Die Erfindung betrifft ein Elektrogerät, insbesondere
Kochgerät,
Backgerät
oder Grillgerät,
enthaltend mindestens einen elektrischen Strahlungsheizkörper, der
in einem elektrischen Stromversorgungsweg seriell angeordnet ist.The invention relates to an electrical device, in particular
Stove,
fryer
or grill,
containing at least one electric radiant heater, the
is serially arranged in an electrical power supply path.
Bei bekannten Elektrogeräten werden
Strahlungsheizkörper,
welcher eine feste Anschlussleistung haben, über elektronische Energieregler
bezüglich
der ihnen zugeführten
Energie gesteuert, beispielsweise durch das Taktverhältnis von
Einzeit/Auszeit und der sich dadurch ergebenden effektiven Einschaltdauer
eines Taktrelais, welches im Stromversorgungsweg des Strahlungsheizkörper angeordnet
ist.In known electrical devices
Radiant heaters,
which have a fixed connected load, via electronic energy regulators
in terms of
of those fed to them
Energy controlled, for example by the clock ratio of
On / off time and the resulting effective duty cycle
a clock relay, which is arranged in the power supply path of the radiant heater
is.
Zur Sicherheitsüberwachung gegen zu hohe Temperaturen
an Bauteilen, Möbeln
und Gegenständen, welche
sich in der Nähe
von Strahlenheizkörpern
befinden, wird ein Sicherheitstemperaturbegrenzer (STB) verwendet.
Dieser enthält
einen im Stromversorgungsweg des Strahlungsheizkörpers angeordneten Temperaturbegrenzungsschalter
und einen in der Nähe
des Strahlungsheizkörpers
angeordneten, dessen abgegebene Temperatur messenden Sensor, welcher
bei Überschreiten
eines vorbestimmten maximalen Temperaturwertes den Temperatursicherheitsschalter öffnet und
damit die Leistungszufuhr zum Strahlungsheizkörper unterbricht. Diese maximale
Temperatur muss so eingestellt werden, dass in jedem Betriebsfall,
und zur Abdeckung von verschiedenen Sicherheitsvorschriften, keine
unzulässigen
Temperaturüberschreitungen
eintreten. Sensoren für
elektronische Temperaturbegrenzer sind beispielsweise aus der DE 40 22 846 C2 und DE 37 36 005 A1 bekannt.A safety temperature limiter (STB) is used to monitor excessively high temperatures on components, furniture and objects located near radiant heaters. This contains a temperature limit switch arranged in the power supply path of the radiant heater and a sensor located in the vicinity of the radiant heater, whose temperature is measured and which opens the temperature safety switch when a predetermined maximum temperature value is exceeded and thus interrupts the power supply to the radiant heater. This maximum temperature must be set in such a way that in every operating case and to cover various safety regulations, there are no unacceptable temperature excesses. Sensors for electronic temperature limiters are for example from the DE 40 22 846 C2 and DE 37 36 005 A1 known.
Aus der DE 198 51 029 C2 ist ein
Verfahren zum Anpassen des Grenzwertes der Betriebstemperatur einer
Glas-/Glaskeramikkochfläche
in Abhängigkeit
von der Benutzungshäufigkeit
bekannt. Die Einzelbelastung der Kochfläche wird durch Messen der Temperatur
und der Einschaltdauer ermittelt. Mit diesem Verfahren kann die
maximal zulässige
Temperatur eines Sicherheitstemperaturbegrenzers nicht erhöht werden.
Aus der DE 199 06
115 C1 ist ein Verfahren bekannt, welches das Leerkochen
von Geschirr auf Kochfeldern in Abhängigkeit von einer Temperaturmessung
erkennt.From the DE 198 51 029 C2 is known a method for adjusting the limit value of the operating temperature of a glass / glass ceramic cooktop depending on the frequency of use. The individual load on the cooking surface is determined by measuring the temperature and the operating time. With this method, the maximum permissible temperature of a safety temperature limiter cannot be increased. From the DE 199 06 115 C1 a method is known which detects the empty cooking of dishes on hobs as a function of a temperature measurement.
Aus der Praxis ist ein Kochfeld mit
elektrischen Strahlungsheizkörpern
bekannt, welches durch Schaltungseinheiten bezüglich ihrer Energieaufnahme
gesteuert werden. Dabei werden über
definierte Taktverhältnisse
von Einzeit/Auszeit bestimmte Ein- und Aus-Zeiten eingestellt. Jede Ein-Zeit ergibt
eine ihr entsprechende Einschaltdauer (ED), während welcher dem Strahlungsheizkörper elektrische
Energie zugeführt
wird. Die vom Strahlungsheizkörper
aufgenommene elektrische Leistung ist abhängig von seinem elektrischen
Widerstand und von dem genannten Taktverhältnis. Die vom Strahlungsheizkörper abgegebene
Energie ist somit das Produkt aus der Nennleistung des Strahlungsheizkörpers multipliziert
mit der Einschaltdauer (ED) in Prozent multipliziert mit der Gesamtbetriebszeit.
