DE102019213103B4 - Verfahren zum Erkennen von Verkalkung in einer Heizeinrichtung einer Heißgetränkezubereitungseinrichtung - Google Patents

Verfahren zum Erkennen von Verkalkung in einer Heizeinrichtung einer Heißgetränkezubereitungseinrichtung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Verkalkungen in einer Heizeinrichtung (1) einer Heißgetränkezubereitungseinrichtung (2), bei welcher ein Überschreiten einer vorbestimmten Höchsttemperatur (3) eine elektrische Verbindung (4) zwischen der Heizeinrichtung (1) und einer Spannungsquelle (5) unterbrochen wird, wobei gemäß dem Verfahren Amplituden (6) einer von der Spannungsquelle (5) erzeugten Wechselspannung (U) mit vorgegebenen Soll-Amplituden (7) verglichen werden und aus diesem Vergleich geschlossen wird, ob Verkalkung vorliegt oder nicht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Verkalkung in einer Heizeinrichtung einer Heißgetränkezubereitungseinrichtung.
  • Verfahren zum Erkennen von Verkalkung in einer Heizeinrichtung einer Heißgetränkezubereitungseinrichtung sind seit geraumer Zeit bekannt. Eine solche Verkalkung in der Heizeinrichtung der Heißgetränkezubereitungseinrichtung baut sich mit der Nutzung der Heißgetränkezubereitungseinrichtung, d.h. infolge mehrerer aufeinander folgender Aufbrühvorgänge zum Zubereiten eines Heißgetränks, sukzessive auf. Dies hat zur Folge, dass sich bei zunehmender Nutzung der Heißgetränkezubereitungseinrichtung eine Kalkschicht an einem Heizrohr der Heizeinrichtung der Heißgetränkezubereitungseinrichtung ausbildet, durch welches zum Aufbrühen des Heißgetränks zu erhitzendes Wasser strömt. Dabei wirkt die Verkalkung bzw. die Kalkschicht als thermische Isolationsschicht zwischen dem Heizrohr der Heizeinrichtung und dem dieses Heizrohr durchströmenden Wasser. Da die Schichtdicke dieser Isolationsschicht mit zunehmender Nutzung zunimmt, wird die Wärmeübertragung von dem Heizrohr der Heizeinrichtung auf das zu erhitzende Wasser mit zunehmender Nutzung in wachsendem Maße behindert. Um ein zuverlässiges Erhitzen des Wassers mittels der Heizeinrichtung sicherzustellen, muss die Verkalkung der Heizeinrichtung mittels eines Entkalkungsvorgangs entfernt werden, sobald bzw. bevor das zu erhitzende Wasser mittels der Heizeinrichtung nicht mehr in ausreichendem Maße erhitzt werden kann.
  • Aus DE 10 2014 000 049 A1 ist ein Durchlauferhitzer mit Verkalkungserfassung bekannt.
  • Vor diesem Hintergrund wird bei herkömmlichen Heißgetränkezubereitungseinrichtungen ein Bediener nach der Zubereitung einer vorgegebenen Anzahl an Heißgetränken typischerweise dazu aufgefordert, die Heißgetränkezubereitungseinrichtung bzw. die Heizeinrichtung der Heißgetränkezubereitungseinrichtung zu entkalken.
