DE19500448A1 - Heizeinheit - Google Patents

Heizeinheit

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DE19500448A1 DE1995100448 DE19500448A DE19500448A1 DE 19500448 A1 DE19500448 A1 DE 19500448A1 DE 1995100448 DE1995100448 DE 1995100448 DE 19500448 A DE19500448 A DE 19500448A DE 19500448 A1 DE19500448 A1 DE 19500448A1
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Franz Dr Ing Bogdanski
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    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24CDOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/08Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24C7/087Arrangement or mounting of control or safety devices of electric circuits regulating heat
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/68Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
    • H05B3/74Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/10Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/12Cooking devices
    • H05B6/1209Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them

Description

Anwendungsgebiet und Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Heizeinheit zur Beheizung einer Kochstelle, insbesondere eine unterhalb einer Platte, wie einer Glaskeramikplatte, angeordnete Heizeinheit zum Beheizen von Kochgefäßen.
Übliche Heizeinheiten enthalten elektrische Widerstands- Heizelemente und übertragen Wärme an das Kochgeschirr entwe­ der durch Wärmekontakt oder überwiegend durch Strahlung. Strahlungsheizkörper sind unterhalb einer Glaskeramikplatte angeordnet. Beim Kochen über diese klassischen Wege der Wärmeübertragung besteht ständig das Problem der unerwünsch­ ten Wärmespeicherung im Heizelement selbst, in der Platte oder dessen Umgebungskonstruktion, was zum verzögerten Aufheizen des zu erwärmenden Gutes führt. Bezieht man diese Effekte mit ein, so ergeben sich insbesondere bei der Be­ trachtung eines Aufheizvorganges Wirkungsgradeinbußen. Ferner ist die Regelung relativ träge.
Es sind Induktionsheizelemente bekannt, die ihre Energie auf elektromagnetischem Wege, über ein elektromagnetisches Wechselfeld, übertragen und über induzierte Wirbelströme im zu erwärmenden Gut abgeben. Induktionsbeheizungen haben die vorher genannten Probleme nicht. Insbesondere kleinere Massen können schnell mit hohem Wirkungsgrad und guter Regelbarkeit erwärmt werden. Induktionsbeheizungen sind aber wegen des hohen Aufwandes für Induktionsspule, Leistungs- und Regel­ elektronik und deren Kühlung sehr teuer und setzen auch voraus, daß das aufzuheizende Material (Töpfe und Pfannen) mit seinen Werkstoffdaten dem elektromagnetischen Wechselfeld angepaßt sein muß. Das führt dazu, daß für das Induktionsko­ chen teueres, induktionsgeeignetes Kochgeschirr angeschafft werden muß.
Aufgabe und Lösung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Heizeinheit zu schaffen, die die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbe­ sondere universeller einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird durch den Anspruch 1 gelöst.
Bei der Erfindung wird also in einer Heizeinheit die Möglich­ keit geschaffen, sowohl mit Induktionsbeheizung als auch elektrothermisch zu arbeiten, d. h. durch in einem Wider­ stands-Heizelement elektrothermisch erzeugte Wärme, die durch Kontakt oder bevorzugt Strahlung an das Kochgeschirr, z. B. durch eine Glaskeramikplatte hindurch, übertragen wird.
Dazu können getrennte Elemente, nämlich ein "konventionelles" widerstands-Heizelement und ein Induktor, z. B. eine Induk­ tionsspule, vorhanden sein. Es ist jedoch auch möglich, die elektrothermischen und induktiven Leistungsabgabemittel im selben Leiter zu integrieren und wahlweise oder gleichzeitig hauptsächlich im thermischen und/oder induktiven Leistungsab­ gabebereich zu betreiben. Es ist auch möglich, bei Induk­ tionsbetrieb z. B. parallel zu den Induktorwindungen ver­ laufende Heizleiter mit dem Induktor parallel zu schalten, um den Widerstand des Induktors zu verringern.