Bei der maximalen Energieabgabe des Strahlungsheizkörpers ist die
Einschaltdauer (ED) gleich 100% und der Strahlungsheizkörper ist
damit dauernd ein.In practice, a cooktop is included
electric radiant heaters
known, which by circuit units with regard to their energy consumption
to be controlled. Doing so will
defined clock ratios
certain on and off times set by on time / off time. Every on time results
a duty cycle corresponding to it, during which the radiant heater is electrical
Energy supplied
becomes. The radiator
absorbed electrical power depends on its electrical
Resistance and from the clock ratio mentioned. The one emitted by the radiant heater
Energy is thus the product of the nominal output of the radiant heater multiplied
with the duty cycle (ED) in percent multiplied by the total operating time.
At the maximum energy output of the radiant heater is the
Duty cycle is equal to 100% and the radiant heater is
with it constantly.
Als Beispiel für Einstellungen einer bekannten
Kochstellensteuerung wird angenommen, dass beispielsweise 9 Kochstellenstufen
an einem Bedienelement der Kochstellensteuerung (Ansteuerelektronik) wahlweise
einstellbar sind: As an example of settings for a known hotplate control, it is assumed that, for example, 9 hotplate levels can be optionally set on an operating element of the hotplate control (control electronics):
Hieraus ist ersichtlich, dass bei
der höchsten
einstellbaren Kochstellenstufe 9 der Strahlungsheizkörper immer
eingeschaltet ist und eine Energiebegrenzung nur durch den Sicherheitstemperaturbegrenzer
(STB) in Form einer maximalen Temperaturbegrenzung erfolgt. Diese
Temperaturbegrenzung ist eine Zweipunktregelung und damit nicht
in der Lage, eine maximale Energiemenge, beispielsweise bei der
Kochstellenstufe 9, zu begrenzen. Deshalb muss der Sicherheitstemperaturbegrenzer
auf einen relativ tiefen Grenzwert eingestellt sein, um für alle Betriebsfälle der
Kochstelle eine Temperaturbegrenzung zu haben, durch welche gewährleistet
ist, dass ein Überschreiten von
Temperaturgrenzwerten an Teilen, welche der Kochstelle benachbart
sind, z.B. Möbel,
mit Sicherheit vermieden wird.It can be seen from this that at
the highest
adjustable hotplate level 9 of the radiant heater always
is switched on and an energy limitation only by the safety temperature limiter
(STB) in the form of a maximum temperature limit. This
Temperature limitation is a two-point control and therefore not
able to take a maximum amount of energy, for example at the
Limit hob level 9. Therefore the safety temperature limiter
be set to a relatively low limit in order to ensure that the
Cooking area to have a temperature limit, which ensures
is that exceeding
Temperature limits on parts that are adjacent to the hob
are, e.g. Furniture,
is definitely avoided.
Eine direkte Begrenzung der maximal
abgegebenen Energie (Energie = Leistung × Zeit) ist damit nicht möglich.This is not a direct limitation of the maximum energy output (energy = power × time) possible.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe
gelöst
werden, eine zeitliche Energiebegrenzung des Strahlungsheizkörpers unabhängig von
einem Sicherheitstemperaturbegrenzer und unabhängig von einem an einem Sicherheitstemperaturbegrenzer
eingestellten Temperaturwert zu erzielen.The object of the invention
solved
be, a temporal energy limitation of the radiant heater regardless of
a safety temperature limiter and independent of one on a safety temperature limiter
to achieve the set temperature value.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung
dadurch gelöst,
dass eine Energieüberwachungsschaltung vorgesehen
ist, welche ausgebildet ist, um über
den Zeitverlauf in Zeitintervallen, deren Dauer vorbestimmt ist, die
dem Strahlungsheizkörper über den
Zeitverlauf jeweils pro Zeitintervall zugeführte elektrische Energie zu ermitteln
und jeweils dann ein Energieüberwachungssignal
zur Reduzierung der Energiezufuhr zu erzeugen, wenn die pro Zeitintervall
zugeführte
elektrische Energie einen vorbestimmten Maximalwert übersteigt.This object is achieved according to the invention
solved by
that an energy monitoring circuit is provided
which is designed to over
the course of time in time intervals, the duration of which is predetermined, the
the radiant heater over the
To determine the time course of electrical energy supplied per time interval
and then an energy monitoring signal
to generate energy if the per time interval
supplied
electrical energy exceeds a predetermined maximum value.
Veitere Merkmale der Erfindung sind
in den Unteransprüchen
enthalten.Further features of the invention are
in the subclaims
contain.
