EP3096585A1 - Heating device for heating fluids and a method for operating such a heating device - Google Patents

Heating device for heating fluids and a method for operating such a heating device Download PDF

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EP3096585A1
EP3096585A1 EP15168028.7A EP15168028A EP3096585A1 EP 3096585 A1 EP3096585 A1 EP 3096585A1 EP 15168028 A EP15168028 A EP 15168028A EP 3096585 A1 EP3096585 A1 EP 3096585A1
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EP
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heating
sensor
sensor electrode
electrode sections
circuits
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EGO Elektro Geratebau GmbH
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    • H05B2203/021Heaters specially adapted for heating liquids

Definitions

  • the invention relates to a heating device for heating fluids, in particular liquids, and a method for operating such a heating device.
  • a cooking appliance with steam generation by means of a heating device which has a steam generating container in the form of a vertical tube. Outside of the steam generating container, a flat heating element is arranged. A water supply to the steam generator tank is from below, while the generated steam can escape upwards and is used in the cooking appliance for steam cooking.
  • the invention has for its object to provide an aforementioned heating device and a method for their operation, with which problems of the prior art can be solved and it is in particular possible, a temperature or an excess temperature at a heating circuit of the heater or at the to capture the entire heater safely.
  • the heating means for heating fluids has the following features. It has a flat carrier with a surface, wherein the carrier may be either substantially or completely flat as a kind of plate. Alternatively, the support may be bent and particularly advantageously a closed tube or a tubular container in which the fluid to be heated is located. On the surface of the carrier, advantageously on an outer side, which does not come into contact with the fluid to be heated, heating elements are arranged distributed over a surface. They advantageously cover a large part of the carrier or its surface, preferably at least 50% or even at least 70%. The heating elements are divided into one or more separately operable heating circuits.
  • Each heating circuit has at least one heating element, in which case a heating element is thus to be understood as a section of a heating circuit.
  • each heating circuit has a plurality of individual heating elements which are connected together in parallel, series or mixed or can be interconnected.
  • a temperature sensor device is provided with a sensor layer, which is advantageously electrically insulating.
  • the sensor layer is applied with a surface which covers at least the surface of the heating elements, particularly advantageously completely covered. It can be provided that the sensor layer is formed over the entire surface and closed. It is preferably applied above the heating elements, and if it is preferably applied directly to the heating elements, it should be electrically insulating.
  • This sensor layer has the abovementioned temperature-dependent properties with respect to its electrical resistance, that is to say it is a type of sensor element.
  • Particularly advantageous is formed as in the aforementioned prior art of WO 2007/136268 A1 and the DE 102013200277 A1 described with a large drop in resistance at temperatures of 200 ° C to 300 ° C, for example from about 250 ° C. These temperatures are considered critical for such heaters. If exceeded, the heater may otherwise be damaged or destroyed.
  • At least two sensor electrodes are applied to the sensor layer, advantageously in an electrode layer, specifically directly on the sensor layer. These two sensor electrodes are electrically separated from each other and, unlike the sensor layer, are not simply large in area formed, but have finger-like or winding-like and elongated sensor electrode sections. These sensor electrode sections extend at a distance of less than 2 cm from one another, advantageously less than 1 cm or even less than 0.5 cm, for example only 1 mm to 3 mm. In sections, the sensor electrode sections should have the same width or constant width. The width of two juxtaposed sensor electrode sections, ie of one of the two sensor electrodes, is advantageously less than 2 cm. Particularly advantageously, it is less than 1 cm and more than 1 mm.
  • control device for evaluating the temperature sensor device.
  • This control device can be provided only for the temperature sensor device. Alternatively, it may be provided in a controller for the other heater or the entire electric appliance in which the heater is installed. Then, a good interaction with the operation of the heater is possible due to information or data from the temperature sensor device. However, it may also be provided a separate control device only for the temperature sensor device or only for the heater.
  • juxtaposed sensor electrode sections of the two sensor electrodes are parallel to each other.
  • they also have the same or constant width, a sensor electrode section should therefore have the same and constant width.
  • Particularly advantageous alternate sensor electrode sections of the two sensor electrodes so are arranged alternately side by side.
  • the temperature sensor device it is possible to divide the temperature sensor device into a plurality of, at least two, and preferably three, detection regions.
  • the division should be such that each detection area corresponds to a heating circuit or is assigned to a heating circuit. This is advantageous in that a detection area is congruent with a heating circuit. Thus each area of each heating circuit is individually monitored for overtemperature.
  • the sensor electrode sections may extend in the manner of elongated tracks on the carrier, so to speak bifilar.
  • the sensor electrode sections of the two sensor electrodes again run parallel to one another and next to one another or alternately.
  • its course corresponds to a so-called meander shape in a flat carrier.
