EP2306093A2 - Gargerät mit einer sich im Betrieb erwärmenden Komponente und einem Kühlluftgebläse sowie Verfahren zum Kühlen einer sich im Betrieb erwärmenden Komponente eines Gargeräts - Google Patents

Gargerät mit einer sich im Betrieb erwärmenden Komponente und einem Kühlluftgebläse sowie Verfahren zum Kühlen einer sich im Betrieb erwärmenden Komponente eines Gargeräts Download PDF

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EP2306093A2
EP2306093A2 EP10178415A EP10178415A EP2306093A2 EP 2306093 A2 EP2306093 A2 EP 2306093A2 EP 10178415 A EP10178415 A EP 10178415A EP 10178415 A EP10178415 A EP 10178415A EP 2306093 A2 EP2306093 A2 EP 2306093A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
component
cooling
peltier element
air blower
cooling air
Prior art date
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Ceased
Application number
EP10178415A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2306093A3 (de
Inventor
Klaus Dengler
Felix Hangl
Martin-Ernst Steinbeck
Markus De Vries
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Publication of EP2306093A2 publication Critical patent/EP2306093A2/de
Publication of EP2306093A3 publication Critical patent/EP2306093A3/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C15/00—Details
    • F24C15/006—Arrangements for circulation of cooling air
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/642—Cooling of the microwave components and related air circulation systems

Definitions

  • the invention relates to a cooking appliance with a heating during operation component, and a cooling air blower, with which the component is cooled. Furthermore, the invention relates to a method for cooling a component of a cooking appliance which heats up during operation, in which the component is cooled at least temporarily in an activated state of the component with a cooling-air blower of the cooking appliance.
  • the cooking appliance embodied as a cooking hob has at least one heat pipe, which belongs to the cooling unit and is designed for cooling.
  • the cooking appliance can also have a fan, which is provided for heat dissipation from the heat pipe or which is designed for cooling a further component unit.
  • This operation can also take a relatively long time and is associated with a generation of noise by the cooling air blower. It may therefore be annoying for a user.
  • An inventive cooking appliance has at least one component which heats up during operation.
  • the cooking appliance also includes a cooling air blower, with which this is warming in operation component cooled.
  • the cooking appliance comprises at least one Peltier element.
  • the cooking appliance is embodied such that the component which heats up during operation is at least partially cooled by this at least one Peltier element in the switched-off operating state of the component in a cooling-air fan follow-up time.
  • the Peltier element can be operated silently in addition to its extremely compact and thus space-saving design, the possibly disturbing noise of the current cooling air blower can at least be reduced, in particular also reduced in time.
  • such a Peltier element allows a particularly effective cooling, because it creates a temperature difference due to its basic functionality and design with applied electrical energy, which allows this cooling effect on the component where the cooling is desired.
  • a very energy-efficient operation can thus be made possible, since the energy requirement of the cooling air blower can be at least significantly reduced.
  • the cooling with the Peltier element begins with the shutdown of the heated in operation component. Immediately following the shutdown is thus already begun with the cooling by the Peltier element, whereby a very fast cooling effect can be achieved and beyond the possibly required further operation of the cooling air blower in time and intensity, which means in terms of the required speed, at least significantly reduced.
  • the component is at least temporarily cooled by the at least one Peltier element and the cooling air blower.
  • the at least one Peltier element and the cooling air blower are operated, a particularly rapid cooling effect can be achieved.
  • the cooling air blower in an energy-reduced operation can be used, thereby also the speed of the fan can be reduced, thereby significantly reducing the noise can be reduced.
  • the cooling air blower is completely switched off in the cooling-air blower delay time. It is thus deactivated by switching off the heating during operation component and the cooling air blower, whereby a complete avoidance of a disturbing cooling air fan noise in the cooling air blower delay time and thus after switching off the warming in operation component is guaranteed.
  • the cooking appliance has a control unit which is electrically connected to the Peltier element.
  • the Peltier element is controlled by the control unit with regard to its operating mode.
  • the control unit is designed such that the duration of the cooling of the component with the Peltier element in the cooling air blower delay time and / or the times at which the cooling of the component with the Peltier element in the cooling air blower delay time starts and ends , controllable.
  • This control of the operation of the Peltier element with the control unit preferably takes place as a function of specific parameters, in particular as a function of the temperature of the component which is heating during operation at the switch-off time.
  • this temperature may also be taken into account as a decision criterion for the control of the Peltier element for a period of time before the switch-off and for a period of time after the switch-off. If, for example, the component is switched off within a temperature interval which is predetermined and stored, the operation of the Peltier element and / or the cooling air blower in the cooling-air blower follow-up time can be controlled very efficiently and depending on the situation, depending on this actual temperature. If the temperature is relatively low, the operation of the cooling-air blower in the cooling-air blower delay time may possibly be completely dispensed with.
  • the time and cooling can be controlled with the Peltier elements very dosed, also be dispensed with in this case, if necessary, the cooling fan as an additional cooling unit can. If several Peltier elements are present or if they are dimensioned very strongly with regard to their cooling possibilities, then, even at relatively high temperatures, the component which heats during operation may be cooled by the Peltier elements in the cooling-air blower delay time.
  • the sequence of cooling of the component in the cooling-air blower delay time with the Peltier element and the cooling-air blower can in turn be set individually by the control unit depending on specific parameters or specifications. For example, cooling may then be started, for example, first with the cooling-air blower and, after a relatively short time, switched off and then continued with the at least one Peltier element with the further cooling in the cooling-air blower delay time. It can also be provided that in alternating cooling operation, the Peltier element and the cooling air blower are operated in the cooling air blower follow-up time.