Vorteile der Erfindung:Advantages of the invention:
Die Erfindung kann erlauben eine
genaue Einhaltung einer über
den Zeitverlauf einem Strahlungsheizkörper, z. B. einer Kochstelle,
maximal zugeführten
Energiemenge und damit die Möglichkeit,
auf einen Sicherheitstemperaturbegrenzer zu verzichten oder einen
Sicherheitstemperaturbegrenzer auf einen höheren Temperaturgrenzwert als
beim Stand der Technik einzustellen. Dadurch können Ankochvorgänge auf
einer Kochstelle mit größerer Energiemenge
begonnen werden. Temperatur-Sicherheitsgrenzwerte an Gegenständen in der
Umgebung des Strahlungsheizkörpers,
insbesondere an Möbeln
in der Nähe
von der Kochstelle, können durch
die Energieüberwachungsschaltung
eingehalten werden. Ferner kann durch die Energieüberwachungsschaltung
die durchschnittliche Energiemenge des Strahlungsheizkörpers begrenzt
werden. Ferner ist eine Rückkopplung
auf eine Ansteuerelektronik möglich,
welche den Strahlungsheizkörper
steuert, um dadurch eine feinere Energiesteuerung zu erzielen.The invention can allow one
exact adherence to an over
the time course of a radiant heater, e.g. B. a hotplate,
maximum fed
Amount of energy and thus the possibility
to dispense with a safety temperature limiter or one
Safety temperature limiter to a higher temperature limit than
to cease at the state of the art This can cause parboiling
a hotplate with a larger amount of energy
be started. Temperature safety limits on objects in the
Surroundings of the radiant heater,
especially on furniture
nearby
from the hotplate, through
the energy monitoring circuit
be respected. Furthermore, by the energy monitoring circuit
limits the average amount of energy of the radiant heater
become. There is also feedback
possible to control electronics,
which is the radiant heater
controls to achieve finer energy control.
Durch die Erfindung kann eine Verkürzung von
Ankochvorgängen
bei Strahlungsheizkörpern
erreicht werden d.h. bei Kochstellen wie z.B. Glas- oder Glaskeramikkochflächen und
Kochmulden. Zusätzlich
kann der Sicherheitstemperaturbegrenzer auf eine höhere Grenztemperatur
eingestellt werden. Somit ergeben sich Vorteile beim Ankochen, Kochen,
Anbraten und Braten von Lebensmitteln, insbesondere, wenn die Lebensmittel
zu Beginn des Koch- oder Bratvorganges eine hohe Temperatur erfordern.A shortening of
Ankochvorgängen
with radiant heaters
be achieved i.e. for hotplates such as Glass or glass ceramic cooktops and
Cooktops. additionally
the safety temperature limiter can be set to a higher limit temperature
can be set. This results in advantages when parboiling, cooking,
Sear and fry food, especially if the food
require a high temperature at the start of the cooking or roasting process.
Die Erfindung ermöglicht eine direkte Begrenzung
der maximal abgegebenen Energie des Strahlungsheizkörpers. Es
gilt Energie = Leistung × Zeit.
Durch die Erfindung kann eine elektronische Schaltungsanordnung
zur zeitlichen Energiebegrenzung gegeben sein unabhängig vom
eingestellten Temperaturwert eines Sicherheitstemperaturbegrenzers,
welcher nur bei Überschreiten
einer vorbestimmten Maximaltemperatur abschaltet und vorteilhafter
Weise bei Unterschreiten einer vorbestimmten Mindesttemperatur wieder
einschaltet.The invention enables direct limitation
the maximum energy emitted by the radiant heater. It
applies energy = power × time.
The invention allows an electronic circuit arrangement
given for the temporal energy limitation regardless of
set temperature value of a safety temperature limiter,
which only when exceeded
a predetermined maximum temperature switches off and more advantageous
Way again when falling below a predetermined minimum temperature
turns.
Die Erfindung wird im folgenden mit
Bezug auf die Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen
als Beispiele beschrieben. In den Zeichnungen zeigenThe invention is described below
Reference to the drawings based on preferred embodiments
described as examples. Show in the drawings
1 schematisch
eine Schaltungsanordnung eines Elektrogerätes nach der Erfindung, beispielsweise
einer Kochstelle, mit mindestens einem elektrischen Strahlungsheizkörper, 1 schematically shows a circuit arrangement of an electrical device according to the invention, for example a hotplate, with at least one electric radiant heater,
2 Diagramme
2.1, 2.2 und 2.3 von Elementen der Schaltungsanordnung von 1, 2 Diagrams 2.1, 2.2 and 2.3 of elements of the circuit arrangement of 1 .
3 eine
weitere Ausführungsform
einer Schaltungsanordnung eines Elektrogerätes nach der Erfindung, beispielsweise
einer Kochstelle, welche mindestens einen elektrischen Strahlungsheizkörper aufweist. 3 a further embodiment of a circuit arrangement of an electrical device according to the invention, for example a hotplate which has at least one electric radiant heater.
1 zeigt
die Schaltungsanordnung eines Elektrogerätes, beispielsweise eines Kochherdes,
Backherdes, Grillgerätes
oder dergleichen Haushaltsgerät,
wobei zur vorliegenden Beschreibung angenommen wird, dass das Elektrogerät ein Kochgerät mit mindestens
einer Kochstelle ist, welche einen elektrischen Strahlungsheizkörper 20 aufweist.
Das Elektrogerät
hat einen ersten Stromnetzanschluss 22, welcher einerseits
an ein Stromnetz, beispielsweise eine Stromphase eines Stromnetzes,
anschließbar
ist und andererseits über
einen ersten Leistungsweg 21 mit einem ersten Ende 30 des
elektrischen Strahlungsheizkörpers 20 verbindbar ist.