  • the sensor electrode sections with a bifilar course can also correspond to fully rotating turns with a spiral course.
  • the sensor electrode sections may be formed so that they mesh in a comb-like manner or in a comb-like manner, in areas that overlap with the heating circuits, as described above.
  • the sensor electrode sections of the two sensor electrodes should be arranged alternately.
  • the sensor electrode sections may advantageously be designed in the manner of fingers. They may protrude from continuous and substantially obliquely or at right angles thereto base portions of the sensor electrodes. On the surfaces of the heating circuits can relate the continuous base portions extend at opposite end portions of a surface monitored by the sensor electrodes and the sensor electrode portions extend toward these base portions.
  • the sensor electrode sections of one sensor electrode can reach from its base section to shortly before the base section of the other sensor electrode, particularly advantageously at a distance of 1 mm to 10 mm. This distance can also be the same distance as between two adjacent sensor electrode sections, particularly preferably it is the same.
  • the width of the sensor electrode sections of a respective sensor electrode remains the same in the region of a heating circuit. This preferably applies to exactly one heating circuit. If, in fact, all the sensor electrode sections of both sensor electrodes are of equal width, the total presence of an excess temperature can be recognized with twice the reliability of error, but localization is not possible. However, if the sensor electrode sections of the two sensor electrodes have different widths in an area over at least one heating circuit, preferably with a difference of between 10% and 500%, then even with only two sensor electrodes an overtemperature occurring can occur at least one heating circuit or one area above a heating circuit of each be assigned to several. This can be done by measuring the leakage currents or fault currents at both sensor electrodes and setting them in relation to one another.
  • the widths of the sensor electrode sections of the sensor electrodes differ significantly, for example, the width of only one 50% of the width of the other, then due to the higher surface coverage of the sensor layer at the sensor electrode with the wider sensor electrode sections and the much larger leakage current can be detected. If the widths of the sensor electrode sections are below the aforementioned 1 cm, then it is to be assumed that a region of excess temperature covers at least two adjacent sensor electrode sections and generates a fault current dependent thereon from the overlap surface. If, then, the fault current is significantly greater at one sensor electrode than at the other, the overtemperature will be present in the region of the heating device in which this sensor electrode has the wider sensor electrode sections.
  • the widths of the sensor electrode sections should differ by at least 50%, particularly advantageously by at least 100%. Then a safe distinction is possible, even if the area with the excess temperature is not equal to the two sensor electrodes or their sections is distributed.
  • the heating device may have three heating circuits.
  • the sensor electrode sections of both sensor electrodes can have the same width.
  • the sensor electrode sections of the two sensor electrodes may each have different, advantageously significantly different, widths.
  • a subdivision into even more than three areas or heating circuits is possible. At the same time, however, the good and certainty of distinctness as regards the location of the overtemperature is decreasing.
  • each sensor electrode has at least two sensor electrode sections, preferably at least three. Then, the widths of the respective sensor electrode sections are not so large, and it is ensured that an excess temperature at least two, advantageously at least three, sensor electrode sections by the increase of the fault currents.
  • the support flat, for example as a kind of plate, and to connect to a container or channel, in particular thermally connect, in which a fluid to be heated, in particular a liquid, or flows therethrough.
  • a fluid to be heated in particular a liquid
  • thermally connect in which a fluid to be heated, in particular a liquid, or flows therethrough.
  • the carrier of the heating device is particularly advantageously designed as a tube and thus a container for liquid to be heated by this, so to speak permanent. It is evaporated by heating, for example for use in a steamer.
  • the heat can generally be removed very well from the heating elements of the heating circuits. Only when problems arise here or, for example, when heating water occur calcifications that worsen the decrease of heat, the aforementioned excess temperatures can occur. This is just to recognize and then to avoid the operation with such an excess temperature, otherwise a permanent damage to the heater may occur.
  • the heating circuits are advantageously separated along the longitudinal axis of the tube educated.
  • the sensor electrode sections should largely revolve around the carrier, advantageously in the manner of a sleeve, so that the largest possible area of the carrier is covered with the heating circuits or their heating elements for the best possible and uniform power input.
  • the sensor electrode sections extend to a large extent, in particular all sensor electrode sections, at a right angle to the longitudinal axis of the tube.
  • the sensor electrode sections possibly also the heating elements of the heating circuits should run parallel to a water surface.
  • An overtemperature can generally be detected when a fault current at a sensor electrode increases by at least 10% to 50% or is more than 10 mA to 50 mA. Should it rise only at one sensor electrode, then there is very likely to be a fault with the other sensor electrode. This should be signaled to a user and then after a certain time, if the user does not intervene, for example, after one minute to five minutes, the heating power can be reduced or even completely shut off.