  • the component of the cooking appliance which heats up during operation is a high-voltage component, in particular an inverter of a microwave oven.
  • Such specific switching power supplies are required in microwave ovens. Especially these develop during operation a lot of heat, so that a very specific cooling is required. Just when the operation of the microwave oven and in particular of the switching power supply is switched off after an active operation, a specific cooling is required.
  • the Peltier element is arranged electrically isolated from the component.
  • Safety-critical operations or impairment of the operation of the Peltier element can be prevented, in particular is between the Peltier element and the component, in particular a power semiconductor device of the switching power supply of the microwave device, a spacer arranged, which is formed of an electrically insulating and highly thermally conductive material.
  • the spacer element is a ceramic material which comprises, for example, aluminum oxide.
  • the Peltier element is glued by an electrically insulating and thermally conductive adhesive on the power semiconductor device.
  • an epoxy adhesive is possible here.
  • pastes, such as silicone paste, are possible, which also have electrically insulating and highly thermally conductive properties.
  • the Peltier element is preferably supplied with energy by an external energy source, in particular an external energy supply network.
  • the cooking appliance is usually coupled to this external power supply network and receives from this the energy.
  • the Peltier element is powered by a device-internal energy source, in particular an energy recovery device with energy.
  • a device-internal energy source in particular an energy recovery device with energy.
  • the Peltier element is contacted both with the component to be cooled and during operation heating and with a cooler further component, for example an explicit cooling surface or a housing part or the like, whereby the temperature difference is generated at applied current to the Peltier element.
  • a cooler further component for example an explicit cooling surface or a housing part or the like
  • the Peltier element is thus activated as a function of the operating state and designed to cool the component in the cooling-air blower delay time.
  • the cooling-air blower can also be designed with smaller and lower cooling-air power. This can save space and costs. However, it is very important that the cooling-air fan run-on time can be significantly reduced. Furthermore, the service life, in particular of the cooling air blower, can be extended.
  • a method according to the invention for cooling a component of a cooking appliance which heats up during operation in which the component is cooled at least temporarily in an activated state of the component with a cooling air blower of the cooking appliance, the component is at least partially in a switched-off operating state at least partially in a cooling air blower follow-up time cooled by at least one Peltier element.
  • the cooling of the component is started with the Peltier element with the switching off of the component.
  • the cooling with the Peltier element and the cooling air blower is performed at least temporarily in the cooling-air blower delay time.
  • the time duration of the cooling of the component with the Peltier element in the cooling air blower delay time and / or the times, including the cooling of the component with the Peltier element in the cooling air blower delay time is started and stopped, controlled by a control unit of the cooking appliance, in particular controlled depending on the temperature of the component when switching off and / or in a time interval shortly before switching off and / or in a time interval shortly after switching off.
  • a control unit of the cooking appliance in particular controlled depending on the temperature of the component when switching off and / or in a time interval shortly before switching off and / or in a time interval shortly after switching off.
  • further parameters may be taken into account in order to carry out the control of the time duration and / or the times.
  • the electric energy that can be supplied for operating the Peltier element can also be taken into account here.
  • a corresponding control of the Peltier element can take place in the event of a failure of this energy network.
  • a power semiconductor device of a high-voltage switching power supply of a microwave device for preparing food is cooled, wherein the Peltier element is electrically isolated from the power semiconductor device, in particular between the Peltier element and the power semiconductor device is a Distance element formed of an electrically insulating and highly thermally conductive material.
  • FIGURE shows a simplified sectional side view through a household appliance, which is designed as a microwave oven 1 for preparing food.
  • the microwave oven 1 comprises a preparation space or cooking space 2 into which foodstuffs can be introduced for preparation.
  • the cooking chamber 2 is through a Muffle 3 limited, which has a ceiling 4, a rear wall 5 and a bottom 6 and unspecified side walls.
  • the muffle 3 is formed with a feed opening 7, which can be closed by a door 8.
  • the microwave device 1 comprises an operating module 9, which has at least one operating element 10, which can be actuated by a user and is accessible from the front.
  • the operating element 10 is connected to a circuit carrier 11, which is arranged in the microwave device 1.
  • the circuit carrier 11 comprises a plurality of power semiconductor components, one of which is provided with the reference numeral 12.
  • the power semiconductor components 12 are functionally associated with a switching power supply of the microwave device 1, wherein the magnetron, which is not shown, is operable with the switching power supply, which is also referred to as an inverter.
  • the microwave device 1 comprises a cooling air blower 13, which is arranged to generate a cooling air flow for the circuit carrier 1 and thus also for the power semiconductor components 12.
  • the microwave device 1 comprises at least one Peltier element 14.
  • the Peltier element 14 is electrically connected to a control unit 15 and is supplied with electrical energy by this control unit 15.
  • the Peltier element 14 is thermally coupled to the power semiconductor device 12 which heats up during operation and is also thermally coupled to a cooler temperature medium, for example a housing wall, of the microwave device. Due to this thermal coupling with two components located at different temperature levels, cooling of the power semiconductor component 12 is achieved by the mode of operation of the Peltier element 14.
  • the cooling air blower 13 is also connected to the control unit 15 and is controlled by this.
  • the microwave device 1 is also electrically connected to an external power supply network N.
