen keine Zwischenstufe vorgesehen ist, auf die geschaltet werden könnte.
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Nachdem die gewünschte Soll-Temperatur im Garraum erreicht worden ist, ist die mittlere Leistungsanforderung in der Regel geringer, sodass die zwangsweise Leistungsbegrenzung der Heizeinrichtung nicht mehr relevant ist und das Gargerät die Heizleistung nunmehr frei regeln kann.
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Weiter Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 eine schematische Ansicht eines Gargeräts, mit dem ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt wird,
- - 2 eine schematische Übersicht, die das erfindungsgemäße Verfahren verdeutlicht, und
- - 3 ein Diagramm, das die Auswirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Vergleich zu einem herkömmlichen Verfahren bei einer niedrigen Drehzahl des Lüfters verdeutlicht.
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In 1 ist ein Gargerät 10 gezeigt, das einen Garraum 12 sowie ein den Garraum 12 umgebenes Gehäuse 14 aufweist. In dem Gehäuse 14 ist neben dem Garraum 12 ein Technikraum 16 vorgesehen, der vom Garraum 12 thermisch abgetrennt bzw. isoliert ist.
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Des Weiteren umfasst das Gargerät 10 eine Heizvorrichtung 18, die eine Heizeinrichtung 20 aufweist, über die eine Wärmeleistung in den Garraum 12 eingebracht wird.
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In der Ausführungsform handelt es sich bei der Heizeinrichtung 20 um ein Heizregister 20, auf das nachfolgend Bezug genommen wird.
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Grundsätzlich kann die Heizeinrichtung 20 auch andersartig ausgebildet sein, beispielsweise als Gasheizung.
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Zudem umfasst das Gargerät 10 einen Lüfter 22, der von einem Motor 24 angetrieben ist, um die Luft im Garraum 12 umzuwälzen.
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Generell lässt sich über die Heizvorrichtung 18 sowie den Lüfter 22 eine Garraumatmosphäre im Garraum 12 einstellen.
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Eine Lüfterbaugruppe 26, die den Lüfter 22 und den Motor 24 umfasst, sowie die Heizvorrichtung 18 sind jeweils mit einer Steuerung 28 gekoppelt, die wiederrum mit wenigstens einem Sensor 30 gekoppelt ist, um erfasste Sensorwerte zu erhalten und für die Ansteuerung der Lüfterbaugruppe 26 und/oder der Heizvorrichtung 18 zu erhalten. Hierdurch kann die Garraumatmosphäre entsprechend eingestellt werden.
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Bei dem wenigstens einen Sensor 30 kann es sich um einen Temperaturfühler handeln, der die Temperatur im Garraum 12 erfasst, also die Garraumtemperatur.
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Ferner kann der wenigstens eine Sensor 30 der Lüfterbaugruppe 26 zugeordnet sein, sodass der wenigstens eine Sensor 30 die Drehzahl des Lüfters 22 erfasst, beispielsweise über ein Motorsignal des Motors 24.
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Die von den Sensoren 30 erfassten Werte werden auch als Parameter des Gargeräts 10 bezeichnet, die der Steuerung 28 zur Verfügung gestellt werden.
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Das Gargerät 10, insbesondere die Steuerung 28 des Gargeräts 10, ist ausgebildet, ein Verfahren zum Betreiben des Gargeräts 10 durchzuführen, welches in 2 schematisch dargestellt ist.
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In einem ersten Schritt S1 wird zunächst ein kritischer Betriebszustand des Heizregisters 20 hinsichtlich der Temperatur des Heizregisters 20 erkannt, indem Parameter des Gargeräts 10 erfasst und anschließend ausgewertet werden.
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In der gezeigten Ausführungsform wird hierzu auf die von den Sensoren 30 erfassten Messwerte abgestellt, also die Temperatur des Garraums 12, auch als Garraumtemperatur bezeichnet, sowie die Drehzahl des Lüfters 22.
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Um den kritischen Betriebszustand zu erkennen, wird der erste Parameter des Gargeräts 10, beispielsweise die Garraumtemperatur, mit einem zugeordneten Grenzwert dahingehend abgeglichen, ob dieser Grenzwert unter- bzw. überschritten wird. Am Beispiel der Garraumtemperatur wird demnach ausgewertet, ob der zugeordnete Grenzwert von der aktuell erfassten Garraumtemperatur überschritten wird.
