EP2438796A1 - Kochfeld mit einem temperatursensor - Google Patents

Kochfeld mit einem temperatursensor

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EP2438796A1
EP2438796A1 EP10721505A EP10721505A EP2438796A1 EP 2438796 A1 EP2438796 A1 EP 2438796A1 EP 10721505 A EP10721505 A EP 10721505A EP 10721505 A EP10721505 A EP 10721505A EP 2438796 A1 EP2438796 A1 EP 2438796A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
temperature
control unit
boiling
heating
hob
Prior art date
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Granted
Application number
EP10721505A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2438796B1 (de
Inventor
Oscar Luis Aldana Arjol
Sergio Llorente Gil
David Paesa García
Carlos Sagües Blázquiz
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 EP2438796A1 publication Critical patent/EP2438796A1/de
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Publication of EP2438796B1 publication Critical patent/EP2438796B1/de
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    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • 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
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    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/0252—Domestic applications
    • H05B1/0258—For cooking
    • H05B1/0269—For heating of fluids
    • 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
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like
    • 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
    • H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/07—Heating plates with temperature control means

Definitions

  • the invention relates to a hob with at least one heating zone and a temperature sensor according to the preamble of claim 1 and a method for operating a hob according to the preamble of claim 8.
  • DE 10 2006 057 885 A1 discloses a hob with a heating zone and a temperature sensor arranged in the center of the heating zone.
  • a method is described in which a point in time at which the liquid arranged in the cookware element reaches a boiling point is predicted with the highest possible accuracy.
  • the cooking content of the cookware is avoided by reducing the heating energy supply before reaching the boiling point or boiling point.
  • the prediction is based on the evaluation of characteristic temperature curves recorded in the past.
  • the boiling points of different liquids can vary greatly.
  • precise prediction of the boiling point is important. Simmering can save a lot of energy compared to bubbly cooking because the evaporation energy released by cooking can be very high.
  • the temperature of the food is too low and the difference in temperature of the food to the boiling point is too large, the cooking process is prolonged and / or leads to undesirable results.
  • the invention is therefore in particular the object of enabling an energy-saving Simmer compassion with a precisely matched to the boiling temperature of the cookware contents target temperature.
  • the object is achieved in particular by the features of the independent claims.
  • Advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the dependent claims.
  • the invention is based on a hob with at least one heating zone, a temperature sensor for detecting the temperature of a cooking utensil element placed on the heating zone and a control unit for operating the heating zone.
  • the control unit is designed to heat the cookware element in a heating phase in at least one operating mode and to regulate the temperature of the cooking utensil element in a holding phase to a desired temperature.
  • control unit is designed to detect a boiling temperature of the liquid contained in the cookware element during the heating phase and to determine the setpoint temperature as a function of the boiling temperature.
  • the boiling temperature should therefore be measured in the heating phase itself and not in complex experimental runs with other cookware contents.
  • error-prone predictions and estimates of the boiling temperature can be dispensed with.
  • the heating phase therefore lasts at least until the boiling temperature is reached. Since the direct measurement of the boiling temperature error in the prediction and estimation of the boiling temperature can be avoided, the boiling temperature is determined with high precision.
  • the setpoint temperature of the heating phase which may in particular be a simmering temperature, can thus be precisely determined depending on the boiling temperature.
  • the setpoint temperature can be selected smaller by a predetermined temperature difference than the boiling temperature.
  • the temperature difference may in particular be between 2 ° and 7 ° C.
  • the control unit can record a temperature profile of the cookware element in particular during the heating phase and detect a substantially constant portion in the temperature profile.
  • the measured value for the boiling temperature can be a temperature averaged in the constant section.
  • the signal of the temperature sensor can generally in a the Those skilled in the art appear to be filtered and / or averaged or subjected to appropriate scale transformation.
  • control unit For detecting the constant portion of the temperature profile, the control unit can in particular form a gradient of the temperature profile.
  • the temperature profile can be classified as "substantially constant” if the gradient is below a certain threshold.
  • a safety shutdown can be ensured if the control unit is designed to switch off the operating mode and to generate a warning signal if the temperature detected by the temperature sensor exceeds a maximum value.
  • this maximum value may be around 150 ° C. Exceeding the maximum value indicates that the cookware element is empty so that boiling can not occur.