  • Als nachteilig hierbei anzusehen ist, dass dabei ein tatsächlich vorliegender Verkalkungsgrad der Heizeinrichtung der Heißgetränke-Zubereitungsmaschine außer Acht bleibt. Dies bedeutet, dass eine durch den Kalkgehalt des zu erhitzenden Wassers festgelegte Wasserhärte, welche lokal je nach Aufstellungsort der Heißgetränkezubereitungseinrichtung variieren kann, nicht berücksichtigt wird. Somit kann einem Bediener der Heißgetränkezubereitungseinrichtung, wenn diese mit sehr weichem, kalkarmem Wasser betrieben wird, eine Entkalkungsaufforderung angezeigt werden, bevor ein kritischer Verkalkungsgrad der Heizeinrichtung der Heißgetränkezubereitungseinrichtung überhaupt erreicht worden ist. Umgekehrt kann einem Bediener bei sehr hartem, kalkreichem Wasser eine solche Entkalkungsaufforderung gegebenenfalls nicht rechtzeitig angezeigt werden, obwohl die Heißgetränkezubereitungseinrichtung bereits so stark verkalkt ist, dass ein Erhitzen des Wassers zum Aufbrühen des Heißgetränks mittels der Heißgetränkezubereitungseinrichtung bereits gar nicht mehr auf die gewünschte und eine Mindestqualität des zuzubereitenden Heißgetränks gewährleistende Temperatur möglich ist.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für Verfahren zum Erkennen von Verkalkung in einer Heizeinrichtung einer Heißgetränkezubereitungseinrichtung - insbesondere zur Beseitigung der oben genannten Nachteile - neue Wege aufzuzeigen.
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
  • Grundidee der Erfindung ist demnach, zum Erkennen von Verkalkung in einer Heizeinrichtung einer Heißgetränkezubereitungseinrichtung einen Vergleich von Amplituden einer von einer Spannungsquelle erzeugten Wechselspannung, welche die Heizeinrichtung der Heißgetränkezubereitungseinrichtung versorgt, mit vorgegebenen Soll-Amplituden vorzunehmen.
  • Vorteilhaft kann mittels eines solchen Vergleichs eine tatsächliche Verkalkung in der Heizeinrichtung der Heißgetränkezubereitungseinrichtung erkannt werden, so dass einem Benutzer der Heißgetränkezubereitungseinrichtung bedarfsgerecht eine Entkalkungsaufforderung ausgegeben werden kann, sobald die sich in der Heizeinrichtung der Heißgetränkezubereitungseinrichtung ausbildende Verkalkung die Wärmeübertragung von der Heizeinrichtung auf das zu erhitzende Wasser zu stark behindert. Dies erlaubt es, die Qualität eines mittels der Heißgetränkezubereitungseinrichtung aufbrühbaren Heißgetränks, welche maßgeblich von einer Brühtemperatur des mittels der Heizeinrichtung zu erhitzenden Wassers abhängt, dauerhaft sicherzustellen, ohne zugleich zum Entkalken aufzufordern, bevor dies überhaupt erforderlich ist. Damit lassen sich zudem zum Entkalken benötigte Entkalkungsmittel einsparen, da immer nur dann zum Entkalken aufgefordert wird, wenn eine Verkalkung der Heizeinrichtung erkannt wird und demnach auch tatsächlich vorhanden ist.
  • Die Erfindung schlägt ein Verfahren zum Erkennen von Verkalkung in einer Heizeinrichtung einer Heißgetränkezubereitungseinrichtung vor, bei welcher bei Überschreiten einer vorbestimmten Höchsttemperatur eine elektrische Verbindung zwischen der Heizeinrichtung und einer Spannungsquelle unterbrochen wird. Die Heizeinrichtung ist vorzugsweise ein Durchlauferhitzer. Die Spannungsquelle dient hierbei zum Bereitstellen einer Wechselspannung, mit welcher die Heizeinrichtung versorgt wird. Gemäß dem Verfahren werden Amplituden der von der Spannungsquelle erzeugten Wechselspannung mit vorgegebenen Soll-Amplituden verglichen. Aus diesem Vergleich wird geschlossen, ob Verkalkung vorliegt oder nicht. Vorteilhaft kann somit ein Bediener der Heißgetränkezubereitungseinrichtung immer dann dazu aufgefordert werden, die Heißgetränkezubereitungseinrichtung bzw. die Heizeinrichtung der Heißgetränkezubereitungseinrichtung zu entkalken, wenn eine Verkalkung erkannt wurde. Ein zu häufiges Entkalken kann damit wirksam vermieden werden, ebenso wie ein zu spätes Entkalken, welches wie oben bereits angeführt die Qualität des zuzubereitenden Heißgetränks in negativer Weise beeinflusst.