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Zudem wird ein zweiter Parameter des Gargeräts 10, beispielsweise die Drehzahl des Lüfters 22, mit einem Grenzwert dahingehend abgeglichen, ob der Grenzwert unter- bzw. überschritten wird. Am Beispiel der Drehzahl des Lüfters 22 wird abgeglichen, ob der zugeordnete Grenzwert von der aktuell erfassten Drehzahl des Lüfters 22 unterschritten wird.
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Insbesondere wird dabei darauf abgestellt, ob der Grenzwert für den ersten Parameter des Gargeräts 10, also den Grenzwert für die Garraumtemperatur, überschritten und gleichzeitig der Grenzwert für den zweiten Parameter des Gargeräts 10, also der Grenzwert für die Drehzahl des Lüfters 22, unterschritten wird.
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Sofern die beiden Grenzwerte über- bzw. unterschritten werden, also der Grenzwert für den ersten Parameter überschritten und der Grenzwert für den zweiten Parameter unterschritten wird, liegt ein entsprechend kritischer Betriebszustand vor, was die Steuerung 28 des Gargeräts 10 erkennt.
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Die Grenzwerte können jeweils von dem anderen Parameter des Gargeräts 10 abhängig sein, sodass ein entsprechendes Kennfeld bzw. Gleichungssystem für die Parameter des Gargeräts 10 vorliegt.
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Dies bedeutet, dass der Grenzwert für den ersten Parameter in Abhängigkeit vom aktuellen zweiten Parameter des Gargeräts 10 aus dem Kennfeld gewählt wird. In analoger Weise gilt dies für den Grenzwert des zweiten Parameters, der in Abhängigkeit vom aktuellen ersten Parameter des Gargeräts 10 aus dem Kennfeld gewählt wird.
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Zum Erkennen des kritischen Betriebszustands werden demnach die erfasste Garraumtemperatur und die erfasste Drehzahl des Lüfters 22 zusammen ausgewertet, also zwei unterschiedliche Parameter des Gargeräts 10.
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In einem zweiten Schritt S2 können zusätzlich zur Garraumtemperatur und der Drehzahl des Lüfters 22 die Historie der Heizleistung des Heizregisters 20, eine Lasterkennung im Garraum 12, eine Lasterkennung des Heizregisters 20 und/oder eine erfasste Heizregistertemperatur berücksichtigt werden, um den kritischen Betriebszustand des Heizregisters 20 zu detektieren.
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Dies bedeutet, dass neben der Garraumtemperatur und der Drehzahl des Lüfters 22 weitere Parameter bzw. Informationen des Gargeräts 10 einbezogen werden, um den kritischen Betriebszustand des Heizregisters 20 zu detektieren bzw. den kritischen Betriebszustand von einem unkritischen Betriebszustand zu unterscheiden. Je mehr Daten bzw. Informationen verwendet werden, desto besser ist die Qualität der Erkennung des kritischen Betriebszustands des Heizregisters 20.
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Die Heizregistertemperatur lässt sich in einfacher Weise über einen Thermofühler bestimmen, der am Heizregister 20 angeordnet ist. Alternativ oder ergänzend lässt sich die Heizregistertemperatur über eine Infrarotmessung ermitteln.
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Auch kann einer der oben genannten Parameter bzw. Informationen des Gargeräts 10 allein verwendet werden, um den kritischen Betriebszustand des Gargeräts 10 zu erkennen.
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In einem dritten Schritt S3 wird die Temperatur des Heizregisters 20 reduziert, sofern ein kritischer Betriebszustand zuvor erkannt worden ist.
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Hierzu kann die Drehzahl des Lüfters 22 erhöht werden, wodurch die Konvektion am Heizregister 20 erhöht wird, was mit einer Wärmeabnahme des Heizregisters 20 und somit einer Reduktion der Temperatur des Heizregisters 20 einhergeht.
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Alternativ oder ergänzend wird das Heizregister 20 getaktet angesteuert, sodass die durchschnittliche Heizleistung des Heizregisters 20 begrenzt wird, insbesondere reduziert wird.
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Das bedeutet, dass die Steuerung 28 die Heizvorrichtung 18, insbesondere das Heizregister 20, in einem entsprechenden Taktverhältnis ansteuert, indem die Heizleistung zwischen einer höheren Heizleistung und einer niedrigen Heizleistung hin- und herschaltet.
