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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln der Wassertemperatur in einem Dampfgargerät gemäß dem Patentanspruch 1 und ein entsprechendes Dampfgargerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10, das einen Dampfgarraum, ein erhitzbares Wasserreservoir für Wasser zum Erzeugen des Dampfes, eine Heizeinrichtung zum Erwärmen des Wasserreservoirs, einen Temperatursensor zur Ermittlung der Temperatur des Wasser oder des Dampfes und eine Regeleinrichtung zum Regeln der Heizeinrichtung in Abhängigkeit von dem Messwert des Temperatursensors umfasst.
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Derartige Dampfgargeräte sind zum drucklosen Garen von Speisen vorgesehen. Sie bestehen im wesentlichen aus einem Wasserbecken, in dem Wasser zum Kochen gebracht wird, wobei in das Becken eingebrachte Speisen entweder durch das Wasser oder den Dampf gegart werden. Sie weisen in der Regel eine Abdeckung auf, um den Dampfverlust in die Umgebung zu reduzieren. Der Dampf kann jedoch ungehindert aus dem Dampfgarraum in die Umgebung austreten, so dass sich in dem Dampfgarraum, im Gegensatz zu einem Druckkochtopf, kein Überdruck gegenüber dem Luftdruck aufbaut.
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Um einen vorteilhaften Garvorgang zu erzielen, ist es daher erforderlich, die Temperatur des Wassers zu regeln, so dass eine ausreichende Menge an Dampf erzeugt wird, ohne dass übermäßig viel Dampf in die Umgebung austritt. Dabei stellt sich das Problem, dass die Siedetemperatur des Wassers vom Luftdruck abhängig ist, weshalb die Solltemperatur, die sich beim Betrieb des Dampfgargerätes einstellen soll, den Luftdruck berücksichtigen muss, um eine zu geringe oder zu starke Dampfbildung zu verhindern.
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Der Luftdruck ist von der Höhe über dem Meeresspiegel abhängig. Er ändert sich in geringen Höhen um ca. 1 mbar pro 8 m Höhenunterschied, so dass unter Berücksichtigung der Siedepunktsänderung von ca. 3 DEG C pro 100 mbar eine Änderung der Siedetemperatur von ca. 3 DEG C pro 800 m Höhenunterschied resultiert. Bei einer genaueren Berechnung ergibt sich beispielsweise, dass die Siedetemperatur, die bei 0 m Höhe und 1013 mbar Druck 100 DEG C beträgt, in 1000 m Höhe auf 96,7 DEG C und in 2000 m auf 93,3 DEG C abgefallen ist. Aus diesen Zahlenbeispielen wird deutlich, dass es erforderlich ist, das Dampfgargerät auf die Höhe seines Standorts über dem Meeresspiegel abzugleichen.
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Ein solcher Abgleich ist im Werk bei der Herstellung nicht möglich, da zum Zeitpunkt der Herstellung des Dampfgargerätes der Endkunde und somit der Standort noch nicht bekannt ist. Die bekannten Dampfgargeräte weisen daher eine grobe, nach Höhenbereichen gestaffelte Einstellmöglichkeit auf, die vom Kundendiensttechniker beim Einbau des Dampfgargerätes vor Ort genutzt wird, um den oberen Temperaturpunkt für den Dampfgarbetrieb anhand einer Tabelle auf einen festen, vorbestimmten Wert einzustellen. Der Kundendiensttechniker muss demzufolge die ungefähre Einbauhöhe über dem Meeresspiegel ermitteln und, unter Zuhilfenahme tabellarischer Erfahrungswerte die am Dampfgargerätvorgesehene Einstellmöglichkeit nutzen, um eine annähernd zutreffende Einstellung vor Ort beim Einbau des Dampfgargerätes vorzunehmen. Dies erfordert einen erheblichen Aufwand.