Der erste Leitungsweg 21 enthält einen Steuerschalter 24,
einen Schutzschalter 26 und einen Temperaturbegrenzungsschalter 28,
welche in dieser Reihenfolge über
elektrische Leitungsabschnitte 23, 25, 27 und 29 in
Reihe geschaltete sind. Ein zweiter Stromnetzanschluss 32 ist
einerseits an eine andere Phase oder einen Nullleiter des Stromnetzes
anschließbar
und andererseits über
eine elektrische Leitung, die einen zweiten Leitungsweg 34 bildet,
mit dem betreffenden anderen, zweiten Ende 36 des Strahlungsheizkörpers 20 verbunden. 1 shows the circuit arrangement of an electrical appliance, for example a cooker, oven, grill or similar household appliance, with the present description assuming that the electrical appliance is a cooking appliance with at least one hotplate, which is an electric radiant heater 20 having. The electrical device has a first power supply connection 22 which can be connected on the one hand to a power network, for example a power phase of a power network, and on the other hand via a first power path 21 with a first ending 30 of the electric radiant heater 20 is connectable. The first route 21 contains a control switch 24 , a circuit breaker 26 and a temperature limit switch 28 , which in this order via electrical line sections 23 . 25 . 27 and 29 are connected in series. A second power connection 32 can be connected on the one hand to another phase or a neutral conductor of the power network and on the other hand via an electrical line, which has a second line path 34 forms, with the other second end in question 36 of the radiant heater 20 connected.
Der Temperaturbegrenzungsschalter 28 ist
normalerweise geschlossen. Er hat einen in der Nähe des Strahlungsheizkörpers 20 angeordneten
Temperatursensor 38, durch welchen er bei Überschreiten
eines vorbestimmten Temperaturmaximalwertes geöffnet wird und bei Unterschreiten
eines Temperaturminimalwertes wieder geschlossen wird. Im geschlossenen
Zustand verbindet er die beiden Leitungsabschnitte 27 und 29.The temperature limit switch 28 is usually closed. It has one near the radiant heater 20 arranged temperature sensor 38 , by means of which it is opened when a predetermined maximum temperature value is exceeded and when a minimum temperature value is undershot is closed again. When closed, it connects the two line sections 27 and 29 ,
Der Steuerschalter 24 ist
dauernd offen, wenn an einem manuell betätigbaren Bedienelement 40,
beispielsweise an einem drehbaren Knebel, das Elektrogerät ausgeschaltet
ist. Gemäß einer
Ausführungsform der
Erfindung wird der Steuerschalter 24 geschlossen, wenn
das Bedienelement 40 von einer Aus-Stellung auf eine Ein-Stellung bewegt wird.
Gemäß der in 1 gezeigten bevorzugten
Ausführungsform
befindet sich zwischen dem Bedienelement 40 und dem Steuerschalter
eine Ansteuerelektronik 42, so dass an der Ansteuerelektronik
mittels des Bedienelements 40 verschiedene Kochstellenstufen,
beispielsweise 9 Kochstellenstufen, einstellbar sind. Jede
Kochstellenstufe entspricht einer anderen Heizleistungsstufe. Gemäß einer
nicht gezeigten Ausführungsform
der Erfindung könnten
verschiedene Kochstellenstufen durch wahlweise zuschaltbare und
abschaltbare elektrische Widerstände
realisiert werden, welche im ersten Leitungsweg 21 angeordnet sind.
Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung ist jedoch der Steuerschalter 24, z.B. als
Teil eines Taktrelais 44, durch die Ansteuerelektronik 42 mit
einem Taktverhältnis
von Einzeit und Auszeit taktweise ansteuerbar, welches der am Bedienelement 40 eingestellten
Kochstellenstufe entspricht. Während
eines Einzeit-Taktintervalls ist der Steuerschalter 24 geschlossen,
so dass er die Leistungsabschnitte 23 und 25 miteinander
verbindet, wohingegen er während
eines Auszeit-Taktintervalls geöffnet
ist und dadurch die Leitungsabschnitte 23 und 25 voneinander
trennt.The control switch 24 is always open when using a manually operated control element 40 , for example on a rotatable knob, the electrical device is switched off. According to one embodiment of the invention, the control switch 24 closed when the control 40 is moved from an off position to an on position. According to the in 1 The preferred embodiment shown is located between the control element 40 and the control switch a control electronics 42 , so that on the control electronics by means of the control element 40 different hob levels, for example 9 Cooking zone levels are adjustable. Each hob level corresponds to a different heat output level. According to an embodiment of the invention, not shown, different hotplate levels could be realized by electrical resistances which can be optionally switched on and off, which are in the first conduction path 21 are arranged. According to the preferred embodiment of the invention, however, is the control switch 24 , for example as part of a clock relay 44 , through the control electronics 42 which can be controlled cyclically with a clock ratio of on-time and off-time, which one on the control element 40 set hob level. The control switch is during a one-time clock interval 24 closed so that he the power sections 23 and 25 connects to each other, whereas it is open during a time-out interval and thereby the line sections 23 and 25 separates from each other.
An dem Bedienelement 40 sind
beispielsweise 10 Kochstellenstufen 0 bis 9 einstellbar. Die folgende Tabelle
zeigt Beispiele für
den einzelnen Kochstellenstufen zugeordnete Einzeiten und Auszeiten.