  • the power semiconductor device 12 In operation of the microwave device 1, the power semiconductor device 12 is operated in the active state and thereby heats up. In this active operating phase, cooling is generated via the cooling-air blower 13. For example, is the preparation process finished in the cooking chamber 2 food to be finished, and the power semiconductor device 12 is no longer operated in active mode and thus virtually disabled. Since it has warmed up during operation, active cooling must be carried out even after switching off this power semiconductor component 12. Cooling of the power semiconductor component 12 takes place at least temporarily and at least proportionally by means of the at least one Peltier element 14 in this immediate after cooling of the power semiconductor device 12 cooling air blower follow-up time.
  • cooling air blower follow-up time which, by definition, extends after switching off the power semiconductor component 12 and begins with this switching off of this component 12.
  • the cooling air blower 13 is still operated for a certain period of time in conventional microwave ovens, so that the power semiconductor component 12 the cooling air flow is cooled even after switching off after an active operation.
  • the cooling with the Peltier element 14 is at least partially carried out.
  • the entire cooling of the power semiconductor components 12 or 12 in the cooling air blower follow-up time exclusively by the Peltier elements 14 or a Peltier element 14th be performed without a further active cooling contribution through the cooling air blower 13.
  • a control can take place via the control unit 15, this control taking place depending on specific parameters, in particular the temperature of the power semiconductor component 12 shortly before and / or at and / or shortly after switching off the power semiconductor component 12.
  • the Peltier element 14 is arranged electrically insulated from these power semiconductor components 12 to be cooled.
  • the Peltier element 14 is not in direct contact with the power semiconductor component 12 is and between the power semiconductor device 12 and the Peltier element 14, a spacer 16 is formed.
  • This spacer element 16 is formed of an electrically insulating and highly thermally conductive material.
  • the spacer element 16 is an adhesive.
  • the Peltier element 14 is supplied with energy via the external power supply network N via the control unit 15.
  • the Peltier element 14 is at least partially supplied with energy via a device-internal energy recovery device 17.
  • this energy recovery device 17 is configured to convert heat into electrical energy.
  • a coupling with the muffle 3 may be provided.
  • the energy recovery device 17 comprises at least one further Peltier element (not shown) which, in addition to the thermal coupling with the muffle 3, is also thermally coupled to a further temperature medium.
  • an electric current is generated due to the self-adjusting temperature difference, so that the energy recovery device 17 is a thermoelectric generator.
  • This generated electrical energy can then be provided to the Peltier element 14, which is intended for cooling.
  • the Peltier element 14 in the cooling air blower delay time, the noise of the Cooling air blower 13 at least reduced, possibly completely prevented.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gargerät mit einer sich im Betrieb erwärmenden Komponente (11, 12), und einem Kühlluftgebläse (13), mit welchem die Komponente (11, 12) kühlbar ist, wobei die Komponente (11, 12) im abgeschalteten Betriebszustand zumindest zeitweise in einer Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit zumindest anteilig durch zumindest ein Peltier-Element (14) gekühlt ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Kühlen einer sich im Betrieb erwärmenden Komponente.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Gargerät mit einer sich im Betrieb erwärmenden Komponente, und einem Kühlluftgebläse, mit welchem die Komponente kühlbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Kühlen einer sich im Betrieb erwärmenden Komponente eines Gargeräts, bei welchem die Komponente zumindest zeitweise in einem aktivierten Zustand der Komponente mit einem Kühlluftgebläse des Gargeräts gekühlt wird.
  • Aus der EP 1 601 236 A2 ist ein Gargerät mit einer Kühleinheit bekannt. Das im spezifischen als Kochmulde ausgebildete Gargerät umfasst zumindest eine Heatpipe, welche zur Kühleinheit gehört und zum Kühlen ausgebildet ist. Das Gargerät kann auch einen Lüfter aufweisen, der zur Wärmeabführung aus der Heatpipe vorgesehen ist oder welcher zur Kühlung einer weiteren Bauteileinheit ausgebildet ist.
  • Darüber hinaus ist bekannt, dass auch nach dem Abschalten von Komponenten in einem Gargerät das Kühlluftgebläse noch weiter betrieben wird und Kühlluftstrom erzeugt, um das abgeschaltete sich erwärmte Bauteil zu kühlen.
  • Dieser Betrieb kann auch relativ lange dauern und ist mit einer Geräuschbildung durch das Kühlluftgebläse verbunden. Es ist daher gegebenenfalls störend für einen Nutzer.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung den Betrieb des Kühlluftgebläses im Gargerät nutzerfreundlicher und im Hinblick auf die Geräuschbildung darüber hinaus diesen Betrieb auch energieeffizienter zu ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Gargerät, welches die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist, und ein Verfahren, welches die Merkmale nach Anspruch 11 aufweist, gelöst.