Bei der bevorzugten Verwendung getrennter Elemente kann das Heizelement über dem Induktor angeordnet sein. In diesem Falle kann zwischen diesen eine Wärmedämmung angeordnet sein. Heizelement und Induktor können aber auch im wesentlichen in einer Ebene liegen. Sie können in Form ineinandergewickelter archimedischer Spiralen ausgeführt sein und beide elektrisch voneinander isolierte, gewellte Bänder sein, die in Material und Abmessungen unterschiedlich ausgebildet sein können. Bei entsprechender Anpassung könnte aber auch das gleiche Mate­ rial für Heizelement und Induktor verwendet werden. Eine besonders günstige Anordnung ergibt sich, wenn die Bänder aufrechtstehend angeordnet sind und an einer Kante Vorsprünge haben, die "Füße" bilden, die zur Verankerung der Bänder in die Wärmedämmung eingreifen.
An der von der Kochstellenseite abgewandten, unteren Seite sollten Feldführungsmittel, beispielsweise in Form von Ferrit-Material, vorgesehen sein, wobei zwischen dem vor­ zugsweise niederohmig ausgebildeten Induktor und der Ferrit­ schicht eine Wärmedämmung liegen sollte, um unerwünschte Verluste der vom Heizelement erzeugten Wärme zu vermeiden.
Um die Ferritschicht, die die Entstehung von Wirbelströmen in der topfabgewandten Umgebung weitgehend unterdrückt, möglichst dünn gestalten zu können, kann ein Gehäuse der Heizeinheit aus elektrisch nicht- oder schwachleitendem Material bestehen.
Das Heizelement, das die Kochstelle durch Wärmeleitung und/oder Strahlung beheizt, kann direkt an Netzspannung an­ schließbar sein; dabei kann es vorgesehen sein, daß Schalt­ mittel einer Steuereinrichtung dieses als archimedische Spule aufgebaute Heizelement kurzschließen, so daß es dann durch Induktionswirkung vom Induktor her beheizt wird.
Die Kombination zwischen elektrothermischer und induktiver Beheizung an einer Kochstelle schafft die Möglichkeit, die Induktionsbeheizung nur für Kurzzeitbetrieb auszulegen, nämlich für eine Ankochzeit, während der die schnell zugrei­ fende Induktionsbeheizung besonders wirkungsvoll ist. Zum Fortkochen ist auch die elektrothermische Beheizung vorteil­ haft einsetzbar. Diese Maßnahme ermöglicht es, die Induk­ tionsbeheizung und insbesondere ihre Leistungselektronik mit geringerem Aufwand herzustellen. Insbesondere die Leistungs- Halbleiterschalter dieser Versorgungselektronik müssen gekühlt werden, was üblicherweise nur durch Zwangskühlung, d. h. durch eingebaute Ventilatoren etc., möglich ist. Hier ergäbe sich bei der Kurzzeitbeheizung die Möglichkeit, statt einer Zwangskühlung Wärmespeichermittel, beispielsweise Metallblöcke oder auch ohnehin in der Heizeinheit vorhandene Teile, wie Ferrite, Gehäuseteile etc., zur Kühlung dieser Halbleiter einzusetzen. Nach einer fest vorgegebenen oder durch Aufheizung im Halbleiterbereich bemessenen Zeitspanne wird dann die Induktionsbeheizung abgeschaltet, und es erfolgt ein ggf. auch kontinuierlicher Übergang auf die thermische Beheizung. All dies kann manuell geschaltet werden oder durch eine Steuereinrichtung automatisch und weitgehend übergangslos erfolgen.
Es ergibt sich auch die Möglichkeit, eine automatische Anpassung der Beheizungsart an die Art des zu beheizenden Kochgeschirrs zu schaffen. Überhaupt wird durch die Kombi­ nationsheizeinheit nach der Erfindung die Möglichkeit eröff­ net, nur in begrenztem Umfang induktionstaugliches Geschirr anzuschaffen. Die Hausfrau kann dann also, ohne irgendwelche Überlegungen anzustellen, jedes Kochgeschirr benutzen. Die Kocheinheit könnte durch automatische Umschaltung zwischen Induktion und thermischer Beheizung dies automatisch berück­ sichtigen. Es können Signalmittel vorgesehen sein, die bei diesem automatischen Betrieb dem Benutzer anzeigen, ob elektrothermisch oder induktiv gearbeitet wird.
