Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Absaugen von Luft eines
Elektrowärmegeräts mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs
1 sowie ein entsprechendes Verfahren zum Steuern des Betriebs
einer solchen Einrichtung. Insbesondere kann die Einrichtung eine
Dunstabzugshaube sein, welche oberhalb eines Kochfeldes angeordnet
ist und davon ausgehende Kochdämpfe oder dergleichen absaugen und
reinigen soll.
Aus der DE 101 09 930 ist es bekannt, eine Dunstabzugshaube mit einer
Feuerlöscheinrichtung zu kombinieren. Dazu sind an der Dunstabzugshaube
Rauch-/Feuermelder oder Temperaturfühler vorgesehen.
Diese können feststellen, ob etwas auf einer Kochstelle anbrennt oder
ein flammender Brand entsteht.
Aus der EP 727 620 A2 ist eine weitere Dunstabzugshaube bekannt,
welche den Zustand der angesaugten Luft erfasst. Als Sensoreinrichtung
sind hier ein Ultraschallgeber und ein Ultraschallsensor mit einer
Sensorstrecke vorgesehen. Vor allem kann hierdurch der Verschmutzungsgrad
der angesaugten Luft ermittelt werden, um davon ausgehend
beispielsweise die Absaugleistung eines Absaugantriebs zu steuern.
Weitere Funktionalitäten ergeben sich aus dem genannten Stand der
Technik nicht.
Aufgabe und Lösung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Einrichtung
sowie ein zugehöriges Verfahren zu schaffen, mit denen die
Funktionalitäten des bekannten Standes der Technik erweitert werden
können und insbesondere auch ein verbessertes Zusammenwirken mit
einem Elektrowärmegerät möglich ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Einrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
9. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung
sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im folgenden näher
erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme
zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Erfindungsgemäß weist die Einrichtung Mittel mit Sensoren zum Erfassen
und Auswerten von gasförmigen Medien oder Stoffen in gasförmigen
Medien auf. Dabei sind die Mittel ausgebildet zur Erfassung von
Gruppen von Charakteristika der gasförmigen Medien oder Stoffe und
weisen mindestens einen Gassensor auf. Zum Verständnis des Begriffs
"Charakteristika" kann allgemein gesagt werden, dass ein Gassensor die
Konzentration des zu detektierenden Gases erfasst und sie umwandelt
in eine elektrische Größe. Diese elektrische Größe kann ein elektrischer
Widerstand, Kapazität oder eine elektromotorische Kraft (EMK) einer
Spannungszelle sein. Unter Gruppen von Charakteristika soll hier vor
allem eine Sammlung mehrerer Werte oder Eigenschaften verstanden
werden, welche es ermöglichen, ein bestimmtes gasförmiges Medium
oder einen Stoff darin zu identifizieren oder zumindest zu klassifizieren.
Dies wird im folgenden auch als Signatur bezeichnet, anhand derer ein
Medium oder Stoff bestimmt oder klassifiziert werden kann.
Hierzu können einerseits mehrere Eigenschaften oder Messwerte gleicher
Art herangezogen werden, beispielsweise entsprechend einem
Spektrum. Des weiteren können mehrere Eigenschaften prinzipiell unterschiedlicher
Art erfasst werden, welche eine Bestimmung des Mediums
oder des Stoffs ermöglichen. Auf diese Art und Weise ist es möglich,
nicht nur einen Verschmutzungsgrad der abgesaugten Luft oder einen
Brand festzustellen, sondern auch Informationen zu gewinnen über einen
Betriebszustand oder Kochvorgang am Elektrowärmegerät. Dadurch
können, wie nachfolgend genauer ausgeführt wird, auch Steuervorgänge
ausgelöst werden.
Vorteilhaft sind alle Sensoren als Gassensoren ausgebildet. Dies ist insbesondere
dann vorteilhaft, wenn eine Bestimmung eines Verschmutzungsgrades
der angesaugten Luft nicht unbedingt notwendig ist, sondern
lediglich eine Bestimmung der Inhaltsstoffe der Luft. Als Sensoren
bzw. Gassensoren können beispielsweise Metalloxid-Sensoren oder
Festelektrolyt-Sensoren verwendet werden. Derartige Sensoren sind
beispielsweise aus der DE 44 04 067, EP 829 718 oder EP 675 357 bekannt.