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Die bekannten Dampfgargeräte weisen ferner eine Zweipunktregelung für die Temperatur auf, die bei einer unteren Schwelle der mittels eines Temperatursensors gemessenen Temperatur die Heizeinrichtung einschaltet und an einer oberen Schwelle ausschaltet, wobei das Ein- und Ausschalten der Heizeinrichtung mittels einer Relaisschaltung erfolgt. Typischerweise schwankt die Temperatur des Wasserreservoirs um +/–5 K und die Temperatur des Dampfes um bis zu +/–10 K, so dass das Dampfgargerät keinen gleichmäßigen Betrieb ermöglicht und die Dampfbildung großen Schwankungen zwischen praktisch keiner Dampfbildung und sehr heftigem Dampfen unterliegt.
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Hinzu kommt, dass der Luftdruck und somit die Siedetemperatur nicht nur von der Höhe über dem Meeresspiegel, sondern auch von anderen Größen wie der Zusammensetzung des Wassers, der Umgebungstemperatur und insbesondere der Wetterlage abhängen, so dass eine feste Einstellung des Dampfgargerätes auf eine bestimmte Betriebstemperatur für das Dampfgaren diesen Einflüssen keine Rechnung trägt und die Schwankungen in der Dampfbildung dadurch weiter vergrößert werden.
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Aus der
DE 37 15 910 C1 ist eine Vorrichtung zum Regeln der Heizleistung des Heizelementes eines Kochtopfes bekannt, bei der die effektive Koch- bzw. Gartemperatur aus der Soll-Temperatur in Abhängigkeit des gemessenen Luftdruckes oder der vorliegenden Höhe über Normalnull des Einsatzortes des Kochtopfes entsprechend der Abhängigkeit der Siedetemperatur des Wassers vom Luftdruck oder von der Höhe über Normalnull gebildet wird.
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Aus der
DE 44 01 642 A1 ist eine Dampfgarvorrichtung mit einem Temperatursensor bekannt. Dieser Temperatursensor steht an einer ersten Kontaktfläche mit dem Dampf und an einer zweiten Kontaktfläche zur Kühlung mit der Umgebung in Verbindung, so dass sich an dem Temperatursensor eine Temperatur einstellt, die unterhalb der Temperatur des Dampfes liegt, also kleiner als der Siedepunkt ist. Die Druckschrift DE 44 01 642 A1 lehrt diese Temperatur zur Regelung der Heizleistung der Heizeinrichtung zu nutzen, da diese Temperatur abhängig von der erzeugten Dampfmenge ist.
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Der Erfindung liegt unter Berücksichtigung dieses Standes der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Regeln der Wassertemperatur in einem Dampfgargerät und ein entsprechendes Dampfgargerät zu schaffen, mit dem der Herstellungsaufwand für das Dampfgargerät reduziert wird und eine verbesserte Möglichkeit zur Berücksichtigung der die Siedetemperatur verändernden Einflüsse möglich ist.
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Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Regeln der Wassertemperatur in einem Dampfgargerät, das einen Dampfgarraum, ein erhitzbares Wasserreservoir für Wasser zum Erzeugen des Dampfes, eine Heizeinrichtung zum Erwärmen des Wasserreservoirs, einen Temperatursensor zur Ermittlung der Temperatur des Wassers oder des Dampfes und eine Regeleinrichtung zum Regeln der Heizeinrichtung in Abhängigkeit von dem Messwert des Temperatursensors umfasst, durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Des Weiteren wird diese Aufgabe durch ein Dampfgargerät mit den im Anspruch 10 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Erfindungsgemäß wird das Wasser bis zum Erreichen des Siedepunkts erhitzt. Dieser Punkt lässt sich leicht feststellen, da er mit einer starken Gasblasen- und Dampfentwicklung verbunden ist. Es ist somit ohne weiteres möglich, den Siedepunkt einzustellen, beispielsweise durch Heizen mit der Heizeinrichtung mit maximaler Heizleistung. Ferner wird erfindungsgemäß am Siedepunkt ein bedarfsweiser Abgleichschritt durchgeführt, bei dem die Regeleinrichtung auf den Siedemesswert des Temperatursensors abgeglichen und somit eine Einstellung der Geräteparameter ermöglicht wird, die den aktuellen Siedepunkt in Abhängigkeit von Höhe, Wetterlage usw. berücksichtigt. Durch den Abgleichschritt wird die Grundlage für eine präzise, den jeweiligen Erfordernissen angepasste Regelung der Heizleistung geschaffen. Da der Abgleichschritt bedarfsweise durchführbar ist, kann jederzeit geänderten Bedingungen, beispielsweise einer Veränderung der Wetterlage, Rechnung getragen und der Betrieb des Dampfgargeräts neu optimiert werden.