  • a further aspect of the invention relates to a method for operating a hob with at least one heating zone, a temperature sensor for detecting the temperature of a cookware element placed on the heating zone and a control unit. It is heated in at least one operating mode, the cookware element in a heating phase and the temperature of the cooking utensil element is controlled in a holding phase to a desired temperature.
  • a boiling temperature of the liquid contained in the cookware element is detected during the heating phase and the SoII- temperature is determined depending on the boiling temperature.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an induction hob with a temperature sensor and a cookware element mounted on a heating zone
  • Fig. 2 shows the time courses of a heating power, a wall temperature of the cooking utensil element and a cooking temperature according to an embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a flow chart of a method for operating a hob according to the invention.
  • FIG. 1 shows a hob with a heating zone 10, a temperature sensor 12 for detecting the wall temperature of a cookware element 14 placed on the heating zone and a control unit 16.
  • the heating zone 10 is an area marked on a cover plate 18 of the hob, its position and Size of the position and size of an arranged below the cover plate 18 inductor 20 corresponds.
  • the cooktop is an induction cooktop and the inductor 20 receives a high-frequency heating current from an inverter 22. Between a domestic power grid connection 34 and the inverter 22, a rectifier, not shown here, is arranged.
  • the control unit 16 determines the frequency and / or the amplitude of the heating current generated by the inverter 22 so that a certain heating power is generated in the time average.
  • the heating current generated via the inductor 20, a high frequency alternating magnetic field, which in turn generates high-frequency eddy currents in the bottom of the cooking utensil element 14.
  • the cookware element 14 is heated by the dissipation of these eddy currents.
  • the temperature sensor 12 is a tower-like above the top of the cover 18 also protruding infrared temperature sensor which detects infrared radiation emitted from a side wall of the cooking utensil element 14.
  • the signal detected by the sensor 12 is processed by a sensor readout unit 24 and forwarded to the control unit 16.
  • the sensor readout unit 24 may, for example, perform a low-pass filtering and / or a scale transformation.
  • the cover plate 18 in a tower-type temperature sensor further embodiments of the invention are conceivable in which the temperature sensor is designed as an NTC element arranged below the cover plate 18 or as an infrared sensor arranged below the cover plate.
  • the control unit 16 is a universally programmable arithmetic unit that executes a software implemented method for operating the cooktop. There are different modes of operation in the method. In a particular operating mode, which could also be referred to as a simmer mode, the cookware element 14 is heated in a heating phase 26 until a liquid 28 in the cookware element 14 reaches its boiling temperature TB.
  • the control unit 16 holds the cookware element 14 only at the boiling temperature TB until it has been determined with sufficient accuracy. Subsequently, the control unit 16 switches from the heating phase 26 into a holding phase 32 in which the temperature of the cookware element 14 or of the liquid 28 is regulated to a desired temperature TS. To form a closed loop feedback from the temperature sensor 12 is used.
  • the relationship between the temperature of the liquid 28 and the temperature of the cooking utensil element 14 and the temperature of the radial outer wall of the cooking utensil element 14 can be determined via an empirically determined function.
  • the radiation losses of the outer wall cause a proportionality between see the wall temperature of the cookware element 14 and the temperature of the liquid 28, which can be expressed by a constant factor.
  • it is of secondary importance which value the boiling temperature TB of the liquid 28 itself has. What is essential is the precise determination of the outside temperature of the cooking utensil element 14, which occurs when the boiling temperature TB is reached. Because of the proportionality of the two temperatures TB, TS both can be used equivalently.
  • Fig. 2 shows the time course of a heating power (solid line), the temperature of the liquid 28 (dashed line) and the temperature of the wall of the cookware element 14 (dotted line).
  • the liquid 28 reaches at a time t1, the boiling temperature TB and the temperature of the liquid 28 of the cooking utensil element 14 is substantially constant in a portion 30 of the temperature profile.
  • the control unit 16 averages the temperature measured in this section 30 by the temperature sensor 12 and stores this temperature as the boiling temperature TB or the wall temperature of the cookware element 14 associated with the boiling temperature.
  • the control unit 16 switches to the holding phase 32. in which the liquid 28 is kept as constant as possible at a desired temperature TS. This is done in a closed loop.
  • the temperature of the liquid drops briefly, but is increased again to the setpoint temperature TS. If the drop in temperature is too great, in one embodiment of the invention a re-detection of the boiling temperature may be carried out to possibly accommodate a changed composition of the liquid.