Des weiteren kann die Einrichtung einen Antrieb aufweisen zum Absaugen
der Abluft, beispielsweise einen Elektromotor. Dieser Antrieb kann
von den Mitteln zum Auswerten angesteuert werden, um seinen Betrieb
bzw. seine Betriebsleistung zu ändern. So ist es möglich, beispielsweise
in Abhängigkeit von der Erfassung besonders geruchsstörender Stoffe
die Leistung einer Dunstabzugshaube zu erhöhen. Des weiteren ist es
auch möglich, beim Feststellen eines Brandes eine Dunstabzugshaube
abzuschalten, um den Brand durch zusätzlichen Sog nicht weiter anzufachen.
Die Mittel zum Auswerten weisen eine Steuerelektronik auf. Diese ist zur
Unterscheidung zwischen verschiedenen Arten von Medien oder Stoffen
mittels der Sensoren ausgebildet. Dazu kann beispielsweise ein Speicher
vorgesehen sein, in dem verschiedene Charakteristika verschiedener
Stoffe hinterlegt sind und durch Vergleich ein Medium oder Stoff bestimmt
wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Mittel zum Auswerten
mit einer Steuerung oder Leistungsversorgung eines Elektrowärmegeräts
verbindbar bzw. verbunden sein. So kann der Betrieb des Elektrowärmegeräts
in Abhängigkeit von einem detektierten Medium oder
Stoff geändert werden. Beispielsweise kann, wenn bestimmte Röststoffe
oder dergleichen in der Abluft detektiert werden, welche auf eine zu hohe
Kochtemperatur eines Kochguts hindeuten, die Leistung des Elektrowärmegeräts
reduziert und die Kochtemperatur infolge dessen gesenkt
werden. Somit ist ein zumindest teilautomatisiertes Kochen in einer weiteren
Variante zusätzlich zu den bekannten Kochautomatiken möglich.
Es ist auch möglich, darauf basierend eine Kochautomatik einzurichten,
welche Kochprogramme durchführt oder Abläufe kontrolliert.
Die steuernde Verbindung der Einrichtung zu dem Elektrowärmegerät
kann einerseits drahtlos sein, beispielsweise als Funkstrecke. Dies bedeutet,
dass auf eine Verkabelung verzichtet werden kann, welche insbesondere
bei modernen, teilweise frei schwebenden Dunstabzugshauben
aufwändig wäre. Eine Funkübertragung kann auch so ausgebildet
sein, dass sie in Intervallen arbeitet oder nur dann, wenn ein Benutzer
ausdrücklich diese Funkverbindung wünscht oder sich eine entsprechende
Notwendigkeit anhand detektierter Medien oder Stoffe ergibt.
Die Sensoren können derart an der Einrichtung angeordnet sein, dass
sie vor Verunreinigung oder Beschädigung möglichst geschützt sind.
Falls dies bezüglich Verunreinigungen nicht möglich sind, sollten sie
wenigstens für einen Benutzer gut zugänglich angeordnet sein, damit sie
gereinigt werden können.
Es ist möglich, die Sensoren vor einem Filter odgl. anzuordnen, mit dem
die Luft gereinigt wird. Es können auch hinter dem Filter Sensoren angeordnet
sein, da manche Inhaltsstoffe nicht ausgefiltert werden. Es ist
auch möglich, bei Sensoren vor und hinter dem Filter einen Vergleich
zwischen den detektierten Stoffen oder Charakteristika anzustellen. So
kann wiederum auf Eigenschaften geschlossen werden.
Das eingangs genannte Verfahren, mit dem gasförmige Medien oder
Stoffe in gasförmigen Medien erfasst werden und anhand dessen der
Betrieb einer Einrichtung zum Absaugen von Abluft oder der Betrieb eines
Elektrowärmegeräts gesteuert werden kann, ist in Anspruch 9 definiert.