Die Erfindung ermöglicht es durch diese Kombinationskoch­ stelle, praktisch alle Anforderungen, die man an eine Koch­ stelle stellen kann, in einer Einheit zusammenzufassen. Es können alle beliebigen Geschirrarten benutzt werden, wobei eine automatische Anpassung möglich ist. Auf eine aufwendige Zwangskühlung der Elektronik mit Ventilator und kostenspieli­ ger Luftführung kann verzichtet werden, wenn die Einheit auf Induktions-Ankochstoß ausgelegt ist. Ist der Wärmespeicher thermisch gesättigt und der Induktionsteil damit nicht betriebsfähig, steht immer noch das vom Netz zu betreibende Heizelement zur Verfügung. Ferner ist es möglich, auch bewußt auf einen Teil der Heizmöglichkeiten zu verzichten, bei­ spielsweise auf die Induktionsbeheizung, wenn der Benutzer dies wünscht, beispielsweise wenn er aus irgendwelchen Gründen erhöhte Anforderungen an Elektrosmog-Freiheit stellt.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführun­ gen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher er­ läutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen schematischen vertikalen Schnitt durch eine Heizeinheit,
Fig. 2 eine Darstellung gemäß Fig. 1 einer Variante,
Fig. 3 ein Schema der Verlegung von Induktor und Heizelement,
Fig. 4 eine Darstellung der Anordnung von Induktor und Heizelement zueinander,
Fig. 5 ein Detail eines Heizelementes bzw. Induktors und seiner Halterung,
Fig. 6 ein schematisches Schaltbild bzw. Funktions­ schema einer Heizeinheit,
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines in einem Rohrheizkörper kombinierten Heizelementes und Induktors und
Fig. 8 ein Schaltschema für eine Anordnung nach Fig. 7.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Fig. 1 zeigt eine Heizeinheit 11, die unterhalb einer wärme­ beständigen Platte 12, z. B. einer Glaskeramikplatte, angeord­ net ist. Auf diese Platte können an einer durch den Bereich der Heizeinheit abgegrenzten Kochstelle 10 Kochgefäße 13 zu ihrer Beheizung aufgesetzt werden.
Die Heizeinheit besitzt ein meist kreisrundes, flach schalen­ förmiges Blechgehäuse 14, indem zwei unterschiedliche Behei­ zungstypen angeordnet sind. Zur elektrothermischen Beheizung ist ein Widerstands-Heizelement 15 vorgesehen, das als Strahlheizkörper dient und mit Abstand von der Glaskeramik­ platte 12 angeordnet ist. Die von ihm ausgehende Infrarot­ strahlung durchdringt zum Teil die Glaskeramikplatte und erwärmt den Boden des Kochgefäßes, während ein anderer Teil die Glaskeramikplatte selbst erwärmt und damit indirekt durch Wärmeleitung übertragen wird.
Die Ausführung dieses Widerstands-Heizelementes 15 kann in bereits bekannter Weise erfolgen, beispielsweise in Form von Heizwendeln oder gewellten Heizbändern. Derartige Strah­ lungsheizelemente sind in der DE 42 29 373 A und DE 42 29 375 A beschrieben, auf die wegen Einzelheiten hier Bezug genommen wird. Die Heizelemente 15 sind auf der Oberfläche einer Wärmedämmung 16 dadurch befestigt, daß an ihnen vorgesehene, nach unten gerichtete Vorsprünge 17 (s. Fig. 5) nach Art von Befestigungsfüßen in die Wärmedämmung 16 hineingedrückt sind und sich dort festhalten. Da die so befestigten Heizbänder normalerweise gewellt sind (s. auch Fig. 4), so bilden diese Vorsprünge spatenförmige Teile, die für eine gute Festlegung in einer beispielsweise als flache Schicht oder Tablette aus verpreßtem schüttfähigem Isoliermaterial, beispielsweise einem pyrogenen Kieselsäureaerogel, hergestellt sein können. Unter der Wärmedämmschicht 16 liegt ein Induktor 18 in Form einer flachen Induktionsspule, die meist nach Art einer archimedischen Spirale gewickelt ist. Diese wiederum liegt isoliert auf einer Schicht aus ferritischem Material 19, die als Feldführungsmittel dient und infolge seiner zwar fer­ romagnetischen, elektrisch jedoch nichtleitenden Eigenschaf­ ten die Bildung von Wirbelströmen darin verhindert. Durch dieses Feldführungsmittel 19 wird die Ausbreitung des elek­ tromagnetischem Wechselfeldes des Induktors nach unten ver­ mieden. Auch am Umfang ist die Heizeinheit innerhalb des Randes 21 des Gehäuses 14 von einem Ferritmantel 20 umgeben.