  • the control unit 16 determines the target temperature by subtracting a predetermined stored value from the previously detected boiling temperature TB. This subtracted temperature difference can be, for example, 5 ° C., so that a target temperature of 95 ° C. results for pure water under standard atmospheric pressure. At 95 ° C, food is cooked in much the same way as bubbling boiling water at 100 ° C, so that evaporation energy can be saved without significantly affecting the cooking process.
  • step S1 the retractable in the cover plate temperature sensor 12 is activated and moved from its retracted position upwards into an activation position.
  • step S2 the heating phase 26 is started.
  • step S3 the temperature of the outer wall of the cooking utensil element 14 is measured and, in a step S4, an estimated value for the temperature of the liquid 28 is determined from this temperature by multiplying it by a constant.
  • step S5 the control unit 16 judges whether the liquid 28 is boiling or not. For this purpose, the control unit 16 evaluates the temperature recorded after the last measurements and checks whether this is constant except for unavoidable fluctuations. If this is the case, the boiling temperature TB is reached. If not, the process jumps to step S3 and re-measures. If a temperature is detected in step S5 which is above a maximum temperature, an emergency shutdown occurs (not shown).
  • step S5 the control unit 16 calculates the setpoint temperature TS for the liquid 28 in a step S6 and moves to the holding phase 32 in a step S7.
  • step S8 the temperature of the cooking utensil element 14, the temperature of the liquid 28 is calculated from the temperature of the cooking utensil element 14 in a step S9, and the heating power is regulated in a step S10 depending on the result. If the temperature of the liquid 28 is above the target temperature, the heating power of the inductor 20 is reduced by a variation of the frequency of the inverter 22. If the temperature is below the target temperature TS, the heating energy of the inductor 20 is increased. After adjusting the heating energy, the process returns to step S8.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Kochfeld mit wenigstens einer Heizzone (10), einem Temperatursensor (12) zum Detektieren der Temperatur eines auf die Heizzone (10) aufgestellten Kochgeschirrelements (14) und einer Steuereinheit (16) zum Betreiben der Heizzone, wobei die Steuereinheit (16) dazu ausgelegt ist, in zumindest einem Betriebsmodus das Kochgeschirrelement (14) in einer Aufheizphase (26) aufzuheizen und die Temperatur des Kochgeschirrelements (14) in einer Haltephase (32) auf eine Solltemperatur (TS) zu regeln. Um einen energiesparenden Simmerbetrieb zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit (16) dazu ausgelegt ist, während der Aufheizphase (26) eine Siedetemperatur (TB) der in dem Kochgeschirrelement (14) enthaltenen Flüssigkeit (28) zu detektieren und die Solltemperatur (TS) abhängig von der Siedetemperatur (TB) zu bestimmen.

Description

Kochfeld mit einem Temperatursensor
Die Erfindung betrifft ein Kochfeld mit wenigstens einer Heizzone und einem Temperatursensor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betreiben eines Kochfelds nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
Aus der DE 10 2006 057 885 A1 ist ein Kochfeld mit einer Heizzone und einem im Zentrum der Heizzone angeordneten Temperatursensor bekannt. Es wird ein Verfahren beschrieben, in dem ein Zeitpunkt, in welchem die in dem Kochgeschirrelement angeordnete Flüssigkeit einen Siedepunkt erreicht, mit möglichst hoher Genauigkeit vorhergesagt wird. Das Kochen des Kochgeschirrinhalts wird dadurch vermieden, dass vor dem Erreichen des Kochpunkts bzw. Siedepunkts die Heizenergiezufuhr verringert wird. Die Vorhersage basiert auf der Auswertung von in der Vergangenheit aufgezeichneten charakteristischen Temperaturkurven.
In der Praxis können sich aber die Siedepunkte verschiedener Flüssigkeiten beispielsweise abhängig von deren Zusammensetzung und/oder abhängig vom aktuellen Atmosphärendruck stark unterscheiden. Gleiches gilt für den Verlauf von Temperaturkurven, der auch durch das Hinzufügen von Zutaten während des Aufheizens für die Steuereinheiten des Kochfelds unvorhersagbar ist. Zum Realisieren eines effektiven Simmerbetriebs des Kochfelds, in dem der Inhalt des Kochgeschirrelements auf einer Temperatur knapp unterhalb des Siedepunkts gehalten wird, ist aber eine präzise Vorhersage des Siedepunkts wichtig. Durch den Simmerbetrieb kann im Vergleich zu sprudelndem Kochen sehr viel Energie eingespart werden, da die durch das Kochen abgegebene Verdampfungsenergie sehr hoch sein kann. Wenn allerdings die Temperatur des Garguts zu niedrig ist und die Differenz der Temperatur des Garguts zum Siedepunkt zu groß ist, wird der Garvorgang in die Länge gezogen und/oder führt zu unerwünschten Ergebnissen.