  • Ein erfindungsgemäßes Gargerät weist zumindest eine sich im Betrieb erwärmende Komponente auf. Darüber hinaus umfasst das Gargerät auch ein Kühlluftgebläse, mit welchem diese sich im Betrieb erwärmende Komponente kühlbar ist. Zusätzlich zu dem Kühlluftgebläse umfasst das Gargerät zumindest ein Peltier-Element. Das Gargerät ist so ausgebildet, dass die sich im Betrieb erwärmende Komponente im abgeschalteten Betriebszustand der Komponente zumindest zeitweise in einer Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit zumindest anteilig durch dieses zumindest eine Peltier-Element gekühlt ist. Durch eine derartige Ausgestaltung des Gargeräts kann gerade in diesen spezifischen Betriebszuständen, in denen die sich im Betrieb erwärmte Komponente bereits abgeschaltet ist, und in denen üblicherweise das Kühlluftgebläse noch im aktiven Zustand zum Erzeugen des Kühlluftstroms betrieben werden müsste, gerade dann das Peltier-Element zur Kühlung der Komponente eingesetzt ist. Da das Peltier-Element neben seiner äußerst kompakten und damit bauraumsparenden Ausgestaltung lautlos betreibbar ist, kann das möglicherweise störende Geräusch des laufenden Kühlluftgebläses zumindest reduziert, insbesondere auch zeitreduziert, werden. Darüber hinaus ermöglicht ein derartiges Peltier-Element eine besonders effektive Kühlung, da es auf Grund seiner grundsätzlichen Funktionalität und Auslegung bei anliegender elektrischer Energie eine Temperaturdifferenz erzeugt, welche diesen Kühleffekt an der Komponente, an der das Kühlen gewünscht ist, ermöglicht. Gerade in dieser Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit kann somit auch ein sehr energieeffizienter Betrieb ermöglicht werden, da der Energiebedarf des Kühlluftgebläses zumindest deutlich reduziert werden kann.
  • Vorzugsweise beginnt das Kühlen mit dem Peltier-Element mit dem Abschalten der im Betrieb erwärmten Komponente. Unmittelbar nachfolgend an das Abschalten wird somit bereits mit der Kühlung durch das Peltier-Element begonnen, wodurch ein sehr schneller Kühleffekt erreicht werden kann und darüber hinaus die gegebenenfalls erforderliche weitere Betriebsweise des Kühlluftgebläses in Zeit und Intensität, was bedeutet im Hinblick auf die erforderliche Drehzahl, zumindest deutlich reduziert werden kann.
  • Vorzugsweise ist in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit die Komponente zumindest zeitweise durch das zumindest eine Peltier-Element und das Kühlluftgebläse gekühlt. In dem quasi zumindest zwei separate Bauteile, nämlich das zumindest eine Peltier-Element und das Kühlluftgebläse betrieben werden, kann ein besonders schneller Kühleffekt erreicht werden. Darüber hinaus ist es dadurch möglich, dass das Kühlluftgebläse in einem energiereduzierten Betrieb eingesetzt werden kann, wodurch dadurch auch die Drehzahl des Lüfterrads reduziert werden kann, wodurch somit wesentlich auch die Geräuschbildung reduziert werden kann.
  • In vorzugsweiser Ausführung kann vorgesehen sein, dass das Kühlluftgebläse in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit vollständig abgeschaltet ist. Es wird somit mit dem Abschalten der sich im Betrieb erwärmenden Komponente auch das Kühlluftgebläse deaktiviert, wodurch ein vollständiges Vermeiden eines störenden Kühlluftgebläsegeräuschs in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit und somit nach dem Abschalten der sich im Betrieb erwärmenden Komponente gewährleistet ist.
  • Vorzugsweise weist das Gargerät eine Steuereinheit auf, welche mit dem Peltier-Element elektrisch verbunden ist. Das Peltier-Element ist im Hinblick auf seine Betriebsart durch die Steuereinheit gesteuert. Insbesondere ist die Steuereinheit derart ausgebildet, dass die Zeitdauer des Kühlens der Komponente mit dem Peltier-Element in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit und/oder die Zeitpunkte, zu denen das Kühlen der Komponente mit dem Peltier-Element in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit startet und beendet wird, steuerbar. Vorzugsweise erfolgt diese Steuerung des Betriebs des Peltier-Elements mit der Steuereinheit abhängig von spezifischen Parametern, insbesondere abhängig von der Temperatur der sich im Betrieb erwärmenden Komponente zum Abschaltzeitpunkt. Gegebenenfalls kann diese Temperatur auch für eine Zeitdauer vor dem Abschalten und für eine Zeitdauer nach dem Abschalten als Entscheidungskriterium für das Steuern des Peltier-Elements berücksichtigt werden. Ist die Komponente beispielsweise beim Abschalten innerhalb eines Temperaturintervalls, welches vorab festgelegt und abgespeichert ist, so kann abhängig von dieser tatsächlichen Temperatur der Betrieb des Peltier-Elements und/oder des Kühlluftgebläses in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit sehr effizient und situationsabhängig gesteuert werden. Ist die Temperatur relativ niedrig, so kann gegebenenfalls auf den Betrieb des Kühlluftgebläses in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit vollständig verzichtet werden. Auch dann, wenn mehrere Peltier-Elemente vorhanden sind und diese im Hinblick auf ihre leistungsmäßige Dimensionierung schnellere und effizientere Kühlung ermöglichen, kann auch davon abhängig von der jeweiligen Temperatur der Komponente die Zeitdauer und die Kühlung mit dem Peltier-Elementen sehr dosiert gesteuert werden, wobei auch in diesem Fall gegebenenfalls auf das Kühlluftgebläse als zusätzliche Kühleinheit verzichtet werden kann. Sind mehrere Peltier-Elemente vorhanden oder diese im Hinblick auf ihre Kühlmöglichkeiten sehr stark dimensioniert, so kann auch bei relativ hohen Temperaturen der sich im Betrieb erwärmenden Komponente die Kühlung dieser in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit gegebenenfalls ausschließlich durch die Peltier-Elemente erfolgen.