Zusätzlich ist
die Einschaltdauer (ED) in Prozent angegeben. Dabei wurde angenommen,
dass auf Kochstellenstufe 1 die Einzeit 0,96 sec. und die Auszeit
23,04 sec. beträgt,
so dass sich bei den anderen Kochstellenstufen korrespondierende
Einzeiten und Auszeiten ergeben.On the control element 40 For example, 10 hotplate levels 0 to 9 can be set. The following table shows examples of times and times assigned to the individual cooking zone levels. The duty cycle (ED) is also given in percent. It was assumed that the on time at hob level 1 is 0.96 sec. And the off time is 23.04 sec., So that the other hob levels have corresponding times and times.
Gemäß der Erfindung ist eine elektrische
oder elektronische Energieüberwachungsschaltung 50 vorgesehen,
von welcher der Schutzschalter 26 in Abhängigkeit
von der Energie betätigbar
ist, welche dem elektrischen Strahlungsheizkörper 20 jeweils pro
einem Zeitintervall, dessen Dauer vorbestimmt ist, zugeführt wird. Wenn
die Energie pro Zeitintervall zu groß ist, wird von der Energieüberwachungsschaltung 50 ein
Energieüberwachungssignal
erzeugt und damit der Schutzschalter 26 von seiner normalen
Schließstellung,
die in 1 gezeigt ist,
in eine Offenstellung geschaltet, beispielsweise über ein
Schutzrelais 51. Der Sicherheitsschalter 26 ist
vorzugsweise ein Relaiskontakt des Schutzrelais 51.According to the invention is an electrical or electronic energy monitoring circuit 50 provided, of which the circuit breaker 26 depending on the energy that can be actuated by the electric radiant heater 20 is supplied for each time interval, the duration of which is predetermined. If the energy per time interval is too large, the energy monitoring circuit 50 generates an energy monitoring signal and thus the circuit breaker 26 from its normal closed position, which is in 1 is shown, switched to an open position, for example via a protective relay 51 , The safety switch 26 is preferably a relay contact of the protective relay 51 ,
Die Energieüberwachungsschaltung 50 mit
dem Schutzrelais 51 und dem Schutzschalter 26 kann
zusätzlich
oder anstatt des Temperaturbegrenzungsschalters 28 vorgesehen
sein.The energy monitoring circuit 50 with the protection relay 51 and the circuit breaker 26 can be used in addition to or instead of the temperature limit switch 28 be provided.
Gemäß einer anderen Ausführungsform
der Erfindung kann der Schutzschalter 26 und das Schutzrelais 54 weggelassen
und stattdessen der Steuerschalter 24 von der Ansteuerelektronik 42 in
Abhängigkeit
von dem Energieüberwachungssignal
der Energieüberwachungsschaltung 50 betätigt werden.According to another embodiment of the invention, the circuit breaker 26 and the protection relay 54 omitted and instead the control switch 24 from the control electronics 42 depending on the energy monitoring signal of the energy monitoring circuit 50 be operated.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
sind jedoch entsprechend 1 sowohl
der Steuerschalter 24 als auch der Schutzschalter 26 und
der Temperaturbegrenzungsschalter 28 vorgesehen.In the preferred embodiment, however, are corresponding 1 both the control switch 24 as well as the circuit breaker 26 and the temperature limit switch 28 intended.
Aufgabe der Energieüberwachungsschaltung 50 ist
die Überwachung
der an den Strahlungsheizkörper 20 abgegebenen
Leistung durch Messung dieser Leistung über den zeitlichen Verlauf
in den Leitungswegen 21, 34 des Strahlungsheizkörpers 20,
während
das Bedienelement 40 auf einer Einschaltstellung steht, entsprechend
einer der Kochstellenstufen 1 bis 9. Die Energieüberwachungsschaltung 50 ist
insbesondere bei der höchsten
Kochstellenstufe 9 vorteilhaft, wenn der Strahlungsheizkörper 20 dauernd
eingeschaltet ist, falls die Stromzufuhr nicht durch den Schutzschalter 26 in
der nachfolgend beschriebenen Weise unterbrochen wird.Task of the energy monitoring circuit 50 is the monitoring of the radiant heater 20 power output by measuring this power over the course of time in the line paths 21 . 34 of the radiant heater 20 while the control 40 is in a switch-on position, corresponding to one of the hotplate levels 1 to 9. The energy monitoring circuit 50 is particularly advantageous at the highest hotplate level 9 if the radiant heater 20 is permanently switched on if the power supply is not through the circuit breaker 26 is interrupted in the manner described below.
Die über den zeitlichen Verlauf
zugeführte
elektrische Energie kann auf verschiedene bekannte Messmethoden
gemessen werden. Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung wird von der Energieüberwachungsschaltung 50 der
zeitliche Verlauf der elektrischen Spannung des Strahlungsheizkörpers 20 auf dem
ersten Leitungsweg 21, vorzugsweise zwischen dem Steuerschalter 24 und
dem Schutzschalter 26, kontinuierlich oder in Intervallen
gemessen und daraus die an den Strahlungsheizkörper 20 abgegebene
Energie berechnet.The electrical energy supplied over the course of time can be measured using various known measurement methods. According to the preferred embodiment of the invention, the energy monitoring circuit 50 the time course of the electrical voltage of the radiant heater 20 on the first route 21 , preferably between the control switch 24 and the circuit breaker 26 , measured continuously or at intervals and from that to the radiant heater 20 emitted energy calculated.