Der Erfindung liegt daher insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen energiesparenden Simmerbetrieb mit einer präzise auf die Siedetemperatur des Kochgeschirrinhalts abgestimmten Solltemperatur zu ermöglichen. Die Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung geht insbesondere aus von einem Kochfeld mit wenigstens einer Heizzone, einem Temperatursensor zum Detektieren der Temperatur eines auf die Heizzone aufgestellten Kochgeschirrelements und einer Steuereinheit zum Betreiben der Heizzone. Die Steuereinheit ist dazu ausgelegt, in zumindest einem Betriebsmodus das Kochgeschirrelement in einer Aufheizphase aufzuheizen und die Temperatur des Kochgeschirrelements in einer Haltephase auf eine Solltemperatur zu regeln.
Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, während der Aufheiz- phase eine Siedetemperatur der in dem Kochgeschirrelement enthaltenen Flüssigkeit zu detektieren und die Solltemperatur abhängig von der Siedetemperatur zu bestimmen. Die Siedetemperatur soll demnach in der Aufheizphase selbst und nicht etwa in aufwändigen Versuchsdurchgängen mit anderem Kochgeschirrinhalt gemessen werden. Durch das direkte Detektieren der Siedetemperatur kann auf fehleranfällige Vorhersagen und Ab- Schätzungen der Siedetemperatur verzichtet werden. Die Aufheizphase dauert demnach zumindest so lange an, bis die Siedetemperatur erreicht ist. Da durch die direkte Messung der Siedetemperatur Fehler in der Vorhersage bzw. Abschätzung der Siedetemperatur vermieden werden können, wird die Siedetemperatur mit einer hohen Präzision bestimmt. Die Solltemperatur der Heizphase, die insbesondere eine Simmertemperatur sein kann, kann so abhängig von der Siedetemperatur präzise bestimmt werden.
Insbesondere kann die Solltemperatur um eine vorgegebene Temperaturdifferenz kleiner gewählt werden als die Siedetemperatur. Dadurch kann der mit dem sprudelnden Kochen einhergehende Energieverbrauch vermieden und ein schneller Garvorgang gewährleistet werden. Die Temperaturdifferenz kann insbesondere zwischen 2° und 7° C liegen.
Zum Detektieren der Siedetemperatur kann die Steuereinheit insbesondere während der Aufheizphase einen Temperaturverlauf des Kochgeschirrelements aufzeichnen und einen im Wesentlichen konstanten Abschnitt in dem Temperaturverlauf detektieren. Beim Errei- chen der Siedetemperatur erhöht sich die Temperatur des Kochgeschirrinhalts nicht weiter, was zu einer konstanten Temperatur der Kochgeschirr-Außenseite führt. Als Messwert für die Siedetemperatur kann eine in dem konstanten Abschnitt gemittelte Temperatur verwendet werden. Das Signal des Temperatursensors kann generell in einer dem Fachmann als geeignet erscheinenden Weise gefiltert und/oder gemittelt werden bzw. geeigneten Skalentransformation unterworfen werden.
Zum Detektieren des konstanten Abschnitts des Temperaturverlaufs kann die Steuerein- heit insbesondere einen Gradienten des Temperaturverlaufs bilden. Der Temperaturverlauf kann als „im Wesentlichen konstant" klassifiziert werden, wenn der Gradient unterhalb eines bestimmten Schwellenwerts liegt.
Eine Sicherheitsabschaltung kann gewährleistet werden, wenn die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, den Betriebsmodus abzuschalten und ein Warnsignal zu erzeugen, wenn die von dem Temperatursensor erfasste Temperatur einen Maximalwert überschreitet. Dieser Maximalwert kann beispielsweise bei ca. 150° C liegen. Das Überschreiten des Maximalwerts deutet darauf hin, dass das Kochgeschirrelement leer ist, so dass ein Sieden nicht erfolgen kann.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kochfelds mit wenigstens einer Heizzone, einem Temperatursensor zum Detektieren der Temperatur eines auf die Heizzone aufgestellten Kochgeschirrelements und einer Steuereinheit. Es wird in zumindest einem Betriebsmodus das Kochgeschirrelement in einer Aufheizphase aufgeheizt und die Temperatur des Kochgeschirrelements wird in einer Haltephase auf eine Solltemperatur geregelt.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass während der Aufheizphase eine Siedetemperatur der in dem Kochgeschirrelement enthaltenen Flüssigkeit detektiert wird und die SoII- temperatur abhängig von der Siedetemperatur bestimmt wird.