  • Darüber hinaus kann durch die Steuereinheit auch wiederum abhängig von spezifischen Parametern oder Vorgaben die Reihenfolge des Kühlens der Komponente in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit mit dem Peltier-Element und dem Kühlluftgebläse individuell eingestellt werden. So kann beispielsweise gegebenenfalls dann zunächst mit der Kühlung mit dem Kühlluftgebläse begonnen werden und nach einer relativ kurzen Zeit dieses abgeschaltet und erst dann mit dem zumindest einem Peltier-Element mit der weiteren Kühlung in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit fortgefahren werden. Ebenso kann vorgesehen werden, dass im alternierenden Kühlbetrieb das Peltier-Element und das Kühlluftgebläse in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit betrieben werden. Allein aus den hier nicht abschließenden Aufzählungen von gesteuerten Betriebsmöglichkeiten des Peltier-Elements und des Kühlluftgebläses in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit ist die hohe Flexibilität und bedarfsgerechte Kühlung mit diesen zumindest beiden Bauteilen ersichtlich. Eine besonders hohe Nutzerfreundlichkeit im Hinblick auf die Vermeidung der Geräuschbelästigung in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit als auch einem sehr energieeffizienten Betrieb kann dadurch Rechnung getragen werden.
  • Insbesondere ist die sich im Betrieb erwärmende Komponente des Gargeräts eine Hochspannungskomponente, insbesondere ein Inverter eines Mikrowellengeräts. Derartige spezifische Schaltnetzteile sind bei Mikrowellengeräten erforderlich. Gerade diese entwickeln im Betrieb sehr viel Wärme, so dass eine sehr spezifische Kühlung erforderlich ist. Gerade dann, wenn der Betrieb des Mikrowellengeräts und insbesondere des Schaltnetzteils nach einem aktiven Betrieb abgeschaltet wird, ist eine spezifische Kühlung erforderlich.
  • Gerade bei derartigen Ausgestaltungen ist es jedoch auch besonders vorteilhaft, dass das Peltier-Element elektrisch isoliert von der Komponente angeordnet ist. Sicherheitskritische Betriebe oder Beeinträchtigungen der Funktionsweise des Peltier-Elements können dadurch verhindert werden, insbesondere ist zwischen dem Peltier-Element und der Komponente, insbesondere einem Leistungshalbleiter-Bauelement des Schaltnetzteils des Mikrowellengeräts, ein Distanzelement angeordnet, welches aus einem elektrisch isolierendem und hoch wärmeleitfähigen Material ausgebildet ist. Durch eine derartige spezifische Anordnung und Bauteilverbindung kann zum einen die Funktionsbeeinträchtigung der Bauteile im Hinblick auf elektrische gegenseitige Beeinflussung vermieden werden und andererseits jedoch ein hoch wärmeleitfähiges Konzept bereitgestellt werden. Vorzugsweise ist das Distanzelement ein Keramikmaterial, welches beispielsweise Aluminiumoxid aufweist. Als Material ist beispielsweise auch Aluminiumnitrid möglich. Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Peltier-Element durch einen elektrisch isolierenden und wärmeleitfähigen Klebstoff auf dem Leistungshalbleiter-Bauelement aufgeklebt ist. Beispielsweise ist hier ein Epoxidklebstoff möglich. Darüber hinaus sind auch Pasten, wie beispielsweise Silikonpaste, möglich, welche ebenfalls elektrisch isolierende und hoch wärmeleitfähige Eigenschaften aufweisen.
  • Vorzugsweise ist das Peltier-Element durch eine externe Energiequelle, insbesondere ein externes Energieversorgungsnetz, mit Energie versorgt. Das Gargerät ist üblicherweise mit diesem externen Energieversorgungsnetz gekoppelt und erhält von diesem die Energie. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Peltier-Element durch eine geräteinterne Energiequelle, insbesondere eine Energierückgewinnungsvorrichtung mit Energie versorgt ist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann auch in den Fällen, in denen das Energieversorgungsnetz keine oder keine ausreichende Energieversorgung auch für das Peltier-Element, ermöglicht, dennoch das Kühlen und die uneingeschränkte Funktionsfähigkeit des Peltier-Elements gewährleistet werden. Darüber hinaus kann insbesondere bei dem Einsatz einer Energierückgewinnungsvorrichtung auch ein besonders energiesparender Betrieb ermöglicht werden. Beispielsweise kann diese Energierückgewinnungsvorrichtung dahingehend ausgebildet sein, dass sie Wärme in elektrische Energie umwandelt, so dass eine im Betrieb des Gargeräts entstehende Energieform, nämlich Wärme, sinnvoll genutzt werden kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass auch in Betriebsphasen, die nicht der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit entsprechen bereits eine derartige Energierückgewinnung erfolgt und diese erzeugte Energie dann beispielsweise in einem Energiespeicher des Gargeräts zwischengespeichert wird. In der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit kann dann durch die Steuereinheit gesteuert diese gespeicherte Energie bedarfsgerecht an das Peltier-Element und/oder das Kühlluftgebläse zumindest anteilig abgegeben werden. Es kann somit die Energieversorgung im externen Energieversorgungsnetz unterstützt oder sogar komplett ersetzt werden.
  • Vorzugsweise ist das Peltier-Element sowohl mit der zu kühlenden und sich im Betrieb erwärmenden Komponente als auch mit einer kühleren weiteren Komponente, beispielsweise einer expliziten Kühlfläche oder einem Gehäuseteil oder dergleichen kontaktiert, wodurch die Temperaturdifferenz bei angelegten Strom an das Peltier-Element generiert ist.