  • Zweckmäßig wird das Vorliegen von Verkalkung bei dem Verfahren angenommen, wenn sich aus dem Vergleich ergibt, dass wenigstens eine Soll-Amplitude von der zugeordneten erzeugten Amplitude der Wechselspannung abweicht. Besonders zweckmäßig wird das Vorliegen von Verkalkung angenommen, sobald eine vorbestimmte Mindestanzahl an Soll-Amplituden von den zugeordneten erzeugten Amplituden abweicht. Somit kann vorteilhaft vermieden werden, dass zufällige, ausreißerartige Abweichungen zum Erkennen von Verkalkung bei dem Verfahren berücksichtigt werden. Dies ermöglicht ein besonders fehlerrobustes Erkennen von Verkalkung in der Heizeinrichtung.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens sind die Soll-Amplituden durch eine vorgegebene zeitliche Sequenz von ersten Soll-Amplituden mit einem ersten Amplituden-Sollwert und zweiten Soll-Amplituden mit einem gegenüber dem ersten Amplituden-Sollwert reduzierten zweiten Amplituden-Sollwert festgelegt. Die Sequenz aus ersten und zweiten Soll-Amplituden wird gemäß dem Verfahren mit einer Spannungsquellen-Sequenz der Amplituden der von der Spannungsquelle erzeugten Wechselspannung verglichen. Vorteilhaft ermöglicht dies ein besonders zuverlässiges Erkennen von Verkalkung in der Heizeinrichtung der Heißgetränkezubereitungseinrichtung.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird in einem nominellen Betriebszustand der Heizeinrichtung, in welchem die vorbestimmte Höchsttemperatur nicht überschritten ist, von der Spannungsquelle eine elektrische Wechselspannung mit einer Spannungsquellen-Sequenz von Amplituden erzeugt. Dieses Erzeugen der Spannungsquellen-Sequenz kann mittels einer Steuerungs/- Regelungseinrichtung vorgenommen werden. In dem nominellen Betriebszustand der Heizeinrichtung entspricht die vorgegebene Sequenz von Soll-Amplituden besagter Spannungsquellen-Sequenz von Amplituden. In dem nominellen Betriebszustand wird die Spannungsquellen-Sequenz erzeugt, indem die Heizeinrichtung eingeschaltet wird, wenn in der vorgegebenen zeitlichen Sequenz eine zweite Soll-Amplitude erzeugt werden soll und die Heizeinrichtung ausgeschaltet wird, wenn eine erste Soll-Amplitude erzeugt werden soll. Mittels einer solchen Sequenz an Amplituden, in welcher die Heizeinrichtung zeitlich gepulst bzw. getaktet eingeschaltet bzw. ausgeschaltet wird, lässt sich eine Heizleistung der Heizeinrichtung unter Aspekten der elektromagnetischen Verträglichkeit besonders gut und variabel erzeugen.
  • Zweckmäßig wird bei Verlassen des nominellen Betriebszustands eine Abweichung der erzeugten Amplitude von der zugeordneten Soll-Amplitude durch das Unterbrechen der elektrischen Verbindung zwischen Spannungsquelle und der Heizeinrichtung bei Überschreiten der vorbestimmten Höchsttemperatur erzeugt. Vorteilhaft kann somit wirksam ein Überhitzen der Heizeinrichtung, welches eine Zerstörung der Heizeinrichtung verursachen kann, wirksam vermieden werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird das Vorliegen von Verkalkung angenommen, wenn sich aus dem Vergleich ergibt, dass die Sequenz aus ersten und zweiten Soll-Amplituden von der Spannungsquellen-Sequenz der Amplituden der von der Spannungsquelle erzeugten Wechselspannung abweicht. Dies ermöglicht vorteilhaft ein besonders zuverlässiges Erkennen von Verkalkung der Heizeinrichtung der Heißgetränkezubereitungseinrichtung.