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Nach einem vorteilhaften Merkmal wird vorgeschlagen, dass in dem Abgleichschritt der Siedemesswert automatisch bestimmt und die Regeleinrichtung automatisch abgeglichen wird. Dies hat zur Folge, dass der Benutzer, der den Abgleichschritt gestartet hat, nicht in den weiteren Ablauf des Abgleichs der Regeleinrichtung einzugreifen braucht und dieser Abgleich selbsttätig durchgeführt wird.
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Zur Ermittlung des Siedemesswerts des Temperatursensors, insbesondere bei einem automatischen Ablauf des Abgleichschritts, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die zeitliche Veränderung des Messwerts des Temperatursensors während des Abgleichschritts ermittelt und als Siedemesswert derjenige Messwert zugrunde gelegt wird, der vorliegt, wenn die zeitliche Veränderung Null ist oder weniger als einen vorgegebenen Schwellwert beträgt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Messwertdifferenz von Messwerten des Temperatursensors, die zeitlich um eine Zeitdauer aufeinanderfolgen, ermittelt wird und als Siedemesswert derjenige Messwert zugrunde gelegt wird, der vorliegt, wenn die Messwertdifferenz weniger als einen vorgegebenen Schwellwert beträgt. Dieses erfindungsgemäße Merkmal basiert darauf, dass bis zum Erreichen des Siedepunkts die Temperatur des Wassers ansteigt und am Siedepunkt in einen zeitlich konstanten Verlauf übergeht. Wenn daher in dem Abgleichschritt festgestellt wird, dass sich der Messwert des Temperatursensors nicht mehr ändert, kann daraus geschlossen werden, dass das Wasser den Siedepunkt erreicht hat.
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Dampfgaröfen haben in der Regel mehrere Temperatursensoren, die sich auch hinsichtlich der gemessenen Größe unterscheiden. Insbesondere gibt es Temperatursensoren zur Ermittlung der Temperatur des Wassers und Temperatursensoren zur Ermittlung der Temperatur des Dampfes. Prinzipiell sind zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sämtliche Temperatursensoren geeignet. Bevorzugt wird in dem Abgleichschritt zur Bestimmung des Siedepunkts ein Temperatursensor für die Wassertemperatur verwendet, da bei diesem der Übergang zu einem konstanten Wert beim Siedepunkt am ausgeprägtesten ist. Dagegen ist es beim Betrieb des Dampfgargerätes in der Dampfgarstufe vorteilhafter, wenn die Heizeinrichtung nach einem Temperatursensor für den Dampf geregelt wird, da in diesem Fall die Regelung empfindlicher und somit schneller und genauer erfolgen kann.
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Nach einem zusätzlichen vorteilhaften Merkmal wird vorgeschlagen, dass im Dampfgarbetrieb des Dampfgargerätes die Wassertemperatur bzw. die Dampftemperatur auf einen Sollwert geregelt wird, der um einen vorgegebenen Absenkwert kleiner als der Siedepunkt ist. Eine bedeutsame Entwicklung von Dampf setzt bei Wasser bereits unterhalb des Siedepunkts ein. Um eine übermäßige Dampfentwicklung zu verhindern, die nachteilig für die Feuchteansammlung in dem Aufstellungsraum ist, beispielsweise durch Kondensation des Dampfes an in der Nähe des Austrittsorts befindlichen kalten Flächen, und um einen hohen Wasser- und Energieverbrauch zu verhindern, ist es daher vorteilhaft, wenn die Temperatur des Wassers bzw. Dampfes im Dampfgarbetrieb unterhalb der Siedetemperatur liegt. Die Absenkung liegt vorteilhafterweise zwischen 10 K und 0,5 K, bevorzugt zwischen 8 K und 1 K und besonders bevorzugt zwischen 6 K und 2 K. In praktischen Erprobungen hat sich ein Wert von ca. 4 K als besonders vorteilhaft erwiesen.