  • Das Peltier-Element ist somit betriebszustandsabhängig angesteuert und zur Kühlung der Komponente in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit ausgebildet.
  • Durch diese Ausgestaltung mit dem Peltier-Element als weitere separate Kühleinheit kann das Kühlluftgebläse auch mit kleinerer und geringerer Kühlluftleistung ausgebildet werden. Dadurch kann Platzbedarf und Kosten gespart werden. Ganz wesentlich ist jedoch, dass die Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit deutlich reduziert werden kann. Des Weiteren kann die Lebensdauer insbesondere des Kühlluftgebläses verlängert werden.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Kühlen einer sich im Betrieb erwärmenden Komponente eines Gargeräts, bei welchem die Komponente zumindest zeitweise in einem aktivierten Zustand der Komponente mit einem Kühlluftgebläses des Gargeräts gekühlt wird, wird die Komponente im abgeschalteten Betriebszustand zumindest zeitweise in einer Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit zumindest anteilig durch zumindest ein Peltier-Element gekühlt.
  • Vorzugsweise wird das Kühlen der Komponente mit dem Peltier-Element mit dem Abschalten der Komponente gestartet.
  • In vorzugsweiser Ausführung wird in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit zumindest zeitweise das Kühlen mit dem Peltier-Element und dem Kühlluftgebläse durchgeführt.
  • In besonders vorteilhafter Weise wird die Zeitdauer des Kühlens der Komponente mit dem Peltier-Element in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit und/oder die Zeitpunkte, zu denen das Kühlen der Komponente mit dem Peltier-Element in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit gestartet und beendet wird, durch eine Steuereinheit des Gargeräts gesteuert, insbesondere abhängig von der Temperatur der Komponente beim Abschalten und/oder in einem Zeitintervall kurz vor dem Abschalten und/oder in einem Zeitintervall kurz nach dem Abschalten gesteuert. Es können auch zusätzlich und anstatt dazu weitere Parameter berücksichtigt werden, um das Steuern der Zeitdauer und/oder der Zeitpunkte durchzuführen. Beispielsweise kann hier auch die bereitstellbare elektrische Energie zum Betrieb des Peltier-Elements berücksichtigt werden. So kann beispielsweise bei der Unterversorgung mittels eines externen Energieversorgungsnetzes bei einem Ausfall dieses Energienetzes eine entsprechende Steuerung des Peltier-Elements erfolgen.
  • Vorzugsweise wird mit dem Peltier-Element ein Leistungshalbleiter-Bauelement eines Hochspannungs-Schaltnetzteils eines Mikrowellengeräts zum Zubereiten von Lebensmitteln gekühlt, wobei das Peltier-Element von dem Leistungshalbleiter-Bauelement elektrisch isoliert wird, insbesondere zwischen dem Peltier-Element und dem Leistungshalbleiter-Bauelement wird ein Distanzelement aus einem elektrisch isolierenden und hoch wärmeleitenden Material ausgebildet.
  • Vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Gargeräts sind als vorteilhafte Aufführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, als auch in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt in vereinfachter Weise eine seitliche Schnittdarstellung durch ein Hausgerät, welches als Mikrowellengerät 1 zum Zubereiten von Lebensmitteln, ausgebildet ist.
  • Das Mikrowellengerät 1 umfasst einen Zubereitungsraum bzw. Garraum 2, in den Lebensmittel zur Zubereitung eingebracht werden können. Der Garraum 2 ist durch eine Muffel 3 begrenzt, welche eine Decke 4, eine Rückwand 5 und einen Boden 6 sowie nicht näher gekennzeichnete Seitenwände aufweist. Frontseitig ist die Muffel 3 mit einer Beschickungsöffnung 7 ausgebildet, welche durch eine Tür 8 verschließbar ist.
  • Darüber hinaus umfasst das Mikrowellengerät 1 ein Bedienmodul 9, welches zumindest ein Bedienelement 10 aufweist, welches von einem Nutzer betätigt werden kann und frontseitig zugänglich ist. Das Bedienelement 10 ist mit einem Schaltungsträger 11 verbunden, der in dem Mikrowellengerät 1 angeordnet ist. Der Schaltungsträger 11 umfasst mehrere Leistungshalbleiter-Bauelemente, von denen einer mit dem Bezugszeichen 12 versehen ist. Die Leistungshalbleiter-Bauelemente 12 sind einem Schaltnetzteil des Mikrowellengeräts 1 funktionell zugeordnet, wobei mit dem Schaltnetzteil, welches auch als Inverter bezeichnet wird, ein Magnetron, welches nicht dargestellt ist, betreibbar ist.
  • Darüber hinaus umfasst das Mikrowellengerät 1 ein Kühlluftgebläse 13, welches zur Erzeugung eines Kühlluftstroms für den Schaltungsträger 1 und somit auch für die Leistungshalbleiter-Bauelemente 12 angeordnet ist. Des Weiteren umfasst das Mikrowellengerät 1 zumindest ein Peltier-Element 14. Das Peltier-Element 14 ist mit einer Steuereinheit 15 elektrisch verbunden und wird durch diese Steuereinheit 15 mit elektrischer Energie versorgt. Das Peltier-Element 14 ist mit dem im Betrieb sich erwärmenden Leistungshalbleiter-Bauelement 12 thermisch gekoppelt und darüber hinaus mit einem kühleren Temperaturmedium, beispielsweise einer Gehäusewand, des Mikrowellengeräts thermisch gekoppelt. Durch diese thermische Kopplung mit zwei auf unterschiedlichem Temperaturniveau sich befindlichen Bauteilen wird durch die Betriebsweise des Peltier-Elements 14 ein Kühlen des Leistungshalbleiter-Bauelements 12 erreicht. Das Kühlluftgebläse 13 ist ebenfalls mit der Steuereinheit 15 verbunden und wird über diese gesteuert.