  • Zweckmäßig ist die Heizeinrichtung über einen Thermoschalter elektrisch mit der die elektrische Wechselspannung bereitstellenden elektrischen Spannungsquelle verbunden. Zweckmäßigerweise ist der Thermoschalter thermisch an die Heizeinrichtung gekoppelt. Der Thermoschalter unterbricht bei Überschreiten der vorbestimmten Höchsttemperatur diese elektrische Verbindung zwischen der elektrischen Spannungsquelle und der Heizeinrichtung. Besonders zweckmäßig ist der Thermoschalter ein Bimetall-Schalter. Vorteilhaft kann mittels eines solchen Thermoschalters ein Überhitzen der Heizeinrichtung besonders zuverlässig vermieden werden. Außerdem sind solche Thermoschalter weit verbreitet, weshalb sich ein solcher Überhitzungsschutz unter Kostenaspekten besonders günstig umsetzen lässt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist der Thermoschalter zwischen einem geschlossenen und einem geöffneten Zustand umschaltbar. Dabei ist in dem geöffneten Zustand des Thermoschalters die elektrische Verbindung der Heizeinrichtung mit der Spannungsquelle unterbrochen. In dem geschlossenen Zustand des Thermoschalters ist diese Unterbrechung aufgehoben. Die Heizeinrichtung und die Spannungsquelle sind dabei derart aufeinander abgestimmt, dass im geschlossenen Zustand des Thermoschalters die Amplituden der von der Spannungsquelle erzeugten Wechselspannung gegenüber dem geöffneten Zustand reduziert sind. Dies hat zufolge, dass die Amplituden der von der Spannungsquelle erzeugten Wechselspannung, falls der Thermoschalter infolge einer Überschreitung der zulässigen Höchsttemperatur der Heizeinrichtung seinen geöffneten Zustand angenommen hat, von den zweiten Soll-Amplituden abweicht. Somit wird mittels des Verfahrens vorteilhaft eine Überhitzung der Heizeinrichtung vermieden und zugleich das Vorliegen von Verkalkung in der Heizeinrichtung erkannt. Zusätzliche Sensoren sind dabei zum Erkennen der Verkalkung nicht erforderlich.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Soll-Amplituden durch einen Kalibriervorgang festgelegt werden. Dieser Kalibriervorgang wird in Intervallen einer vorbestimmten Anzahl an Sequenzen an Soll-Amplituden wiederholt. Vorteilhaft können somit etwaige Unregelmäßigkeiten der von der Spannungsquelle erzeugten Wechselspannung auskalibriert werden, so dass solche Unregelmäßigkeiten das Erkennen von Verkalkung in der Heizeinrichtung der Heißgetränkezubereitungseinrichtung mittels des Verfahrens nicht oder zumindest nur in vermindertem Maße beeinflussen.
  • Zweckmäßig wird in dem Falle, in welchem mittels des Verfahrens ein verkalkter Zustand der Heizeinrichtung bzw. eine Verkalkung der Heizeinrichtung erkannt wird, einem Bediener der Heißgetränkezubereitungseinrichtung eine Aufforderung zum Entkalken der Heißgetränkezubereitungseinrichtung bzw. der Heizeinrichtung der Heißgetränkezubereitungseinrichtung ausgegeben.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
  • Es zeigen, jeweils schematisch
    • 1 beispielhaft eine, eine Heizeinrichtung umfassende Heißgetränkezubereitungseinrichtung, welche zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erkennen von Verkalkung in der Heizeinrichtung eingerichtet ist,
    • 2 beispielhaft einen zeitlichen Verlauf einer Wechselspannung, mit welcher die Heizeinrichtung der Heißgetränkezubereitungseinrichtung der 1 bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens versorgt wird, in einem Spannungs-Zeit-Diagramm,
    • 3 beispielhaft in einem Temperatur-Zeit- bzw. Leistungs-Zeit-Diagramm eine an einem Ausgang der Heizeinrichtung gemessene Wassertemperatur sowie eine mittels der Heizeinrichtung erzeugte Heizleistung zum Aufheizen des Wassers auf die Heiztemperatur in einem nominellen Betriebszustand und in einem verkalkten Zustand.