  • two protective circuits each having two resistors it is possible for two protective circuits each having two resistors to be arranged in an electrical input circuit of an evaluation for the temperature sensor device. As a result, the evaluation or a corresponding control device can be protected.
  • a high-frequency signal can be fed into one of the two sensor electrodes. This is advantageously done via a capacitive decoupling means of a capacitor or the like. The signal is then read back via the other of the two sensor electrodes by means of a control device and should correspond to the fed signal when the temperature sensor device is functioning. If a deviation of the signal shape and / or the signal level is detected by, for example, at least 5%, this is regarded as an error. Then, a signal can be output to a user and the operation of the heater can be changed, in particular, a power reduction is made, or an entire heating circuit or even the entire heater is turned off.
  • an upright heater 11 comprising a round cylindrical tubular container 12 made of metal.
  • strip-like heating elements 15 are provided which, as shown, run along approximately 75% to 90% of the outer circumference of the container 12.
  • Middle heating elements 15b form a middle heating circuit 16b
  • lower heating elements 15c form a lower heating circuit 16c.
  • the middle heating elements 15b of the middle heating circuit 16b and the lower heating elements 15c of the lower heating circuit 16c and the heating circuits 16b and 16c are formed identical to each other.
  • the upper heating circuit 16a is different in that than that here the uppermost heating element 15a 'at a distance of about 60% of a width of the normal heating elements 15a extends over it, so having increased distance.
  • the heating circuits 16a to 16c are electrically contacted via contact fields 18, specifically the upper heating circuit 16a via the contact fields 18a and 18a '.
  • the middle heating circuit 16b has the contact fields 18b and 18b ', and the lower heating circuit 16c the contact fields 18c and 18c'.
  • additional contacts 20a 'and 20a to 20c are provided, specifically for the middle heating circuit 16b and the lower heating circuit 16c, in each case one additional contact 20b or 20c.
  • the upper heating circuit 16a has an auxiliary contact 20a with an arrangement similar to the middle heating circuit 16b. At the top heating element 15a 'is still another additional contact 20a' is provided.
  • SMD temperature sensors 21a to 21c which form the discrete temperature sensors described above, are provided on the heating circuits 16a to 16c.
  • two temperature sensor contact pads 22a and 22a ', 22b and 22b' and 22c and 22c ' are provided. They are completely separated electrically from the heating circuits 16a to 16c. While these discrete temperature sensors are well suited for determining the temperature of the water in the heater 11, they are not suitable for locating a region of overtemperature. In addition, their surveillance area is far too small.
  • a strip region 27 is provided along its longitudinal axis, in which a weld 28 extends, since the tubular container 12 is formed from a sheet and the adjacent edges are welded together.
  • a so-called outer side contact 30 is mounted, for example, for grounding.
  • the sensor layer forms, as it were, a planar, temperature-dependent electrical resistance which has a very high electrical resistance at temperatures up to about 80 ° C., this temperature being adjustable, and thus no current flows via the insulating layer. If the temperature continues to increase even in a small range and reaches, for example, 100 ° C., the electrical resistance decreases.
  • the resistance have decreased so far in this small area that, although still the electrical insulation properties are given sufficient to operate the heating circuits 16a to 16c easily. However, it is already possible to reliably detect a leakage current or fault current which can flow in the range of these temperatures.
  • the corresponding heating circuit 16 can continue to be operated or switched off. In any case, an initially described signaling to an operator to make attentive that the heater 11 and the evaporator must be descaled.
  • the highly schematic representation of the heater 11 in the Fig. 2 should be, so to speak, a plan view of the carrier in the unwound state or if the support tube of the container 12 would be cut, so it lies flat.
  • the three heating circuits 16a to 16c wherein the subdivision into the individual heating elements is not shown here, because it plays no role for this aspect of the invention.
  • the contacting of the control of the heating circuits 16a to 16c is not shown here. Only for the heating circuit 16c whose contact fields 18c and 18c 'are shown schematically. From this Fig. 2 It can be clearly seen that the three heating circuits 16a to 16c occupy separate areas.
  • the temperature sensor device 30 is applied, namely first the entire surface of the aforementioned sensor layer 32 directly to the heating circuits 16.
  • This sensor layer 32 has at least the surfaces of the three heating circuits 16a to 16c, it is advantageous a full-surface or continuous sensor layer. It may, for example, slightly overlap the surfaces of the heating circuits 16a to 16c and extend to or just before the edge of the container 12 as a carrier.
  • the sensor layer is applied directly to the heating circuits 16 a to 16 c and consists of an aforementioned electrically insulating material, advantageously a known from the prior art glass material.
  • the areas of such overtemperatures have a diameter between 0.5cm and 1.5cm to a maximum of 2cm when the container 12 is about 20cm to 30cm long and has a diameter of about 6cm to 10cm.