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Beispielsweise wird dabei die Heizleistung des Heizregisters 20 zwischen schaltbaren Leitungsstufen variiert. Diese Leistungsstufen betragen beispielsweise 0 %, 50 % und 100 %. Ferner können Leistungsstufen mit weiteren Alternativen vorgesehen sein, beispielsweise 25 % und 75 %.
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Bei der taktweisen Ansteuerung des Heizregisters 20 kann die durchschnittliche Heizleistung des Heizregisters 20 zwischen der höchsten Leistungsstufe, also 100 %, und einer niedrigeren Leistungsstufe taktweise geschaltet werden.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Heizleistung des Heizregisters 20 stufenlos einstellbar ist, wodurch die Taktung entsprechend feiner eingestellt werden kann bzw. die Leistung des Heizregisters 20 bei einer niedrigeren Heizleistung.
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Grundsätzlich kann neben der Heizleistung des Heizregisters 20 auch das Taktverhältnis für die Ansteuerung des Heizregisters 20 variiert werden.
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Die Dauer der einzelnen Phasen mit entsprechender Heizleistung kann demnach variabel eingestellt werden. Dies geschieht in analoger Weise über die Steuerung 28 des Gargeräts 10.
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In 3 ist ein Diagramm gezeigt, bei dem die Temperatur des Heizregisters 20, die Temperatur im Garraum 12 sowie die Heizleistung über die Zeit während einer Aufheizphase des Gargeräts 10 aufgetragen sind. Die entsprechenden Werte sind für ein herkömmliches Verfahren (ohne Leistungsbegrenzung) und ein erfindungsgemäßes Verfahren (mit Leistungsbegrenzung) aufg etrag en.
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Aus 3 wird deutlich, dass die Temperatur des Heizregisters 20 in einer Aufheizphase des Gargeräts 10 zunächst in Richtung eines sicherheitsrelevanten Schwellwerts ansteigt, also einer zulässigen maximalen Heizregistertemperatur.
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Gleichzeitig steigt dabei die Temperatur im Garraum 12 an, also die Garraumtemperatur, um die gewünschte Solltemperatur im Garraum 12 zu erreichen.
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Ferner geht aus dem Diagramm hervor, dass der kritische Betriebszustand dann vorliegt, wenn die Temperatur des Heizregisters 20 droht, den sicherheitsrelevanten Schwellwert, also die zulässige maximale Heizregistertemperatur, zu erreichen bzw. zu übersteigen.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der entsprechend kritische Betriebszustand des Heizregisters 20 erkannt, indem die Garraumtemperatur und die Drehzahl des Lüfters 22 gleichzeitig erfasst und dahingehend ausgewertet werden, ob die Garraumtemperatur einen zugeordneten Grenzwert erreicht bzw. übersteigt und gleichzeitig die Drehzahl des Lüfters 22 einen zugeordneten Grenzwert erreicht bzw. unterschreitet.
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Sofern der kritische Betriebszustand erkannt worden ist, erfolgt eine getaktete Ansteuerung des Heizregisters 20 hinsichtlich der durchschnittlichen Heizleistung, die dadurch begrenzt bzw. reduziert wird. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Temperatur des Heizregisters 20 während der Aufheizphase unterhalb des sicherheitsrelevanten Schwellwerts bzw. der zulässigen maximalen Heizregistertemperatur bleibt, wie anschaulich aus 3 hervorgeht.
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Die Garraumtemperatur steigt aufgrund der geringeren durchschnittlichen Heizleistung des Heizregisters 20 langsamer als in einem konventionellen Verfahren, was jedoch eine längere Lebensdauer des Heizregisters 20 und somit eine auf die Lebenszeit des Gargeräts 10 gesehene bessere Performance bietet.
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Sobald die Garraumtemperatur die Solltemperatur im Garraum 12 erreicht hat, lässt sich die Temperatur des Heizregisters 20 bzw. die Heizleistung des Heizregisters 20 frei regeln, wie ebenfalls aus 3 deutlich wird.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist demnach sichergestellt, dass die Lebensdauer des Heizregisters 20 maximiert werden kann, da ein kritischer Betriebszustand des Heizregisters 20 zunächst erkannt wird und auf diesen entsprechend reagiert wird, sodass eine zulässige maximale Heizregistertemperatur nicht überschritten wird.