Es weist die zum Teil schon vorgenannten Merkmale auf. Das Erfassen
von Gruppen von Charakteristika oder sogenannten Signaturen
ermöglicht eine sehr gute Bestimmung. Vor allem der Vergleich von erfassten
Charakteristika oder daraus erstellten Signaturen der Medien
oder Stoffe mit bekannten oder abgespeicherten Charakteristika oder
Signaturen ermöglicht eine relativ gute Bestimmung der erfassten Stoffe.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch
aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen
Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen
bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen
Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige
Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht
wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften
beschränken die unter diesen gemachten Aussagen
nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch
dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
die Figur 1 eine Ausführung einer Dunstabzugshaube mit Gassensoren
über einem Elektroherd.
Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In der schematisch zu verstehenden Darstellung zeigt Figur 1 eine beispielhafte
Dunstabzugshaube 11. Diese weist ein Gehäuse 15 auf, welches
sich breit erstreckt und in ein Abluftrohr 16 nach oben übergeht. An
der Unterseite des Gehäuses 15 ist ein Filter 17 angeordnet zur Reinigung
von angesaugter Abluft. Oberhalb des Filters 17 sitzt ein Gebläse
19 mit einem Elektromotor und erzeugt einen Luftstrom nach oben, so
dass Abluft durch das Filter 17 gezogen wird und dabei gereinigt wird.
Dies entspricht grundsätzlich einem üblichen Aufbau einer Dunstabzugshaube.
Eine Steuerung 21 ist mit dem Gebläse 19 verbunden sowie einer nicht
dargestellten Energieversorgung. Des weiteren ist die Steuerung 21 mit
Sensoren 23a bis 23e verbunden, welche Gassensoren sind. Dabei sind
die Sensoren 23a bis 23c an der Unterseite des Filters 17 bzw. direkt im
angesaugten Luftstrom angeordnet. Die Sensoren 23d und 23e sind dagegen
oberhalb des Filters 17 und somit von zumindest teilweise gereinigter
Luft umströmt angeordnet.
Die Steuerung 21 ist auch mit einem Sender 24 verbunden. Dieser Sender
24 kann beispielsweise funkbasiert sein. Unterhalb der Dunstabzugshaube
11 ist ein Elektroherd 26, welcher eine Glaskeramikplatte 27
aufweist. Unter der Glaskeramik 27 ist eine Heizung 29 angeordnet.
Diese ist mit einer Steuerung 31 verbunden, welche an sich einer üblichen
Steuerung für einen Elektroherd entsprechen kann. Auf der Glaskeramik
27 steht eine Pfanne 36 mit Gargut 37 darin.
Die Steuerung 31 weist eine Einstellmöglichkeit 33 auf, z.B. einen Drehschalter,
mit dem eine Leistungseinstellung oder eine Betriebsartenwahl
für die Heizung 29 bzw. den Elektroherd 26 erfolgen kann. Außerdem ist
die Steuerung 31 mit dem Empfänger 34 verbunden. Dieser ist dazu
ausgebildet, mit dem Sender 24 zusammenzuwirken. Wie dargestellt,
kann die signalübertragende Verbindung zwischen Sender 24 und Empfänger
34 auch bidirektional sein. Dies bedeutet, dass Signal-Rückmeldungen
auch von dem Elektroherd 26 an die Dunstabzugshaube
11 gegeben werden können, beispielsweise für dessen Betriebseinstellungen
oder als Rückmeldungen. Dazu haben beide Sender- und
Empfängereigenschaften.
Als Sensoren 23 können, wie gesagt, Gassensoren verwendet werden,
beispielsweise vorgenannte Metalloxid-Sensoren oder Festelektrolyt-Sensoren.
Diese können unterschiedlich ausgebildet sein bzw. für die
Erkennung verschiedener Stoffe oder Medien ausgebildet sein. Hier
können einerseits Unterscheidungen getroffen werden zwischen Sensoren
unterhalb des Filters 17 und Sensoren oberhalb des Filters 17. Des
weiteren ist der Ausdruck "Sensoren" derart zu verstehen, dass hier
auch mehrere Einzelsensoren zur Erfassung verschiedener Stoffe oder
Medien zu verstehen sind. Diese können wiederum gruppenweise zu
Sensorbauelementen oder Sensormodulen zusammengefasst werden,
welche dann eben an verschiedenen Stellen der Dunstabzugshaube als
Sensoren montiert werden.