  • Das Mikrowellengerät 1 ist darüber hinaus mit einem externen Energieversorgungsnetz N elektrisch verbunden.
  • In Betrieb des Mikrowellengeräts 1 wird das Leistungshalbleiter-Bauelement 12 im aktiven Zustand betrieben und erwärmt sich dadurch. In dieser aktiven Betriebsphase wird eine Kühlung über das Kühlluftgebläse 13 erzeugt. Ist beispielsweise der Zubereitungsvorgang der im Garraum 2 zuzubereitenden Lebensmitteln beendet, wird auch das Leistungshalbleiter-Bauelement 12 nicht mehr im aktiven Betrieb betrieben und somit quasi abgeschaltet. Da es sich im Betrieb erwärmt hat, muss auch nach dem Abschalten dieses Leistungshalbleiter-Bauelements 12 eine aktive Kühlung durchgeführt werden. In dieser unmittelbaren nach dem Abschalten des Leistungshalbleiter-Bauelements 12 beginnenden Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit erfolgt eine Kühlung des Leistungshalbleiter-Bauelements 12 zumindest zeitweise und zumindest anteilig mittels dem zumindest einen Peltier-Element 14. Es wird also in ganz spezifischen Betriebsphasen, nämlich der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit, welche sich definitionsgemäß nach dem Abschalten des Leistungshalbleiter-Bauelements 12 erstreckt und mit diesem Abschalten dieses Bauelements 12 beginnt, durchgeführt. In dieser Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit wird bei herkömmlichen Mikrowellengeräten das Kühlluftgebläse 13 noch für eine bestimmte Zeitdauer weiter betrieben, so dass das Leistungshalbleiter-Bauelement 12 den Kühlluftstrom auch nach dem Abschalten nach einem aktiven Betrieb gekühlt wird.
  • Um die störende Geräuschbildung in dieser Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit durch das aktive Betreiben des Kühlgebläses 13 zumindest zu reduzieren, wird zumindest anteilig das Kühlen mit dem Peltier-Element 14 durchgeführt.
  • Abhängig von der Anzahl der Peltier-Elemente 14 und/oder der Leitungsdimensionierung der Peltier-Elemente 14 kann situationsspezifisch die gesamte Kühlung des oder der Leistungshalbleiter-Bauelemente 12 in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit ausschließlich durch die Peltier-Elemente 14 oder das eine Peltier-Element 14 ohne einen weiteren aktiven Kühlbeitrag durch das Kühlluftgebläse 13 durchgeführt werden. Insbesondere kann eine derartige Steuerung über die Steuereinheit 15 erfolgen, wobei diese Steuerung abhängig von spezifischen Parametern, insbesondere der Temperatur des Leistungshalbleiter-Bauelements 12 kurz vor und/oder beim und/oder kurz nach dem Abschalten des Leistungshalbleiter-Bauelements 12 erfolgt.
  • Da gerade in Mikrowellengeräten diese Inverter und somit auch die Leistungshalbleiter-Bauelemente 12 Hochspannungsbauelemente sind, ist es besonders vorteilhaft, dass das Peltier-Element 14 elektrisch isoliert zu diesen zu kühlenden Leistungshalbleiter-Bauelementen 12 angeordnet ist. Im Ausführungsbeispiel ist dazu vorgesehen, dass das Peltier-Element 14 nicht im direkten Kontakt mit dem Leistungshalbleiter-Bauelement 12 ist und zwischen dem Leistungshalbleiter-Bauelement 12 und dem Peltier-Element 14 ein Distanzelement 16 ausgebildet ist. Dieses Distanzelement 16 ist aus einem elektrisch isolierenden und hoch wärmeleitfähigen Material ausgebildet. Vorzugsweise ist das Distanzelement 16 ein Klebstoff.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Peltier-Element 14 über das externe Energieversorgungsnetz N über die Steuereinheit 15 mit Energie versorgt ist.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass das Peltier-Element 14 zumindest anteilig über eine geräteinterne Energierückgewinnungsvorrichtung 17 mit Energie versorgt ist. Vorzugsweise ist diese Energierückgewinnungsvorrichtung 17 dazu ausgebildet, Wärme in elektrische Energie umzuwandeln. Dazu ist insbesondere vorgesehen, das die Energierückgewinnungsvorrichtung 17 mit einer sich im Betrieb erwärmenden Komponente bzw. einem Bauteil des Mikrowellengeräts 1 thermisch gekoppelt ist. Beispielsweise kann eine Kopplung mit der Muffel 3 vorgesehen sein. Insbesondere umfasst die Energierückgewinnungsvorrichtung 17 zumindest ein weiteres Peltier-Element (nicht gezeigt), welches neben der thermischen Kopplung mit der Muffel 3 darüber hinaus mit einem weiteren Temperaturmedium thermisch gekoppelt ist. In dieser Betriebsweise wird auf Grund der sich einstellenden Temperaturdifferenz ein elektrischer Strom erzeugt, so dass die Energierückgewinnungsvorrichtung 17 ein thermoelektrischer Generator ist. Diese erzeugte elektrische Energie kann dann dem Peltier-Element 14, welches zum Kühlen vorgesehen ist, bereitgestellt werden. Durch eine derartige Ausgestaltung kann auch ein sehr energiesparender Betrieb ermöglicht werden, da die erforderliche elektrische Energie quasi im Hausgerät und somit im Mikrowellengerät 1 selbst erzeugt werden kann.