Zur Messung des zeitlichen Verlaufes
der elektrischen Spannung hat die Energieüberwachungsschaltung 50 einen
ersten Messwertanschluss 54, der an den ersten Leitungsweg 21 (oder
den zweiten Leitungsweg 34), z.B. an den Leitungsabschnitt 25 zwischen
dem Steuerschalter 24 und dem Schutzschalter 26,
durch eine Messleitung
52 angeschlossen ist, und einen
zweiten Messwertanschluss 58, welcher an den zweiten elektrischen
Leitungsweg 34 (oder den ersten Leitungsweg 21)
durch eine zweite Messleitung 56 angeschlossen ist. Wenn
pro Zeitintervall, welches eine definierte Zeitdauer hat, die an
den Strahlungsheizkörper 20 abgegebene
Energie über
einem vorbestimmten Maximalwert liegt, wird von der Energieüberwachungsschaltung 50 der
Schutzschalter 26 mittels des Schutzrelais 51 geöffnet. Damit
wird der Strahlungsheizkörper 20 vollkommen
unabhängig
vom Temperaturbegrenzungsschalter 28 vom Stromnetz getrennt.The energy monitoring circuit has to measure the time course of the electrical voltage 50 a first measured value connection 54 that at the first route 21 (or the second route 34 ), e.g. to the line section 25 between the control switch 24 and the circuit breaker 26 , through a measuring line 52 is connected, and a second measured value connection 58 , which is connected to the second electrical line 34 (or the first route 21 ) through a second measuring line 56 connected. If per time interval, which has a defined period of time, to the radiant heater 20 emitted energy is above a predetermined maximum value, is from the energy monitoring circuit 50 the circuit breaker 26 by means of the protection relay 51 open. So that the radiant heater 20 completely independent of the temperature limit switch 28 from the power supply.
Als besondere Maßnahme der Erfindung kann vorgesehen
werden, dass die Energieüberwachungsschaltung 50 einen
Energieüberwachungssignalanschluss 60 aufweist,
an welchem sie über
eine Signalleitung 62 der Ansteuerelektronik 42 ein
Energieüberwachungssignal
sendet, anhand welchem die Ansteuerelektronik 42 erkennen
kann, ob während
eines Zeitintervalls dem Strahlungsheizkörper 20 zuviel Energie
zugeführt
wurde oder nicht. Dieses Energieüberwachungssignal
kann das gleiche sein wie das zum Schalten des Schutzschalters 26 dienende
Signal, oder ein dazu korrespondierendes Signal. Wenn das Energieüberwachungssignal
an dem Signalausgang 60 erscheint und damit anzeigt, dass
die abgegebene Energie innerhalb eines Zeitintervalls einen Maximalwert überschritten
hat, wird von der Ansteuerelektronik 42 die Stromzufuhr
durch entsprechende Taktung des Steuerschalters 24 reduziert.
Dies kann auf zweierlei Arten erfolgen: entweder wird der Steuerschalter 24 auf
die gleiche Zeitdauer wie der Schutzschalter 26 dauernd
eröffnet
und bildet dadurch eine redundante Sicherheit, oder der Steuerschalter 24 wird
während
der Öffnungszeitdauer
des Schutzschalters 26 so getaktet, dass seine Auszeit
relativ zu seiner Einzeit verlängert
wird. Durch dieses geänderte
Taktverhältnis
wird die Leistungszufuhr zum Strahlungsheizkörper 20 gedrosselt.
Diese getaktete Drosselung oder Reduzierung der Energiezufuhr kann
so extrem sein, dass die Energiezufuhr dauernd unterbrochen ist
(Einzeit = Null).As a special measure of the invention, it can be provided that the energy monitoring circuit 50 an energy monitoring signal connection 60 has, on which it via a signal line 62 the control electronics 42 sends an energy monitoring signal, on the basis of which the control electronics 42 can recognize whether the radiant heater during a time interval 20 too much energy was supplied or not. This energy monitoring signal can be the same as that for switching the circuit breaker 26 serving signal, or a corresponding signal. If the energy monitoring signal at the signal output 60 appears and thus indicates that the energy delivered has exceeded a maximum value within a time interval, is triggered by the control electronics 42 the power supply by appropriate timing of the control switch 24 reduced. This can be done in two ways: either the control switch 24 for the same period of time as the circuit breaker 26 permanently opened and thus forms a redundant security, or the control switch 24 during the opening period of the circuit breaker 26 clocked so that his time-out is extended relative to his one-time. This changed cycle ratio turns the power supply to the radiant heater 20 throttled. This clocked throttling or reduction of the energy supply can be so extreme that the energy supply is continuously interrupted (on time = zero).
2 zeigt
in einem unteren Diagramm 2.1 auf einer vertikalen Achse durch die
Zahl 0 das Fehlen des Energieüberwachungssignals
und durch die Zahl 1 das Vorhandensein des Energieüberwachungssignals. In
dem darüber
liegenden Zeitdiagramm 2.2 ist auf der vertikalen Achse durch die
Zahl 0 der Ausschaltzustand und durch die Zahl 1 der Einschaltzustand
des Schutzschalters 26 angegeben. In dem darüber befindlichen dritten Zeitdiagramm
2.3 ist auf der vertikalen Achse durch die Zahl 0 der Ausschaltzustand
und durch die Zahl 1 der Einschaltzustand des Steuerschalters 24 angegeben.