Zwischen Ferritmantel und der darin angeordneten Schichtung Heizelement/Wärmedämmung/Induktor (15/16/18) ist ein Wärme­ dämmrand 22 vorgesehen, der bis an die Glaskeramikplatte 12 hochreicht.
Das Gehäuse 14 kann aus einem Material hergestellt sein, das möglichst ähnliche Eigenschaften hat wie der Ferrit. Ggf. könnte das Gehäuse selbst aus ferritischem Material herge­ stellt sein und/oder die Ferritschicht ersetzen.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführung ist in allen Einzel­ heiten so aufgebaut wie die nach Fig. 1, worauf Bezug genom­ men wird. Hier sind jedoch Induktor und Heizelement in einer Ebene angeordnet, und zwar auf der Oberfläche der Wärmedäm­ mung 16. In Fig. 3 ist nur prinzipiell angedeutet, wie dies geschehen kann. Heizelement 15 und Induktor 18 können als archimedische Spiralen im wesentlichen parallel zueinander verlegt sein, wobei je nach den Erfordernissen der notwendi­ gen Windungszahl bzw. Heizwiderstandslänge auch der eine oder andere Spiralarm weiterreichen kann als der andere. Normaler­ weise wird ein Induktor aus besser leitfähigem und evtl. auch im Querschnitt größeren Material vorzuziehen sein. Das Material sollte jedoch ausreichend wärmebeständig sein, um die vom Widerstands-Heizelement 15 erzeugte Temperatur zu ertragen. Diese Forderung wird z. B. auch erfüllt durch einen Rohrheizkörper, bei dem die Heizwendel 15 elektrothermisch arbeitet und der Heizkörpermantel den Induktor 18 darstellt. Der Rohrheizkörper könnte auch, um ausreichend Windungszahlen für den Induktor zu schaffen, mehrlagig übereinander ver­ laufen, wie in Fig. 7 angedeutet.
Es können auch mehrere Heizkörper induktormäßig hintereinan­ dergeschaltet und wendelmäßig parallelgeschaltet sein (Fig. 8). Es ist jedoch auch möglich, Induktor und Heizelement aus gleichen Materialien herzustellen, beispielsweise der für Heizwiderstände üblichen Eisen/Aluminium/Chrom-Legierung. In diesem Falle würde sich der Induktor bei der Arbeit stärker erwärmen als dies bei einer Ausführung z. B. aus Kupfer der Fall wäre, aber diese Wärme geht nicht verloren, sondern dient mit zur Strahlungs-Beheizung der Glaskeramikplatte bzw. des Kochgefäßes.
Fig. 4 zeigt, daß Induktor und Heizelement als gewelle Bänder ausgebildet sein können, die zueinander parallel verlaufen. Sie sind aufrechtstehend auf der Wärmedämmung 16 angeordnet (Fig. 5) und mit den bereits beschriebenen Vorsprüngen in die Wärmedämmschicht 16 eingebettet. Es ist aber auch jede andere Art der Verlegung von Heizelement und Induktor möglich, z. B. die Ausführung des Heizelementes als Band mit einer relativ kurzperiodischen Wellung, während der Induktor als dazu parallel verlaufendes glattes Band ausgebildet ist. Die beiden Bänder sind bei dieser Ausführungsform voneinander isoliert, entweder durch Luftabstand oder durch andere Isoliermittel, so daß sie unterschiedlich betrieben werden können.
Es ist jedoch auch möglich, eine Anordnung vorzusehen, bei der Induktor und Heizelement in einem einzigen Draht, Band oder sonstigem Gebilde vereinigt ist. Es ist dafür zu sorgen, daß es ausreichend Abstrahlfläche hat, um die Wärme abgeben zu können, die bei der direkten Wärmeerzeugung in dem Heizele­ ment entsteht, während andererseits die nötigen Windungszah­ len vorhanden sein müssen, um für die Induktionsbeheizung ein ausreichend starkes elektromagnetisches Wechselfeld auf­ zubauen.