  • 1 illustriert beispielhaft und grobschematisch einen Aufbau einer Heißgetränkezubereitungseinrichtung 2 mit einer Heizeinrichtung 1. Die Heißgetränkezubereitungseinrichtung 2 mit der Heizeinrichtung 1 ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erkennen von Verkalkung in der Heizeinrichtung 1 der Heißgetränkezubereitungseinrichtung 2 eingerichtet. Bei der Heißgetränkezubereitungseinrichtung 2 wird bei Überschreiten einer vorbestimmten Höchsttemperatur 3 eine elektrische Verbindung 4 zwischen der Heizeinrichtung 1 und einer Spannungsquelle 5 unterbrochen. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Amplituden 6 einer von der Spannungsquelle 5 erzeugten Wechselspannung U mit vorgegebenen Soll-Amplituden 7 verglichen. Aus diesem Vergleich wird geschlossen, ob Verkalkung der Heizeinrichtung 1 vorliegt oder nicht. Die Soll-Amplituden können mittels einer Steuerungs-/ Regelungseinrichtung CPU, welche mit der Spannungsquelle verbunden ist, erzeugt werden.
  • Die 2 zeigt exemplarisch die mittels der Spannungsquelle 5 bereitgestellte Wechselspannung U in einem Spannungs-Zeit-Diagramm bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei ist in der 2 ein Graph der an der Heizeinrichtung 1 anliegenden Wechselspannung mit einer durchgezogenen Linie illustriert. Im Bereich der positiven fünften Halbwelle ist die der Soll-Amplitude 7 dieser Halbwelle zugeordnete Wechselspannung U mittels einer gestrichelten Linie veranschaulicht. Es ist erkennbar, dass die an der Heizeinrichtung 1 anliegende Wechselspannung U in der fünften Halbwelle eine Amplitude 6 aufweist, welche die Soll-Amplitude 7 der fünften Halbwelle überschreitet. Gemäß dem Verfahren wird das Vorliegen von Verkalkung angenommen, wenn sich aus dem Vergleich der vorgegebenen Soll-Amplituden 7 der Wechselspannung U mit den Amplituden 6 der an der Heizeinrichtung 1 anliegenden Wechselspannung U ergibt, dass wenigstens eine Soll-Amplitude 7 von der zugeordneten erzeugten Amplitude 6 abweicht. Dies ist, wie in der 2 erkennbar, bei der fünften Halbwelle der Fall. Alternativ kann gemäß dem Verfahren das Vorliegen von Verkalkung angenommen werden, wenn sich aus dem Vergleich ergibt, dass eine vorbestimmte Anzahl an Soll-Amplituden 7 von den zugeordneten erzeugten Amplituden 6 abweicht.
  • Die Soll-Amplituden 7 können durch eine vorgegebene zeitliche Sequenz 8 von ersten Soll-Amplituden 9 und zweiten Soll-Amplituden 11 festgelegt sein. Die ersten Soll-Amplituden 9 können einen ersten Amplituden-Sollwert 10 aufweisen und die zweiten Soll-Amplituden 11 können einen zweiten Amplituden-Sollwert 12 aufweisen, welcher gegenüber dem ersten Amplituden-Sollwert 10 reduziert ist. Die Sequenz 8 aus ersten und zweiten Soll-Amplituden 9, 10 kann mit einer Spannungsquellen-Sequenz 13 der Amplituden 6 der von der Spannungsquelle 5 erzeugten Wechselspannung U verglichen werden.