Weitere Vorteile und charakteristische Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird diese Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zur sinnvollen weiteren Kombination zusammenfassen. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Induktionskochfelds mit einem Temperatursensor und einem auf einer Heizzone aufgestell- ten Kochgeschirrelement,
Fig. 2 die zeitlichen Verläufe einer Heizleistung, einer Wandtemperatur des Kochgeschirrelements und einer Garguttemperatur nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Kochfelds.
Fig. 1 zeigt ein Kochfeld mit einer Heizzone 10, einem Temperatursensor 12 zum Detek- tieren der Wandtemperatur eines auf die Heizzone aufgestellten Kochgeschirrelements 14 und mit einer Steuereinheit 16. Die Heizzone 10 ist ein auf einer Abdeckplatte 18 des Kochfelds markierter Bereich, dessen Position und Größe der Position und Größe eines unterhalb der Abdeckplatte 18 angeordneten Induktors 20 entspricht. Das Kochfeld ist ein Induktionskochfeld und der Induktor 20 empfängt einen hochfrequenten Heizstrom von einem Wechselrichter 22. Zwischen einem Haushaltsstromnetz-Anschluss 34 und dem Wechselrichter 22 ist ein hier nicht dargestellter Gleichrichter angeordnet. Die Steuereinheit 16 bestimmt die Frequenz und/oder die Amplitude des von dem Wechselrichter 22 erzeugten Heizstroms so, dass im zeitlichen Mittel eine bestimmte Heizleistung erzeugt wird. Der Heizstrom erzeugt über den Induktor 20 ein hochfrequentes Wechselmagnet- feld, das seinerseits hochfrequente Wirbelströme im Boden des Kochgeschirrelements 14 erzeugt. Das Kochgeschirrelement 14 wird durch die Dissipation dieser Wirbelströme erhitzt.
Der Temperatursensor 12 ist ein turmartig über die Oberseite der Abdeckplatte 18 hinaus ragender Infrarot-Temperatursensor, welcher von einer Seitenwand des Kochgeschirrelements 14 emittierte Infrarotstrahlung detektiert. Das von dem Sensor 12 detektierte Signal wird von einer Sensor-Ausleseeinheit 24 verarbeitet und an die Steuereinheit 16 weitergeleitet. Die Sensor-Ausleseeinheit 24 kann beispielsweise eine Tiefpassfilterung und/oder eine Skalentransformation durchführen. Gegenüber der Abdeckplatte 18 in einem turmartigen Temperatursensor sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung denkbar, in denen der Temperatursensor als unter der Abdeckplatte 18 angeordnetes NTC-Element oder als unter der Abdeckplatte angeordneter Infrarotsensor ausgebildet ist. Ferner ist es denkbar, den Temperatursensor 12 direkt an der Wand des Kochgeschirrelements 14 zu befestigen.
Die Steuereinheit 16 ist eine universell programmierbare Recheneinheit, die ein als Software implementiertes Verfahren zum Betreiben des Kochfelds ausführt. In dem Verfahren gibt es unterschiedliche Betriebsmodi. In einem speziellen Betriebsmodus, der auch als Simmermodus bezeichnet werden könnte, wird das Kochgeschirrelement 14 in einer Aufheizphase 26 aufgeheizt, bis eine Flüssigkeit 28 in dem Kochgeschirrelement 14 ihre Siedetemperatur TB erreicht.
Die Steuereinheit 16 hält das Kochgeschirrelement 14 nur so lange auf der Siedetempera- tur TB, bis diese mit einer hinreichenden Genauigkeit bestimmt worden ist. Anschließend schaltet die Steuereinheit 16 von der Aufheizphase 26 in eine Haltephase 32, in welcher die Temperatur des Kochgeschirrelements 14 bzw. der Flüssigkeit 28 auf eine Solltemperatur TS geregelt wird. Zum Bilden eines geschlossenen Regelkreises wird die Rückmeldung des Temperatursensors 12 verwendet.