Weiterhin ist es möglich, den Induktor aus Heizleitermaterial so niederohmig auszulegen, daß der überwiegende Teil der Leistungsübertragung induktiv erfolgt und nur ein kleiner Rest elektrothermisch übertragen wird. Dadurch erhält man die Möglichkeit, die bis heute üblichen teuren verseilten Kupfer­ spulen durch einen preiswerten üblichen Strahlungsheizkörper zu ersetzen, bei dem anstelle des Heizleiters der Induktor tritt und anstelle des Stahlgehäuses ein Gehäuse aus elek­ trisch gut leitendem Material, z. B. Aluminium, tritt. Dadurch kann weitgehend auch auf die üblichen Ferritabschirmungen verzichtet werden, da das elektrisch gut leitende Gehäuse das elektromagnetische Feld durch Gegeninduktion nach unten abschirmt. Außerdem entsteht wegen der guten elektrischen Leitfähigkeit des Gehäuses nur wenig Verlustleistung.
Fig. 6 zeigt in schematischer Blockdarstellung eine Schaltung zum Betrieb der Heizeinheit, die im Prinzip für alle be­ schriebenen Anordnungen von Heizelement und Induktor zueinan­ der brauchbar ist. Das Heizelement 15 ist über einen Wahl­ schalter 23 und ggf. über ein nicht dargestelltes Regel- oder Steuergerät an das Haushaltsnetz 24 angeschlossen. Von diesem wird auch eine Versorgungsschaltung 25 für den Induktor 18 betrieben. Diese Versorgungsschaltung, die in einer Basis­ schaltung 26 einen Gleichrichter enthält und daraus einen entsprechend gesteuerten bzw. geregelten Umrichter 27 ver­ sorgt, der eine Hochfrequenz in der Größenordnung von 20 kHz- 70 kHz erzeugt, die dem Induktor zugeführt wird, kann in der Heizeinheit 11 selbst oder in einem gesonderten Bauteil vorgesehen sein. Bevorzugt ist eine Ausführung, wie sie in der DE 42 08 252 A beschrieben ist, auf die hier zur Offen­ barung ausdrücklich Bezug genommen wird. Die Versorgungs­ schaltung 25 enthält auch eine Topferkennung, die die Induk­ tionsbeheizung nur wirksam werden läßt, wenn ein geeignetes Kochgefäß auf die Kochstelle so aufgestellt ist, daß die Induktion weitgehend streufeldfrei wirksam werden kann. Es ist ferner eine Steuereinrichtung 28 vorgesehen, die die Versorgungsschaltung 25, d. h. den Induktionsteil und ggf. auch das Heizelement regelt oder steuert. Sie kann auch den Wahlschalter 23 und einen Überbrückungsschalter 29 steuern. Die Steuereinrichtung 28 ist an ein Eingabe- und Anzeigegerät angeschlossen, in die Leistung der Heizeinheit eingestellt, Induktions- oder Widerstandsheizung vorgewählt und/oder, bei automatischer Umschaltung, angezeigt werden kann.
Es ist angedeutet, daß der Leistungselektronik (Umrichter 27) ein Wärmespeicher 31 zugeordnet ist, der z. B. durch Anschluß an das Gehäuse über eine Wärmeabgabefläche verfügt.
Funktion
Wenn die Heizeinheit eingeschaltet wird, stellt der Benutzer die gewünschte Leistung ein. Es kann vorgesehen sein, daß er manuell über die Betätigung des Wahlschalters 23 eine der beiden Heizungsarten vorwählt oder der einen oder anderen den Vorzug gibt, während die Umschaltung von der Steuereinrich­ tung 28 automatisch ausgeführt wird.