Auf den horizontalen Achsen der Zeitdiagramme 2.1, 2.2 und 2.3 ist
jeweils die Zeit t angegeben. 2 shows in a lower diagram 2.1 on a vertical axis by the number 0 the absence of the energy monitoring signal and by the number 1 the presence of the energy monitoring signal. In the time diagram 2.2 above, the switch-off state is by the number 0 and the switch-on state by the number 1 on the vertical axis 26 specified. In the third time diagram 2.3 located above, the switch-off state is by the number 0 on the vertical axis and the switch-on state by the number 1 is the control switch 24 specified. The time t is indicated on the horizontal axes of the time diagrams 2.1, 2.2 and 2.3.
Zum Zeitpunkt t0 wird die Kochstelle
des Strahlungsheizkörpers 20 am
Bedienelement 40 eingeschaltet, im vorliegenden Beispiel
auf die maximale Kochstellenstufe 9 eingestellt. Dann heizt
der Strahlungsheizkörper 20 konstant.
Zum Zeitpunkt t1 wird die für
diesen Strahlungsheizkörper 20 im
Zeitintervall t0–t1
maximal mögliche
Energie = Nennleistung × Zeit
t1 erreicht. Daraufhin wird der Schutzschalter 26 von der
Energieüberwachungsschaltung 50 geöffnet und
damit die Leistungszufuhr zum Strahlungsheizkörper 20 unterbrochen. Außerdem wird
das Energieüberwachungssignal
der Energieüberwachungsschaltung 50 an
ihrem Signalausgang 60 an die Ansteuerelektronik 42 abgegeben.
Die Ansteuerelektronik 42 unterbricht daraufhin, beispielsweise
zum Zeitpunkt t2, die Leistungszufuhr zum Strahlungsheizkörper durch Öffnen des
Steuerschalters 24. Zum nächsten Zeitpunkt t3 wird ein
unterer Grenzwert der pro Zeitintervall an den Strahlungsheizkörper 20 durchschnittlich
abgegebenen Energiemenge unterschritten. Diese Unterschreitung ergibt
sich dadurch, dass die Energiemenge jetzt auf eine längere Zeitdauer
verteilt wurde. Daraufhin wird von der Energieüberwachungsschaltung 50 das
Schutzrelais 26 wieder geschlossen (eingeschaltet) und
das Energieüberwachungssignal
am Signalausgang 60 zurückgenommen.
Dann kann der ganze Zyklus von vorne beginnen.At time t0 the hotplate of the radiant heater becomes 20 on the control element 40 switched on, in the present example to the maximum hotplate level 9 set. Then the radiant heater heats up 20 constant. At time t1, that for this radiant heater 20 maximum possible energy = nominal power × time t1 reached in time interval t0 – t1. Then the circuit breaker 26 from the energy monitoring circuit 50 opened and thus the power supply to the radiant heater 20 interrupted. In addition, the energy monitoring signal of the energy monitoring circuit 50 at their signal output 60 to the control electronics 42 issued. The control electronics 42 thereupon, for example at time t2, interrupts the power supply to the radiant heater by opening the control switch 24 , At the next point in time t3, a lower limit is applied to the radiant heater per time interval 20 average amount of energy lost. This shortfall results from the fact that the amount of energy has now been distributed over a longer period of time. Thereupon the energy monitoring circuit 50 the protection relay 26 closed again (switched on) and the energy monitoring signal at the signal output 60 withdrawn. Then the whole cycle can start again.
Die Ausführungsform von 3 ist identisch mit der Ausführungsform
von 1, mit der Ausnahme, dass
in 3 die Möglichkeit
gezeigt ist, dass die Energieüberwachungsschaltung 50 anstatt
eines Zeitgliedes (z.B. Zähler)
mehrere Zeitglieder (z.B. Zähler) 70, 72 usw.
enthalten kann, welche überwachen,
ob die Energiemenge pro Zeitintervall einen bestimmten Maximalwert überschreitet
oder nicht. Das Energieüberwachungssignal
wird von der Energieüberwachungsschaltung 50 in
Abhängigkeit
von allen Zeitgliedern betätigt. Dadurch
besteht die Möglichkeit,
die Zeitintervalle feiner abgestuft zu aktivieren (triggern).The embodiment of 3 is identical to the embodiment of 1 , except that in 3 the possibility is shown that the energy monitoring circuit 50 instead of one timer (e.g. counter), multiple timers (e.g. counter) 70 . 72 etc. may contain, which monitor whether the amount of energy per time interval exceeds a certain maximum value or not. The energy monitoring signal is from the energy monitoring circuit 50 actuated depending on all timers. This makes it possible to activate (trigger) the time intervals in finer increments.