  • In einem nominellen Betriebszustand 14 der Heizeinrichtung 1, in welchem die vorbestimmte Höchsttemperatur 3 nicht überschritten ist, kann von der Spannungsquelle 5 eine elektrische Wechselspannung U mit einer Spannungsquellen-Sequenz 13 von Amplituden 6 erzeugt werden. In dem nominellen Betriebszustand kann die Spannungsquellen-Sequenz 13 von Amplituden 6 der vorgegebenen Sequenz 8 von Soll-Amplituden 7 entsprechen. Hierzu kann die Heizeinrichtung 1 eingeschaltet werden, wenn in der zeitlichen Sequenz 8 eine zweite Soll-Amplitude 11 erzeugt werden soll, wobei die Heizeinrichtung 1 ausgeschaltet werden kann, wenn eine erste Soll-Amplitude 9 erzeugt werden soll. Bei Verlassen des nominellen Betriebszustandes 14 kann eine Abweichung 15 der erzeugten Amplitude 6 von der zugeordneten Soll-Amplitude 7 durch das Unterbrechen der Verbindung 4 zwischen der Spannungsquelle 5 und der Heizeinrichtung 1 erzeugt werden. Das Unterbrechen der Verbindung 4 zwischen der Spannungsquelle 5 und der Heizeinrichtung 1 kann bei Überschreiten der vorbestimmten Höchsttemperatur 3 vorgenommen werden. Das Vorliegen von Verkalkung kann angenommen werden, wenn sich aus dem Vergleich ergibt, dass die Sequenz 8 aus ersten und zweiten Soll-Amplituden von der Spannungsquellen-Sequenz 13 der Amplituden 6 der von der Spannungsquelle 5 erzeugten Wechselspannung U abweicht.
  • Wie in der 1 skizziert, kann die Heizeinrichtung 1 über einen Thermoschalter 16 elektrisch mit der elektrischen Spannungsquelle 5 verbunden sein, welche die elektrische Wechselspannung U bereitstellt. Der Thermoschalter 16 kann derart ausgebildet sein, dass er bei Überschreiten der vorbestimmten Höchsttemperatur 3 die elektrische Verbindung 4 zwischen der Heizeinrichtung 1 und der Spannungsquelle 5 unterbricht. Hierzu kann der Thermoschalter 16 als Bimetall-Schalter 17 ausgeführt sein. Der Thermoschalter 16 bzw. der Bimetall-Schalter 17 kann thermisch an die Heizeinrichtung 1 gekoppelt sein. Der Thermoschalter 16 bzw. der Bimetall-Schalter 17 kann zwischen einem geschlossenen Zustand 18 und einem geöffneten Zustand 19 umschaltbar sein. In dem geöffneten Zustand 19 kann die elektrische Verbindung 4 der Heizeinrichtung 1 mit der Spannungsquelle 5 unterbrochen sein. In dem geschlossenen Zustand 18 kann diese Unterbrechung aufgehoben sein. Die Heizeinrichtung 1 und die Spannungsquelle 5 können derart aufeinander abgestimmt sein, dass im geschlossenen Zustand 18 des Thermoschalters 16 die Amplituden 6 der von der Spannungsquelle 5 erzeugten Wechselspannung U gegenüber dem geöffneten Zustand 19 reduziert sind. Die Soll-Amplituden 7 können durch einen Kalibriervorgang festgelegt werden, welcher in Intervallen einer vorbestimmten Anzahl an Sequenzen 8 aus ersten und zweiten Soll-Amplituden 9, 11 wiederholt wird.
  • 3 zeigt beispielhaft einen zeitlichen Verlauf einer an einem Ausgang der Heizeinrichtung 1 gemessenen Temperatur T des mittels der Heizeinrichtung 1 erhitzten Wassers während eines Brühvorgangs. Außerdem ist in der 3 ein Verlauf einer mittels der Heizeinrichtung 1 erzeugten Heizleistung P über die Zeit t während des Brühvorgangs gezeigt. Sowohl für die Temperatur T als auch die Heizleistung P ist jeweils der die Heizleistung P bzw. die Temperatur T illustrierende Graph für den nominellen Betriebszustand 14 mit einer durchgezogenen Linie und für einen verkalkten Zustand 20 der Heizeinrichtung 1 mit einer gestrichelten Linie illustriert.