Der Zusammenhang zwischen der Temperatur der Flüssigkeit 28 und der Temperatur des Kochgeschirrelements 14 bzw. der Temperatur der radialen Außenwand des Kochgeschirrelements 14 kann über eine empirisch bestimmte Funktion ermittelt werden. In der Regel führen die Strahlungsverluste der Außenwand dazu, dass eine Proportionalität zwi- sehen der Wandtemperatur des Kochgeschirrelements 14 und der Temperatur der Flüssigkeit 28 besteht, die durch einen konstanten Faktor ausgedrückt werden kann. Für die Erfindung ist es von nachrangiger Bedeutung, welchen Wert die Siedetemperatur TB der Flüssigkeit 28 selbst hat. Wesentlich ist die präzise Bestimmung der Außentemperatur des Kochgeschirrelements 14, die sich beim Erreichen der Siedetemperatur TB einstellt. Wegen der Proportionalität der beiden Temperaturen TB, TS können beide äquivalent verwendet werden.
Fig. 2 zeigt den zeitlichen Verlauf einer Heizleistung (durchgezogene Linie), die Temperatur der Flüssigkeit 28 (gestrichelte Linie) und die Temperatur der Wand des Kochgeschirr- elements 14 (gepunktete Linie). Während der Aufheizphase 26 erreicht die Flüssigkeit 28 in einem Zeitpunkt t1 die Siedetemperatur TB und die Temperatur der Flüssigkeit 28 des Kochgeschirrelements 14 verläuft in einem Abschnitt 30 des Temperaturverlaufs im Wesentlichen konstant. Die Steuereinheit 16 mittelt die in diesem Abschnitt 30 von dem Temperatursensor 12 gemessene Temperatur und speichert diese Temperatur als die Siede- temperatur TB bzw. als die der Siedetemperatur zugeordnete Wandtemperatur des Kochgeschirrelements 14. In einem Zeitpunkt t2 schaltet die Steuereinheit 16 in die Haltephase 32, in welcher die Flüssigkeit 28 möglichst konstant auf einer Solltemperatur TS gehalten wird. Dies erfolgt in einem geschlossenen Regelkreis. Wenn beispielsweise in einem Zeitpunkt t3 zusätzliches Gargut oder zusätzliche Flüssigkeit 28 in das Kochgeschirrelement 14 gegeben wird, sinkt die Temperatur der Flüssigkeit kurzfristig ab, wird aber wieder auf die Solltemperatur TS erhöht. Wenn der Abfall der Temperatur zu groß ist, kann in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine erneute Detektion der Siedetemperatur erfolgen, um möglicherweise einer geänderten Zusammensetzung der Flüssigkeit Rechnung zu tragen.
Die Steuereinheit 16 bestimmt die Solltemperatur durch Subtraktion eines vorgegebenen gespeicherten Werts von der zuvor detektierten Siedetemperatur TB. Diese subtrahierte Temperaturdifferenz kann beispielsweise 5° C betragen, so dass sich für reines Wasser unter Standard-Atmosphärendruck eine Solltemperatur von 95° C ergibt. Bei 95° C wer- den Lebensmittel im Wesentlichen in der gleichen Weise gegart wie in sprudelnd kochendem Wasser mit 100° C, so dass Verdampfungsenergie eingespart werden kann, ohne den Garvorgang wesentlich zu beeinträchtigen.
Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem Schritt S1 wird der in der Abdeckplatte versenkbare Temperatursensor 12 aktiviert und aus seiner versenkten Stellung nach oben in eine Aktivierungsstellung gefahren. In einem Schritt S2 wird die Aufheizphase 26 gestartet. In einem Schritt S3 wird die Temperatur der Außenwand des Kochgeschirrelements 14 gemessen und in einem Schritt S4 aus dieser Temperatur durch Multiplikation mit einer Konstanten ein Schätzwert für die Temperatur der Flüssigkeit 28 ermittelt. In einem Schritt S5 beurteilt die Steuereinheit 16, ob die Flüssigkeit 28 kocht oder nicht. Dazu wertet die Steuereinheit 16 die nach den letzten Messungen aufgezeichnete Temperatur aus und überprüft, ob diese bis auf unvermeidliche Fluktuationen konstant ist. Ist dies der Fall, ist die Siedetemperatur TB erreicht. Falls nicht, springt das Verfahren in den Schritt S3 und nimmt eine erneute Messung vor. Wird in Schritt S5 eine Temperatur detektiert, die oberhalb einer Maximaltemperatur liegt, erfolgt eine Notabschaltung (nicht dargestellt).