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Um die Häufigkeit, mit der ein erfindungsgemäßer Abgleich durchgeführt werden sollte, zu reduzieren, wird nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal vorgeschlagen, dass ein zusätzlicher Luftdrucksensor zur luftdruckabhängigen Korrektur des Sollwerts, auf den die Wassertemperatur bzw. Dampftemperatur im Dampfgarbetrieb geregelt wird, zu verwenden. Hierdurch kann der Einfluss von Luftdruckschwankungen auf die Siedetemperatur in der Regelung der Heizeinrichtung berücksichtigt werden, ohne dass ein erneuter Abgleich durch Erhitzen auf den Siedepunkt erforderlich ist.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung eines Verfahrens zum Regeln der Heizeinrichtung in einem Dampfgargerät bzw. durch ein erfindungsgemäßes Dampfgargerät wird der Vorteil erzielt, dass die Installationskosten für die Montage eines Dampfgargerätes reduziert sind, da es nicht mehr erforderlich ist, dass ein besonders geschulter Kundendiensttechniker die aufwendige Einstellung vor Ort durchführt. Der erfindungsgemäße Abgleichschritt kann vom Benutzer des Dampfgargerätes nach dem Einbau selbst durchgeführt werden.
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Ferner ist es möglich, den Abgleichschritt beliebig oft zu jeder Zeit nach Bedarf durchzuführen, so dass Schwankungen des Luftdrucks berücksichtigbar sind. Hierdurch wird eine genauere Einstellung der Regelung ermöglicht und der Einfluss von Schwankungen in der Serienfertigung kompensiert. Das Ergebnis ist eine Optimierung der Dampfbildung, die gleichmäßiger ist und nicht zwischen weit auseinanderliegenden Extremwerten schwankt. Als Folge davon werden der Wasser- und Energieverbrauch beträchtlich reduziert und die Garzeiten verkürzt. Mit der Erfindung werden somit Ziele erreicht, um die die Fachwelt sich schon lange bemüht hat. Weitere vorteilhafte Merkmale des Verfahrens und des Dampfgargerätes sind in den Ansprüchen angegeben.
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Das folgende Ausführungsbeispiel der Erfindung lässt weitere vorteilhafte Merkmale und Besonderheiten erkennen, die anhand der Darstellung in den Zeichnungen im folgenden näher beschrieben und erläutert werden.
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Es zeigen:
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1 den Einbau eines Dampfgargerätes in eine Küchenzeile,
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2 einen Querschnitt durch ein Dampfgargerät,
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3 eine Aufsicht auf ein Dampfgargerät,
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4 ein Zeitschema zu einem erfindungsgemäßen Abgleichschritt und
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5 ein Ablaufdiagramm zu einem Abgleichschritt.
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In 1 ist ein Dampfgargerät 1 dargestellt, das zum Dampfgaren und Kochen vorgesehen ist. Derartige Dampfgargeräte werden auch als kombinierte Koch- und Dampfgargeräte bezeichnet, da es mit ihnen auch möglich ist, das Wasser auf eine Temperatur unterhalb einer Temperatur, bei der eine erhebliche Dampfbildung einsetzt, zu regeln. Das Dampfgargerät 1 umfasst ein Gehäuse 2, in dem ein Becken 3 angeordnet ist. Das Becken 3 umfasst das Wasserreservoir 4, das mit Wasser zum Erzeugen des Dampfes gefüllt werden kann. Ferner ist eine Heizeinrichtung 18 zum Erwärmen des Wasserreservoirs vorgesehen.
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Das Gargut wird in das Becken 3 gegeben, wozu gelochte oder ungelochte Gareinsätze oder spezielle Körbe verwendet werden können. Das Becken 3 wird mit einem Deckel 5, vorzugsweise einem Glasdeckel, geschlossen, der einen Griff 6 aufweist. Der Deckel 5 schliesst das Becken 3 dichtend ab. Damit sich kein Druck in dem Becken 3 aufbaut und der Dampf entweichen kann, ist seitlich neben dem Deckel 5 ein Dampfauslass 7 vorgesehen, der in das Becken 3 mündet. Das Dampfgargerät 1 kann mit einer Abdeckung 8 abgedeckt werden und weist eine integrierte Bedienblende 9 mit Einstellelementen 10 und Anzeigeelementen 11 auf. Die Bedienblende 9 kann auch separat von dem Dampfgargerät 1 angeordnet sein. Das zum Betrieb des Dampfgargerätes 1 erforderliche Wasser wird entweder von oben in das Becken 3 eingefüllt oder durch einen nicht dargestellten Wasserzulauf zugeführt. Es kann über den Wasserablass 12 abgelassen werden.