Es ist vorgesehen, daß zum Ankochen, insbesondere kleinerer Mengen, die Induktionsheizung bevorzugt wird. Über den Wahlschalter 23 wird also die Versorgungsschaltung 25 in Betrieb genommen, und es wird in einem Prüfzyklus abgefühlt, ob der den Induktor enthaltene Schwingkreis weitgehend freischwingen kann oder durch das Aufstellen eines induk­ tionsgeeigneten Kochgefäßes 13 soweit gedämpft ist, daß die elektromagnetisch übermittelte Leistung übertragen werden kann. Ist dies der Fall, so wird die Induktionsbeheizung eingeschaltet, und der Induktor 18 erzeugt das den Topf 13 erwärmende elektromagnetische Feld. In diesem Stadium wirkt sowohl bei einer Ausführung nach Fig. 1 als auch nach Fig. 2 das Heizelement 15, das entweder über dem Induktor liegt (Fig. 1) oder parallel dazu (Fig. 2) nicht wesentlich stö­ rend, weil der Stromkreis offen ist und dementsprechend keine bedeutenden Wirbelströme darin erzeugt werden können. Stellt die in die Induktionsbeheizung integrierte Topferkennung kein induktionsgeeignetes Kochgeschirr fest, so wird sofort das Heizelement 15, direkt oder induktiv beheizt, eingeschaltet.
In der Versorgungsschaltung 25 wird jedoch, insbesondere in den Leistungs-Halbleitern, Wärme erzeugt, die bei normalen Induktionskochstellen durch Kühlkörper und entsprechende Zwangsbelüftung durch Ventilatoren abgeführt werden muß. Die hier beschriebene Heizeinheit bietet die Möglichkeit, ohne Zwangskühlung auszukommen, die für einen Dauerbetrieb der Induktionsbeheizung nötig wäre. Der Wärmespeicher 31 kann für eine gewisse Zeit, die für einen Ankochstoß besonders für kleine Mengen von beispielsweise 2 bis 6 Minuten ausreicht, Wärme speichern, um die Versorgungselektronik ausreichend zu kühlen. Danach kann auf Netzbetrieb des Heizelementes 15 umgeschaltet werden, wonach der Wärmespeicher ausreichend Zeit hat, die Wärme durch Konvektion oder dgl. an die Um­ gebung abzugeben. Diese Abschaltung kann über ein Zeit- Schaltmittel 32 nach einer festen Ankochzeit oder nach Ansprechen eines Temperatur-Sensors 33 an der Elektronik bzw. dem Wärmespeicher erfolgen. Das Fortkochen findet dann mittels Strahlungsbeheizung vom Heizelement 15 statt.
Es ist aber auch ein Betrieb des Heizelementes 15 unter Verwendung der induktiven Mittel möglich: Wenn der Über­ brückungsschalter 29 geschlossen wird, so wird das Wider­ stands-Heizelement 15 kurzgeschlossen, und es entsteht in ihm ein induzierter Strom, der das Heizelement 15 aufheizt. Dies kann zu einer schnellen Aufheizung des Heizelementes verwendet werden, ggf. auch in einem Übergangsbereich zwi­ schen der induktiven und einer rein netzbetriebenen Beheizung des Heizelementes 15.
Es ist also zu erkennen, daß die Heizeinheit eine bisher unerreichte Flexibilität in der Benutzung mit sich bringt. Bei der vorher beschriebenen Automatisierung der Umschaltun­ gen, die ggf. noch durch eine automatische Erkennung und Umschaltung auf unterschiedlich große Kochzonen ergänzt sein könnte, braucht der Benutzer weder wegen der Größe noch der Qualität der Töpfe irgendwelche Überlegungen anzustellen. Wenn eine Ankoch-Leistung eingestellt ist, so wird induktiv schnell hochgeheizt, sofern das passende Geschirr an der richtigen Stelle aufgestellt ist und danach für den Fortkoch­ betrieb das Widerstands-Heizelement ausgewählt und in Betrieb gesetzt.
Zur Temperaturbegrenzung der Strahlungsbeheizung, um eine Überhitzung der Glaskeramikplatte zu verhindern, können bisher übliche Mittel (stabförmige Temperaturschalter, die diagonal über dem Heizelement angeordnet sind) oder auch mit der Steuerelektronik zusammenarbeitende Sensoren verwendet werden, wie sie beispielsweise in der DE 42 08 252 A be­ schrieben sind.

Claims (21)

1. Heizeinheit, bei dem zur Beheizung einer Kochstelle (10) elektrothermische und induktive Leistungsabgabemittel (15, 18) vorgesehen sind.
2. Heizeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrothermischen und induktiven Leistungsabgabe­ mittel getrennte Elemente, wenigstens ein Heizelement (15) und wenigstens ein Induktor (18), sind.
3. Heizeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (15) über dem Induktor (18) angeordnet ist.
4. Heizeinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen Heizelement (15) und Induktor (18) eine Wärmedämmung (16) angeordnet ist.
5. Heizeinheit nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Heizelement (15) und Induktor (18) im wesentlichen in einer Ebene liegen und vorzugsweise in Form ineinander gewickelter archimedischer Spiralen ausgeführt sind.
6. Heizeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrothermischen und induktiven Leistungsabgabemittel (15, 18) durch die Wendel (15) und das Außenrohr (18) eines herkömmlichen Rohrheizkörpers gebildet werden.
7. Heizeinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Heizelement (15) oder Induktor (18) gewellte, elektrisch voneinander isolierte Bänder sind.
8. Heizeinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder aufrecht stehend angeordnet sind und vorzugs­ weise als breitenmäßig vorspringende Bandabschnitte (17) ausgebildete Verankerungsbereiche aufweisen, die in eine Wärmedämmung (16) eingebettet sind.
9. Heizeinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktor (18) aus einer tempera­ turfesten Legierung niederohmig ausgebildet ist, wobei vorzugsweise eine Wärmedämmung (16) zwischen Induktor (18) und einem darunter angeordneten Feldführungsmittel (19), wie einer Ferritschicht angeordnet sind.
10. Heizeinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Induktor (18) und einem Gehäuse (14) der Heizeinheit (11) Feldführungsmittel (19), insbesondere aus Ferrit-Material, angeordnet sind.
11. Heizeinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (14) der Heizeinheit (11) aus elektrisch nicht- oder schwachleitendem Mate­ rial besteht.
12. Heizeinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (15) als archimedi­ sche Spirale ausgebildet ist und durch deren Kurzschlie­ ßung zumindest teilweise durch Induktionswirkung vom Induktor (18) beheizbar ist.
13. Heizeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine ggf. in einer Versorgungs­ schaltung (25) für die Versorgung induktiver Leistungs­ abgabemittel (18) integrierte Steuereinrichtung (28) für die elektrothermischen und induktiven Leistungsabgabe­ mittel (15, 18).
14. Heizeinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß Abgabemittel (15) direkt an Netzspannung (24) an­ schließbar ist und vorzugsweise die Steuereinrichtung (32) Schaltmittel (29) betätigt, die das elektrother­ mische Leistungsabgabemittel (15) zu seiner Induktions­ beheizung kurzzuschließen.
15. Heizeinheit nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuereinrichtung (28) Steuermittel, wie Zeitsteuermittel (32), enthält, die den Induktor (18) nach einer begrenzten Zeit, vorzugsweise einer Ankochzeit, abschaltet und insbesondere das Heizelement (15) einschaltet.
16. Heizeinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Versorgungsschaltung (25) des Induktors (18) Wärmespeichermittel (31) zu ihrer Kühlung aufweist, die zur Aufnahme der in der Versorgungsschal­ tung (25) erzeugten Wärme während einer Ankochzeit und zu deren vorzugsweise ohne Zwangskühlung vorgesehenen Abgabe während einer mit dem Heizelement (15) durchge­ führten Fortkochzeit ausgebildet ist.
17. Heizeinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (28) Umschalt­ mittel (23) zwischen Heizelement (15) und Induktor (18) betätigt, die in Abhängigkeit von der Eignung eines von der Heizeinheit (11) zu beheizenden Kochgefäßes (13) eine Einschaltung von Induktion oder Heizelement (15) vornimmt.
18. Heizeinheit nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (28) als Schalt- und/oder Steuermittel Halbleiter enthält.
19. Heizeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Signalmittel (30) zur Anzeige des Betriebes der elektrothermischen und/oder induktiven Leistungsabgabemittel (15, 18).
20. Heizeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnete daß die elektrothermischen und induktiven Leistungsabgabemittel (15, 18) im selben Leiter integriert sind und wahlweise oder gleichzeitig im thermischen und/oder induktiven Leistungsabgabebe­ reich betreibbar sind.
21. Heizeinheit nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter aus temperaturbeständiger Heizleiterlegierung besteht und so niederohmig ausgeführt wird, daß der überwiegende Leistungsanteil induktiv übertragen wird und nur ein kleiner Rest elektrothermisch entsteht.
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