Wird in Schritt S5 das Erreichen der Siedetemperatur TB festgestellt, berechnet die Steu- ereinheit 16 in einem Schritt S6 die Solltemperatur TS für die Flüssigkeit 28 und schreitet in einem Schritt S7 in die Haltephase 32. In einem geschlossenen Regelkreis wird in einem Schritt S8 die Temperatur des Kochgeschirrelements 14 gemessen, in einem Schritt S9 aus der Temperatur des Kochgeschirrelements 14 die Temperatur der Flüssigkeit 28 berechnet und in einem Schritt S10 abhängig von dem Ergebnis die Heizleistung geregelt. Liegt die Temperatur des Flüssigkeit 28 über der Solltemperatur, wird die Heizleistung des Induktors 20 durch eine Variation der Frequenz des Wechselrichters 22 reduziert. Liegt die Temperatur unter der Solltemperatur TS, wird die Heizenergie des Induktors 20 erhöht. Nach dem Anpassen der Heizenergie springt das Verfahren zurück in den Schritt S8.
Bezugszeichen
10 Heizzone
12 Temperatursensor
14 Kochgeschirrelement
16 Steuereinheit
18 Abdeckplatte
20 Induktor
22 Wechselrichter
24 Sensor-Ausleseeinheit
26 Aufheizphase
28 Flüssigkeit
30 Abschnitt
32 Haltephase
34 Haushaltsstromnetz-Anschluss
TS Solltemperatur
TB Siedetemperatur

Claims

Patentansprüche
1. Kochfeld mit wenigstens einer Heizzone (10), einem Temperatursensor (12) zum
Detektieren der Temperatur eines auf die Heizzone (10) aufgestellten Kochgeschirrelements (14) und einer Steuereinheit (16) zum Betreiben der Heizzone, wobei die Steuereinheit (16) dazu ausgelegt ist, in zumindest einem Betriebsmodus das Kochgeschirrelement (14) in einer Aufheizphase (26) aufzuheizen und die Temperatur des Kochgeschirrelements (14) in einer Haltephase (32) auf eine
Solltemperatur (TS) zu regeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16) dazu ausgelegt ist, während der Aufheizphase (26) eine Siedetemperatur (TB) der in dem Kochgeschirrelement (14) enthaltenen Flüssigkeit (28) zu detektieren und die Solltemperatur (TS) abhängig von der Siedetemperatur (TB) zu bestimmen.
2. Kochfeld nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Aufheizphase (26) bis zu einem Umschaltzeitpunkt (t2) nach dem Erreichen der Siedetemperatur (TB) andauert.
3. Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Solltemperatur (TS) um eine vorgegebene Temperaturdifferenz kleiner ist als die Siedetemperatur (TB).
4. Kochfeld nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturdifferenz zwischen 2°C und 7°C liegt.
5. Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16) während der Aufheizphase (26) einen Tempera- turverlauf des Kochgeschirrelements (14) aufzeichnet, einen im Wesentlichen konstanten Abschnitt (30) in dem Temperaturverlauf detektiert und die Siedetemperatur (TB) als eine gemittelte Temperatur in dem konstanten Abschnitt (30) detektiert.
6. Kochfeld nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16) zum Detektieren des konstanten Abschnitts (30) einen Gradienten des Temperaturverlaufs bildet.
7. Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16) dazu ausgelegt ist, den Betriebsmodus abzuschalten und ein Warnsignal zu erzeugen, wenn die von dem Temperatursensor (12) erfasste Temperatur einen Maximalwert überschreitet.
8. Verfahren zum Betreiben eines Kochfeld mit wenigstens einer Heizzone und einem Temperatursensor zum Detektieren der Temperatur eines auf die Heizzone aufgestellten Kochgeschirrelements (14), wobei in zumindest einem Betriebsmodus das Kochgeschirrelement (14) in einer Aufheizphase (26) aufgeheizt wird und die Temperatur des Kochgeschirrelements (14) in einer Haltephase (32) auf eine Solltemperatur (TS) geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während der Aufheizphase (26) eine Siedetemperatur (TB) der in dem Kochgeschirrelement (14) enthaltenen Flüssigkeit (28) detektiert wird und die Solltemperatur (TS) abhängig von der Siedetemperatur (TB) bestimmt wird.
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