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Das Dampfgargerät 1 ist zum Einbau in eine Küchenzeile 13 oder einen Unterschrank vorgesehen. Sofern über dem Dampfgargerät 1 ein Oberschrank angeordnet ist, ist eine Abzugshaube zum Abziehen des austretenden Dampfes vorzusehen.
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Die 2 zeigt einen Schnitt durch ein Dampfgargerät 1 mit Deckel 5. Die Dichtung am Rand des Deckels 5 ist zur Vereinfachung nicht dargestellt. In dem Becken 3 befinden sich ein Schwallrand 14 sowie eine obere Markierung 15 und eine untere Markierung 16. Beim Dampfgarbetrieb wird das Dampfgargerät bis zur unteren Markierung 16 gefüllt, wobei es ca. 1,5 l Wasser fasst. Die obere Markierung 15 markiert die Füllhöhe für den Koch- oder Wärmbetrieb.
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Das Wasser in dem Wasserreservoir 17 des Beckens 3 wird durch eine unterhalb angeordnete Heizeinrichtung 18 erwärmt, die eine Leistung von typischerweise 2 kW bis 3 kW aufweist. Der sich in dem Becken 3 im Dampfgarraum 19 über dem Wasserreservoir 4 bildende Dampf kann durch mit einem Dampfauslasskanal 20 mit dem Garraum 19 verbundenen Dampfauslass 7 an die Umgebung austreten.
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Zur Bestimmung der Temperatur des Wassers im Wasserreservoir 4 ist ein Temperatursensor 21 vorgesehen, der auf der Unterseite des Beckens 3 angeordnet ist. Alternativ könnte dieser Temperatursensor auch im Wasserreservoir 17 als Temperatursensor 21a angeordnet sein, was jedoch im Hinblick auf Verschmutzung und die elektrische Zuverlässigkeit weniger vorteilhaft ist.
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Die Temperatur des Dampfes wird über einen Temperatursensor 22 gemessen, der vorzugsweise im Dampfauslasskanal 20 angeordnet ist. Alternativ kommt auch hierbei eine Anordnung in Dampfgarraum 19 (Temperatursensor 7a) in Betracht. Der Wassertemperatursensor 21 wird vorzugsweise zum Regeln der Heizeinrichtung im Koch- und Wärmbetrieb des Dampfgargerätes 1 verwendet und der Dampftemperatursensor 22 zur Regelung im Dampfgarbetrieb. Die Temperatursensoren 21, 22 und die zugehörige Regeleinrichtung können im Werk auf eine Grundeinstellung eingestellt werden, wobei auch die genauen Parameter und Kennlinien der individuell verschiedenen Temperatursensoren 21, 22 berücksichtigt und beispielsweise abgespeichert werden können.
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Die Heizleistung der Heizeinrichtung 18 kann dann mittels der von dem Temperatursensoren 21 oder 22 gelieferten Messwerte geregelt werden, so dass sich die gewünschte Wassertemperatur oder Dampfbildung einstellt. Hierzu wird vorteilhafterweise eine Halbwellensteuerung, beispielsweise mittels eines Triacs, verwendet. Um einen gleichmäßigeren Betrieb zu erzielen, kann es ferner vorteilhaft sein, einen PI-Regler zu verwenden.
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Es hat sich jedoch herausgestellt, dass eine derartige Regelung nicht allen Anforderungen gerecht wird, da der Luftdruck und somit die Siedetemperatur des Wassers örtlichen und zeitabhängigen Schwankungen unterliegt. Diese Schwankungen können mittels eines erfindungsgemäßen, bedarfsweise durchführbaren Abgleichschritts, in dem das Wasser bis zu seinem Siedepunkt erhitzt und die Regeleinrichtung auf diesen sich einstellenden Siedepunkt abgeglichen wird, berücksichtigt werden.