  • Für den nominellen Betriebszustand 14 ist zu erkennen, dass die Heizleistung P der Heizeinrichtung 1 zu Beginn des Brühvorgangs einen Maximalwert annehmen kann, um die Temperatur T des mittels der Heizeinrichtung 1 erhitzbaren Wassers möglichst schnell auf eine Soll-Temperatur TSoll zu erhitzen. Mit Erreichen der Soll-Temperatur TSoll des Wassers kann die mittels der Heizeinrichtung 1 erzeugte Heizleistung P zurückgenommen werden, und um das Wasser konstant auf der Soll-Temperatur TSoll zu halten, bis zum Ende des Brühvorgangs im Wesentlichen konstant gehalten werden. Infolge zunehmender Nutzung der Heizeinrichtung 1 bzw. der Heißgetränkezubereitungseinrichtung 2 mit der Heizeinrichtung 1, das heißt infolge mehrerer Brühvorgänge, kann sich sukzessive eine Kalkschicht in der Heizeinrichtung 1 aufbauen. Diese Kalkschicht kann thermisch isolierend zwischen der Heizeinrichtung 1 und dem die Heizeinrichtung 1 durchströmenden Wasser wirken, so dass eine Übertragung der Wärme von der Heizeinrichtung 1 auf das zu erhitzende Wasser mit zunehmender Nutzung abnimmt. Dabei kann zugleich eine Oberflächentemperatur der Heizeinrichtung 1 steigen. Dies kann einer Abnahme des Wirkungsgrades der Heizeinrichtung 1 infolge der über die Nutzungsdauer wachsenden Kalkschicht entsprechen. Dabei kann die Heizeinrichtung 1 die zulässige Höchsttemperatur 3 der Heizeinrichtung 1 überschreiten, bevor der Brühvorgang beendet ist. Dies hat zur Folge, dass der in der 1 gezeigte Thermoschalter den geöffneten Zustand 19 annehmen kann, so dass die Heizeinrichtung 1 abgeschaltet wird. Infolge dieses Abschaltens der Heizeinrichtung 1 kann die Temperatur T des Wassers einbrechen und unter die Soll-Temperatur TSoll fallen. Beim verkalkten Zustand der Heizeinrichtung 1 kann sich also, wie in der 3 erkennbar, zum Ende eines Brühvorgangs hin eine Temperaturdifferenz ΔT zwischen der Temperatur T des Wassers und der Soll-Temperatur TSoll einstellen. Diese Temperaturdifferenz ΔT kann alternativ oder zusätzlich zu dem oben beschriebenen Vergleich gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erkennen von Verkalkung in der Heizeinrichtung 1 der Heißgetränkezubereitungseinrichtung 2 genutzt werden.
  • In dem Falle, in welchem mittels des Verfahrens ein verkalkter Zustand der Heizeinrichtung 1 bzw. eine Verkalkung der Heizeinrichtung 1 erkannt wird, kann einem Bediener der Heißgetränkezubereitungseinrichtung 2 in Form einer Meldung eine Aufforderung zum Entkalken der Heißgetränkezubereitungseinrichtung 2 bzw. der Heizeinrichtung 1 der Heißgetränkezubereitungseinrichtung 2 ausgegeben werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Heizeinrichtung
    2
    Heißgetränkezubereitungseinrichtung
    3
    Höchsttemperatur
    4
    elektrische Verbindung
    5
    Spannungsquelle
    6
    Amplitude
    7
    Soll-Amplitude
    8
    zeitliche Sequenz
    9
    erste Soll-Amplitude
    10
    erster Amplituden-Sollwert
    11
    zweite Soll-Amplitude
    12
    zweiter Amplituden-Sollwert
    13
    Spannungsquellen-Sequenz
    14
    nomineller Betriebszustand
    15
    Abweichung
    16
    Thermoschalter
    17
    Bimetall-Schalter
    18
    geschlossener Zustand
    19
    geöffneter Zustand
    20
    verkalkter Zustand
    CPU
    Steuerungs-/Regelungseinrichtung
    P
    Heizleistung
    t
    Zeit
    T
    Temperatur
    TSoll
    Soll-Temperatur
    ΔT
    Temperaturdifferenz
    U
    Wechselspannung

Claims (9)