Die Energieüberwachungsschaltung 50 kann
eine eigene Energieversorgung haben oder an eine fremde Energiequelle
angeschlossen sein, beispielsweise ein Netzteil 74 enthalten,
welches über
Leitungen 76, 78 an die Stromnetzanschlüsse 22, 32 angeschlossen
ist. Die Energieüberwachungsschaltung 50 kann
als elektrische Schaltung, als elektronische Schaltung, in diskreter
Logik oder in einer Mikroprozessorausführung mit Software realisiert
werden.The energy monitoring circuit 50 can have its own energy supply or be connected to an external energy source, for example a power supply 74 included, which via lines 76 . 78 to the mains connections 22 . 32 connected. The energy monitoring circuit 50 can be used as an electrical circuit, as an electronic circuit, in discrete logic or in a microprocessor version can be realized with software.
Ferner besteht die Möglichkeit,
die Energieüberwachungsschaltung 50 in
die Ansteuerelektronik 42 zu integrieren.There is also the possibility of the energy monitoring circuit 50 into the control electronics 42 to integrate.
Außerdem besteht die Möglichkeit,
die Energieüberwachungsschaltung 50 zur
Energieüberwachung von
mehreren Strahlungsheizkörpern 20 von
einer oder von mehreren Kochstellen auszubilden, mit der Möglichkeit,
die Energiemengen der verschiedenen Strahlungsheizkörper oder
Kochstellen gegenseitig zu verrechnen. Damit kann berücksichtigt
werden, dass mehrere Kochstellen gemeinsam nach außen Hitze
an benachbarte Möbel
abgeben.There is also the option of the energy monitoring circuit 50 for energy monitoring of several radiant heaters 20 training from one or more hotplates, with the possibility of offsetting the energy quantities of the various radiant heaters or hotplates. It can thus be taken into account that several hotplates jointly give off heat to neighboring furniture.
Die Energieüberwachungsschaltung 50 ist
bei allen Ausführungsformen
der Erfindung ausgebildet, um über
den Zeitverlauf in Zeitintervallen, deren Dauer vorbestimmt ist,
die dem Strahlungsheizkörper 20 über den Zeitverlauf
jeweils pro Zeitintervall zugeführte
elektrische Energie zu ermitteln und jeweils dann ein Energieüberwachungssignal
zur Reduzierung der Energiezufuhr zu erzeugen, wenn die pro Zeitintervall
zugeführte elektrische
Energie einen vorbestimmten Maximalwert übersteigt. Die Energieüberwachungsschaltung 50 nimmt
das Energieüberwachungssignal
wieder zurück,
wenn zu einem auf den Erzeugungszeitpunkt des Energieüberwachungssignals
folgenden Zeitpunkt die dem Strahlungsheizkörper 20 pro Zeitintervall
zugeführte elektrische
Energie unter einem vorbestimmten Minimalwert liegt.The energy monitoring circuit 50 is formed in all embodiments of the invention, over the course of time in time intervals, the duration of which is predetermined, the radiant heater 20 to determine electrical energy supplied per time interval over the course of time and to generate an energy monitoring signal for reducing the energy supply when the electrical energy supplied per time interval exceeds a predetermined maximum value. The energy monitoring circuit 50 withdraws the energy monitoring signal if, at a point in time following the generation of the energy monitoring signal, that of the radiant heater 20 electrical energy supplied per time interval is below a predetermined minimum value.
Die Zeitintervalle können aufeinanderfolgende
Zeitintervalle sein. Eine solche Ausführungsform ist beispielsweise
in 1 gezeigt.The time intervals can be successive time intervals. Such an embodiment is for example in 1 shown.
Gemäß 3 ist die Energieüberwachungsschaltung derart
ausgebildet, dass sie mindestens zwei Züge von aneinander gereihten,
in ihrer Zeitdauer vorbestimmten Zeitintervallen triggert, wobei
die Startzeitpunkte der Zeitintervalle bei jedem Zug anders sind,
so dass sie von Zug zu Zug zeitlich versetzt sind. Die Energieüberwachungsschaltung 50 ermittelt
für alle
Zeitintervalle von allen Zeitintervall-Zügen
die Energie, welche über
den Zeitverlauf pro Zeitintervall dem Strahlungsheizkörper zugeführt wird.
Das Energieüberwachungssignal
wird jeweils in Abhängigkeit
von dem Zeitintervall erzeugt, bei welchem als erstes die Übersteigung
des vorbestimmten Maximalwertes der zugeführten Energie festgestellt
wird. Das Energieüberwachungssignal
wird jeweils in Abhängigkeit
von dem Zeitintervall zurückgenommen,
bei welchem als erstes festgestellt wird, dass die zugeführte Energie
unter einem vorbestimmten Minimalwert liegt. Die Erzeugung und die
Zurücknahme
des Energieüberwachungssignals
erfolgt jeweils unabhängig
davon, zu welchem Zeitintervall-Zug
das betreffende Zeitintervall gehört.According to 3 the energy monitoring circuit is designed in such a way that it triggers at least two trains of lined up time intervals which are predetermined in terms of their duration, the starting times of the time intervals being different for each train, so that they are offset in time from train to train. The energy monitoring circuit 50 determines for all time intervals of all time interval trains the energy which is supplied to the radiant heater over the course of time per time interval. The energy monitoring signal is generated as a function of the time interval at which the exceeding of the predetermined maximum value of the energy supplied is first determined. The energy monitoring signal is withdrawn as a function of the time interval at which it is first determined that the energy supplied is below a predetermined minimum value. The energy monitoring signal is generated and withdrawn irrespective of the time interval train to which the relevant time interval belongs.