Diese Anordnung an verschiedenen Stellen der Dunstabzugshaube
weist den großen Vorteil auf, dass einerseits lokalisiert und genau eine
Erfassung stattfinden kann. Andererseits kann so erreicht werden, dass
bestimmte, aufsteigende Stoffe und Medien auf alle Fälle von einem der
verschiedenen Sensoren 23 erfasst werden.
Funktion des Ausführungsbeispiels
Wie in Figur 1 dargestellt, wird mittels der Heizung 29 Gargut 37 in der
Pfanne 36 erhitzt. Dabei entsteht Dunst 39, der zum einen von sich aus
aufsteigt und zum anderen durch die Absaugwirkung des Gebläses 19
der Dunstabzughaube 11 nach oben gezogen wird. Der Dunst 39 kommt
zwangsläufig mit einem der verteilt angeordneten Sensoren 23 in Kontakt.
Mittels der Sensoren 23 wird eine Analyse des Dunstes 39 nach bestimmten
Charakteristika oder daraus zusammengesetzten Signaturen
der Inhaltsstoffe vorgenommen. Diese werden an die Steuerung 21 geschickt
und mit in der Steuerung 21 oder einem Speicher hinterlegten
Charakteristika oder Signaturen verglichen. Hierbei ist es auch möglich,
durch Zusammenwirken mehrerer Sensoren vor und hinter dem Filter 17
Stoffe zu ermitteln bzw. den Dunst 39 genauer zu charakterisieren. Somit
ist es beispielsweise möglich, die genaue Zusammensetzung des
Dunstes 39 bzw. zumindest einige wichtige Inhaltsstoffe zu ermitteln,
welche für einen Kochvorgang charakteristisch oder von Interesse sind.
Anhand dieser Inhaltsstoffe des Dunstes 39 kann auf Art und Zustand
des Gargutes 37 in der Pfanne 36 geschlossen werden.
So kann es beispielsweise ermittelt werden, wenn das Gargut 37 anbrennt,
ohne dass die üblichen Rauch- oder Brandgase entstehen, welche
von üblichen Rauchmeldern erkannt werden können. Wird ein solches
Anbrennen des Gargutes 37 über den entstehenden Dunst 39 erkannt,
sendet die Steuerung 21 über den Sender 24 ein Signal an den
Elektroherd 26. Dessen Empfänger empfängt das Signal, gibt es an die
Steuerung 31 weiter, woraufhin diese die Heizung 29 reduziert oder gar
ganz abschaltet.
In Anlehnung an die vorbeschriebene Möglichkeit ist es aber nicht nur
möglich, in sogenannten kritischen Fällen (Anbrennen des Kochguts; jedoch
noch vor einem Brand) eine Änderung des Betriebszustands des
Elektroherds zu erreichen. Es kann auch beispielsweise ermittelt werden,
ob bei einem gewünschten langsamen Erwärmen von Gargut, beispielsweise
beim sogenannten Dünsten oder Simmern, eine zu hohe
Heizleistung besteht und das Gargut zu warm wird. Dabei erzeugt es
dann beispielsweise eine bestimmte Art von Dunst 39. Es wäre darüber
hinaus auch möglich, über bestimmte Sensoren einen Wasseranteil im
Dunst 39 zu bestimmen. Daraus kann wiederum geschlossen werden,
ob ein Gargut 37 in einer Pfanne 36 bereits kocht oder nur normal erwärmt
wird.
Es ist auch möglich, bei einem bestimmten Gargut, welches im Lauf der
Zeit seine Konsistenz oder zumindest Ausdünstung verändert, sozusagen
automatisch zu kochen. Dazu muss lediglich bekannt oder in der
Steuerung 21 oder der Steuerung 31 abgespeichert sein, welche Inhaltsstoffe
über einen gewissen zeitlichen Verlauf in dem Dunst 39 zu finden
sein werden.