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In 3 ist eine Aufsicht auf das Dampfgargerät 1 mit Deckel 5 dargestellt. Die Bedienblende 9, die in dem Dampfgargerät 1 integriert oder separat angeordnet sein kann, ist ebenfalls schematisch angedeutet. Sie umfasst ein Einstellelement 10 und Anzeigeelemente 11. Die Anzeigeelemente 11 umfassen beispielsweise eine rote Betriebszustandsanzeige, die signalisiert, dass das Dampfgargerät 1 in Betrieb ist, und eine gelbe Betriebszustandsanzeige, die blinkt während der Abgleich durchgeführt wird. Mittels des Einstellelements 10 ist der Betriebszustand des Dampfgargerätes 1 einstellbar. Es umfasst eine Ausstellung, einen Einstellbereich für die Temperatur des Wassers im Koch- oder Wärmbetrieb (beispielsweise von 40 DEG C bis 95 DEG C) sowie eine Stellung für den Dampfgarbetrieb.
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Der erfindungsgemäße Abgleichschritt wird vorteilhafterweise vom Benutzer des Dampfgargerätes durch eine Betätigung am Bedienfeld gestartet. Hierzu kann ein separates Betätigungselement zum Auslösen des Abgleichschritts vorgesehen sein; vorteilhafterweise ist der Abgleichschritt mittels des Einstellelements 10 des Dampfgargerätes 1 auszulösen. Um eine besonders einfache Bedienung zu erzielen, kann dabei vorgesehen sein, dass der Abgleichschritt durch ein mehrmaliges Einstellen des Einstellelements 10 auf die Dampfgarstufe innerhalb einer kurzen vorgesehenen Zeit gestartet wird, beispielsweise durch dreimaliges Einstellen des Einstellelements 10 auf die Dampfgarstufe innerhalb von 5 Sekunden.
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Beim Starten des Abgleichschritts wird die Heizeinrichtung 18 auf Maximalleistung geschaltet und der Abgleich der Temperatursensoren 21, 22 auf den tatsächlich vorliegenden Siedepunkt des Wassers durchgeführt. Nach Beendigung des Abgleichschritts geht das Dampfgargerät 1 vorteilhafterweise in den an seinem Einstellelement 10 eingestellten Betriebszustand, vorzugsweise den Dampfgarbetrieb, über, so dass der Benutzer sicher sein kann, dass nach Durchführung des Abgleichs ohne weitere Überwachung das Dampfgaren mit einer optimal eingestellten und abgeglichenen Dampfmenge durchgeführt wird.
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In 4 ist anhand eines Zeitdiagramms der Ablauf eines erfindungsgemäßen Abgleichschritts dargestellt. Dargestellt ist der Messwert M21 des Temperatursensors 21 des Wassers. Dieser Messwert kann beispielsweise in Form eines Stroms, einer Spannung oder einer Temperatur vorliegen. Für die Zwecke des Abgleichs ist aus den weiter oben erläuterten Gründen der Temperatursensor 21 des Wassers gegenüber dem Temperatursensor 22 des Dampfes bevorzugt. Vor dem Zeitpunkt t1, zu dem der Abgleichschritt gestartet wird, weist die Temperatur des Wassers bestimmte Regelschwankungen auf. Mit einer genauen Regelung, beispielsweise mittels einer Halbwellensteuerung und eines PI-Reglers, wird eine Regelungsgenauigkeit von ca. +/–0,5 DEG C erzielt. Diese Regelungsschwankungen sind in 4 der Deutlichkeit halber übertrieben dargestellt.
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Beim Starten des Abgleichschritts zum Zeitpunkt t1 wird die Heizleistung der Heizeinrichtung 18 auf ihren Maximalwert gebracht, worauf die Temperatur des Wassers und damit der Messwert M21 annähernd linear ansteigen. Zum Zeitpunkt t2 ist der Siedepunkt des Wassers erreicht und die Temperatur geht in einen konstanten Verlauf über, wobei der Siedemesswert MS für den Messwert M21 des Temperatursensors 21 gemessen wird und dieser Wert zum Abgleich der Regeleinrichtung herangezogen wird.