  • Gerade in einem sehr spezifischen Betrieb, in dem eine effektive Kühlung von sich im Betrieb erwärmenden Komponenten erforderlich ist, kann mit der Erfindung neben einer effektiven Kühlung mit einem kompakt ausgebildeten zusätzlichen Bauteil, dem Peltier-Element 14, in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit die Geräuschbildung des Kühlluftgebläses 13 zumindest reduziert, gegebenenfalls vollständig verhindert werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Mikrowellengerät
    2
    Bauraum
    3
    Muffe
    4
    Decke
    5
    Rückwand
    6
    Boden
    7
    Beschickungsöffnung
    8
    Tür
    9
    Bedienmodul
    10
    Bedienelement
    11
    Schaltungsträger
    12
    Leistungshalbleiter-Bauelement
    13
    Kühlluftgebläse
    14
    Peltier-Element
    15
    Steuereinheit
    16
    Distanzelement
    17
    Energierückgewinnungsvorrichtung

Claims (15)

  1. Gargerät mit einer sich im Betrieb erwärmenden Komponente (11, 12), und einem Kühlluftgebläse (13), mit welchem die Komponente (11, 12) kühlbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (11, 12) im abgeschalteten Betriebszustand zumindest zeitweise in einer Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit zumindest anteilig durch zumindest ein Peltier-Element (14) gekühlt ist.
  2. Gargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlen mit dem Peltier-Element (14) mit dem Abschalten der Komponente (11, 12) beginnt.
  3. Gargerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit die Komponente (11, 12) zumindest zeitweise durch das zumindest eine Peltier-Element (14) und das Kühlluftgebläse (13) gekühlt ist.
  4. Gargerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit das Kühlluftgebläse (13) abgeschaltet ist.
  5. Gargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Peltier-Element (14) mit einer Steuereinheit (15) verbunden ist und durch diese gesteuert ist, insbesondere die Zeitdauer des Kühlens der Komponente (11, 12) mit dem Peltier-Element (14) in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit und/oder die Zeitpunkte, zu denen das Kühlen der Komponente (11, 12) mit dem Peltier-Element (14) in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit gestartet und beendet wird durch die Steuereinheit gesteuert ist.
  6. Gargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (11, 12) eine Hochspannungskomponente ist, insbesondere eines Schaltnetzteils eines Mikrowellengeräts (1).
  7. Gargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Peltier-Element (14) elektrisch isoliert von der Komponente (11, 12) angeordnet ist.
  8. Gargerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Peltier-Element (14) und der Komponente (11, 12), insbesondere einem Leistungshalbleiter-Bauelement (12) eines Schaltnetzteils, ein Distanzelement (16) angeordnet ist, welches aus einem elektrisch isolierendem und wärmeleitfähigem Material ausgebildet ist.
  9. Gargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Peltier-Element (14) durch eine externe Energiequelle, insbesondere ein externes Energieversorgungsnetz (N), mit Energie versorgt ist.
  10. Gargerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Peltier-Element (14) durch eine geräteinterne Energiequelle, insbesondere eine Energierückgewinnungsvorrichtung (17), mit Energie versorgt ist.
  11. Verfahren zum Kühlen einer sich im Betrieb erwärmenden Komponente (11, 12) eines Gargeräts (1), bei welchem die Komponente (11, 12) zumindest zeitweise in einem aktivierten Zustand der Komponente (11, 12) mit einem Kühlluftgebläse (13) des Gargeräts (1) gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (11, 12) im nach einer aktiven Betriebsphase erzeugten abgeschalteten Betriebszustand zumindest zeitweise in einer Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit zumindest anteilig durch zumindest ein Peltier-Element (14) gekühlt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlen der Komponente (11, 12) mit dem Peltier-Element (14) mit dem Abschalten der Komponente (11, 12) gestartet wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit zumindest zeitweise das Kühlen mit dem Peltier-Element (14) und dem Kühlluftgebläse (13) durchgeführt wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer des Kühlens der Komponente (11, 12) mit dem Peltier-Element (14) in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit und/oder die Zeitpunkte, zu denen das Kühlen der Komponente (11, 12) mit dem Peltier-Element (14) in der Kühlluftgebläse-Nachlaufzeit gestartet und beendet wird, durch eine Steuereinheit (15) gesteuert wird, insbesondere abhängig von der Temperatur der Komponente beim Abschalten gesteuert wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Peltier-Element (14) ein Leistungshalbleiter-Bauelement (12) eines Hochspannungs-Schaltnetzteils eines Mikrowellengeräts (1) gekühlt wird, wobei das Peltier-Element (14) von dem Leistungshalbleiter-Bauelement (12) elektrisch isoliert wird, insbesondere zwischen dem Peltier-Element (14) und dem Leistungshalbleiter-Bauelement (14) ein Distanzelement (16) aus einem elektrisch isolierenden und wärmeleitenden Material ausgebildet wird.
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