  1. Verfahren zum Erkennen von Verkalkung in einer Heizeinrichtung (1) einer Heißgetränkezubereitungseinrichtung (2), bei welcher bei Überschreiten einer vorbestimmten Höchsttemperatur (3) eine elektrische Verbindung (4) zwischen der Heizeinrichtung (1) und einer Spannungsquelle (5) unterbrochen wird, wobei gemäß dem Verfahren Amplituden (6) einer von der Spannungsquelle (5) erzeugten Wechselspannung (U) mit vorgegebenen Soll-Amplituden (7) verglichen werden und aus diesem Vergleich geschlossen wird, ob Verkalkung vorliegt oder nicht.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorliegen von Verkalkung angenommen wird, wenn sich aus dem Vergleich ergibt, dass wenigstens eine Soll-Amplitude (7), vorzugsweise eine vorbestimmte Mindestanzahl an Soll-Amplituden (7), von der/den zugeordneten erzeugten Amplitude(n) (6) abweicht.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Amplituden (7) durch eine vorgegebene zeitliche Sequenz (8) von ersten Soll-Amplituden (9) mit einem ersten Amplituden-Sollwert (10) und zweiten Soll-Amplituden (11) mit einem gegenüber dem ersten Amplituden-Sollwert (10) reduzierten zweiten Amplituden-Sollwert (12) festgelegt sind, und dass die Sequenz (8) aus ersten und zweiten Soll-Amplituden (9, 11) mit einer Spannungsquellen-Sequenz (13) der Amplituden (6) der von der Spannungsquelle (5) erzeugten Wechselspannung (U) verglichen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem nominellen Betriebszustand (14) der Heizeinrichtung (1), in welchem die vorbestimmte Höchsttemperatur (3) nicht überschritten ist, von der Spannungsquelle (5) eine elektrische Wechselspannung (U) mit einer Spannungsquellen-Sequenz (13) von Amplituden (6) erzeugt wird, welche der vorgegebenen Sequenz (8) von Soll-Amplituden (7) entspricht, indem die Heizeinrichtung (1) eingeschaltet wird, wenn in der zeitlichen Sequenz (8) eine zweite Soll-Amplitude (11) erzeugt werden soll, und die Heizeinrichtung (1) ausgeschaltet wird, wenn eine erste Soll-Amplitude (9) erzeugt werden soll.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verlassen des nominellen Betriebszustands (14) eine Abweichung (15) der erzeugten Amplitude (6) von der zugeordneten Soll-Amplitude (7) durch das Unterbrechen der Verbindung (4) zwischen Spannungsquelle (5) und der Heizeinrichtung (1) bei Überschreiten der vorbestimmten Höchsttemperatur (3) erzeugt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorliegen von Verkalkung angenommen wird, wenn sich aus dem Vergleich ergibt, dass die Sequenz (8) aus ersten und zweiten Soll-Amplituden von der Spannungsquellen-Sequenz (13) der Amplituden (6) der von der Spannungsquelle (5) erzeugten Wechselspannung (U) abweicht.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (1) über einen Thermoschalter (16), insbesondere über einen Bimetall-Schalter (17), elektrisch mit der die elektrische Wechselspannung (U) bereitstellenden elektrischen Spannungsquelle (5) verbunden ist, welcher bei Überschreiten der vorbestimmten Höchsttemperatur (3) diese Verbindung (4) unterbricht.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermoschalter (16) umschaltbar ist zwischen einem geschlossenen Zustand (18) und einem geöffneten Zustand (19), wobei die elektrische Verbindung (4) der Heizeinrichtung (1) mit der Spannungsquelle (5) im geöffneten Zustand (19) unterbrochen ist und diese Unterbrechung im geschlossenen Zustand (18) aufgehoben ist, die Heizeinrichtung (1) und die Spannungsquelle (5) derart ausgebildet bzw. aufeinander abgestimmt sind, dass im geschlossenen Zustand (18) des Thermoschalters (16) die Amplituden (6) der von der Spannungsquelle (5) erzeugten Wechselspannung (U) gegenüber dem geöffneten Zustand (19) reduziert sind.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Amplituden (7) durch einen Kalibriervorgang festgelegt werden, welcher in Intervallen einer vorbestimmten Anzahl an Sequenzen (8) wiederholt wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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