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Zur Bestimmung des Siedemesswerts MS des Temperatursensors 21 wird vorteilhafterweise die Messwertdifferenz delta M zeitlich um eine Zeitdauer delta t aufeinanderfolgender Messwerte M21 des Temperatursensors 21 ermittelt und als Siedemesswert MS derjenige Messwert zugrunde gelegt, der vorliegt, wenn die Messwertdifferenz weniger als einen vorgegebenen Schwellwert beträgt. Prinzipiell kann, beispielsweise mittels einer Komparatorschaltung, gefordert werden, dass sich der Messwert M21 des Temperatursensors 21 nicht ändert, also der Schwellwert 0 beträgt. Aus Gründen der endlichen Auflösung sowie nicht vermeidbarer Fluktuationen, elektronischer Störungen oder anderer Artefakte ist es jedoch vorteilhaft, die Messung zu beenden, wenn sich die Messwertdifferenz um weniger als einen vorgegebenen Schwellwert ändert.
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Die Größe dieses Schwellwerts kann sich vorteilhafterweise an der gewünschten, erforderlichen oder erzielbaren Genauigkeit der Temperaturregelung orientieren, so dass der Schwellwert beispielsweise einer Temperaturänderung von weniger als 2 K, bevorzugt weniger als 1 K, weiter bevorzugt weniger als 0,5 K und besonders bevorzugt weniger als 0,2 K entspricht. Aus denselben Gründen kann es ausreichend sein, wenn der Schwellwert einer Temperaturänderung von mehr als 0,01 K, bevorzugt mehr als 0,05 K und besonders bevorzugt mehr als 0,1 K entspricht.
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In 3 sind drei solche Messwertdifferenzen delta M dargestellt. Bei der zeitlich ersten Differenz der Messwerte M21, die in einem Zeitabstand delta t gemessen werden, ist das Dampfgargerät 1 noch in der Aufheizphase, so dass die Messwertdifferenz delta M grösser als der vorgegebene Schwellwert ist und daher das Aufheizen fortgesetzt wird.
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Bei der zweiten dargestellten Messwertdifferenz delta M im Bereich des Zeitpunkts t2 ist der Siedepunkt bei der Durchführung der zweiten Messung für die Differenzbildung bereits erreicht und die Wassertemperatur ist konstant. Falls die Messwertdifferenz delta M kleiner als der Schwellwert ist, wird das Erreichen des Siedepunkts erkannt und der Abgleich durchgeführt. Falls die Messwertdifferenz delta M jedoch größer als der Schwellwert ist, wird das Aufheizen weiter fortgesetzt, wobei die Messwertdifferenz delta M immer kleiner wird. Spätestens, wenn der zeitlich erste Wert für die Bildung der Messwertdifferenz delta M zum oder nach dem Zeitpunkt t2 gemessen wird, ist die Messwertdifferenz delta M kleiner als der Schwellwert und der Abgleich kann durchgeführt werden. Zu diesem Zeitpunkt ist nämlich die Messwertdifferenz delta M auf einen Temperaturunterschied von 0 K oder nahe 0 K geschrumpft, wie anhand der weiter rechts dargestellten Messwertdifferenzbildung veranschaulicht ist.
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Hieraus wird auch deutlich, dass es keineswegs erforderlich ist, dass der Abgleichschritt zu einem Zeitpunkt gestartet wird, zu dem sich das Dampfgargerät 1 nicht im Dampfgarbetrieb, sondern bei einer tieferen Temperatur befindet. Wenn nämlich das Wasser beim Starten des Abgleichschritts bereits dem Siedepunkt erreicht hat, wird unmittelbar erkannt, dass durch das Heizen die Temperatur nicht weiter erhöht wird und der Abgleich kann sofort durchgeführt werden. Dies bedeutet, dass der Benutzer des Dampfgargerätes 1 praktisch zu jedem Zeitpunkt, auch aus dem laufenden Dampfgarbetrieb heraus, wenn er beispielsweise den Eindruck hat, dass die Dampfbildung zu stark oder zu schwach ist, den Abgleichschritt durchführen kann, ohne dass ein vorausgehendes Abkühlen erforderlich ist.
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Vorteilhafterweise wird der Messwert M21 des Temperatursensors 21 fortlaufend gemessen, beispielsweise in einem Zeitabstand von ca. 50 msec und die Messwertdifferenz delta M von Messwerten M21 gebildet, zwischen denen weitere Messwerte gemessen werden. Selbstverständlich müssen hierzu die Messwerte M21 abgespeichert werden, um die gleitende Differenz zu bilden. Der Vorteil dieses Verfahrens ist darin zu sehen, dass eine genaue und schnelle Bestimmung des Siedemesswerts MS möglich ist, also nicht lange die starke Dampfbildung am Siedepunkt aufrechterhalten werden muss.
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Der Deutlichkeit halber wird angemerkt, dass keine Zeitmessung erforderlich ist, da die Zeitpunkte t1 und t2 nicht für die Durchführung des Abgleichs erforderlich sind. Es kann jedoch zweckmäßig sein, dass die Messwerte M21 oder die Messwertdifferenzen delta M differenziert, gemittelt oder integriert werden, wozu vorzugsweise, wie auch für die sonstige Durchführung des Abgleichschritts, ein Mikroprozessor vorgesehen werden kann.
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Vorteilhafterweise erstreckt sich der Abgleich der Regeleinrichtung nicht nur auf den Temperatursensor 21 des Wassers, sondern auch auf den Temperatursensor 22 des Dampfes. Hierzu können die Kenndaten der Temperatursensoren, die beim Werksabgleich bestimmt werden, sowie gegebenenfalls die Kenndaten des Einstellelements 10 herangezogen werden. Auf diese Weise ist es auch möglich, das Einstellelement 10 für Temperaturen unterhalb des Siedepunkts abzugleichen bzw. zu kalibrieren. Allgemein kann nach einem vorteilhaften Merkmal vorgesehen sein, dass ein Temperatursensor 21 für die Wassertemperatur und ein Temperatursensor 22 für die Dampftemperatur verwendet werden und ein Abgleich eines Temperatursensors zum Abgleich des anderen Temperatursensors verwendet wird.
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Die 5 zeigt ein Flussdiagramm einer Abgleichroutine. In dem Feld 23 erfolgt der Einstieg in die Abgleichroutine. In Feld 24 wird die Frage gestellt, ob der Abgleich gestartet wurde. Falls nein, erfolgt der Ausstieg 25 aus der Abgleichroutine. Falls ja, wird bei 26 die Heizeinrichtung 18 auf den Maximalwert gebracht. Danach schließt sich eine Schleife an, in der die Frage 27 gestellt wird, ob die Wasserbeharrungstemperatur erreicht ist. Falls nein, wird diese Schleife weiter durchlaufen. Falls ja, werden gemäß Feld 28 neue Regelparameter ermittelt und abgespeichert. Gleichzeitig wird die Heizungsregelung freigegeben und es erfolgt der Ausstieg 25 aus der Abgleichroutine.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dampfgargerät
- 2
- Gehäuse
- 3
- Becken
- 4
- Wasserreservoir
- 5
- Deckel
- 6
- Griff
- 7
- Dampfauslass
- 8
- Abdeckung
- 9
- Bedienblende
- 10
- Einstellelement
- 11
- Anzeigeelement
- 12
- Wasserablass
- 13
- Küchenzeile
- 14
- Schwallrand
- 15
- obere Markierung
- 16
- untere Markierung
- 18
- Heizeinrichtung
- 19
- Dampfgarraum
- 20
- Dampfauslasskanal
- 21
- Temperatursensor zu 4
- 22
- Temperatursensor zu 19
- 23
- Einstieg in Abgleichroutine
- 24
- Abgleich gestartet?
- 25
- Ausstieg aus Abgleichroutine
- 26
- Heizung maximal
- 27
- Wasserbeharrungstemperatur erreicht?
- 28
- Neue Regelparameter ermitteln und abspeichern
- t
- Zeit
- t1
- Starten Abgleich
- t2
- Erreichen Siedepunkt
- M21
- Messwert zu 21
- MS
- Siedemesswert
- delta M
- Messwertdifferenz