  • Very small local excess temperatures occur more rarely, since here the thermal cross-conduction of the container 12 ensures sufficient heat distribution.
  • Significantly larger areas with excess temperature also occur very rarely, because then in their central area already much earlier an overtemperature would have occurred, which should be detected and prevented.
  • sensor electrodes 34a and 34b are applied to the sensor layer 32, specifically in an electrode layer.
  • the sensor electrodes 34a and 34b are separated from each other at a distance of 1 mm to 3 mm or a maximum of 5 mm.
  • the sensor electrodes 34a and 34b have the same configuration, and the sensor electrode sections 37ac, 37ab and 37aa and 37bc, 37bb and 37ba come off each other from a base-side base section 36a and 36b. Their width is about 5mm to 1.2cm. A comb-like structure of the interdigitated sensor electrode sections 37 is created.
  • these sensor electrode sections 37 cover the surfaces of the heating circuits 16a to 16c in a fairly accurate manner, and no overtemperatures can occur in the gaps or next to the heating circuits anyway. Shown here are each three sensor electrode sections 37 of the two sensor electrodes 34a and 34b of the temperature sensor device 30 per heating circuit 16. But it could also be more sensor electrode sections 37. It should not be less than two. It can also be seen that all Sensor electrode sections 37 have the same width and the same distance from each other.
  • Sensor leads 39a and 39b of the sensor electrodes 34a and 34b lead to protection circuits 41a and 41b, respectively.
  • Each of these protection circuits 41 a and 41 b has two series-connected resistors R1a and R2a and R1b and R2b. Behind each are connected a diode Da and Db and a Zener diode ZDa and ZDb.
  • the protection circuits 41a and 41b are connected to a possibly remote control device 43 for evaluation of the temperature sensor device 30.
  • the control device is separate and is combined or integrated, for example, with a control for an entire electrical appliance in which the heating device is installed.
  • the control device 43 has series resistors and precondensers upstream of a microcontroller 44. Downstream of the microcontroller 44 is a further circuit, which leads to outputs L, SL, SN and N.
  • an overtemperature region 46 is located in the heating circuit 16a. Its center lies above the central sensor electrode section 37ba, but also simultaneously overlaps the central sensor electrode section 37aa and also the one to the left thereof. Thus, a fault current ib and ia can be registered at both sensor electrodes 34a and 34b. These fault currents ia and ib flow depending on the change in resistance of the sensor layer 32 in the overtemperature region 46. However, not only does the areal coverage of the over-temperature region 46 over the sensor electrode sections 37 count, but also the respectively existing temperature. If a detected fault current exceeds a fault current threshold that has been set, this is detected as an overtemperature and triggers an error.
  • a signal can be output, possibly also a prescribed reduction of the heating power or even a shutdown can be made.
  • a fault current should not exceed 0.7mA.
  • a fault current threshold may be selected to be, for example, 0.2mA to 0.5mA.
  • the temperature sensor device 30 thus only works with one of them Temperature sensors.
  • the two protective resistors in the protective circuits 41 serve to avoid damage or electrical destruction of the control device 43 in the event of a fault.
  • the Zener diodes ZD limit the sensor voltage to low signal level.
  • sensor electrodes 134a and 134b corresponding to the heater 111 in the case of FIG Fig. 3 to get voted. Both sensor electrodes 134a and 134b correspond to FIG Fig. 2 Sensor leads 139 a and 139 b and base portions 136 a and 136 b on. However, the sensor electrode portions 137 projecting therefrom are formed differently.
  • the three sensor electrode portions 137aa projecting downward from the base portion 136a of the sensor electrode 34a are relatively thin and narrower than in FIG Fig. 2
  • the respective sensor electrode portions 137ba of the other sensor electrode 134b which are upwardly projected from the lower base portion 136b, are wider than those in FIG Fig. 2 in the embodiment shown here they are about twice as wide.
  • the middle heating circuit 116b the respective sensor electrode portions 137ab and 137bb are the same width.
  • the left heating circuit 116c the conditions are reversed as above the right heating circuit 116a.
  • the top-to-bottom sensing electrode portions 137ac are significantly wider and, in particular, twice as wide as the bottom-up sensor electrode portions 137bc.
  • the sizes of the fault currents ia and ib can be compared with one another and the conclusion drawn in the area of which heating circuit 116 there is an excess temperature region 146. Namely, an over-temperature region 146 is again corresponding to the Fig. 2 has occurred over the right heating circuit 116a, so due to the greater width of the sensor electrode sections of the sensor electrode 134b whose affected by the overtemperature or covered area is much larger. Thus, the fault current ib will be significantly greater than the fault current ia, for example, about twice as large.
  • the fault current ia is significantly greater than the fault current ib, an over-temperature range will probably be above the left-hand heating circuit 116c. If the two fault currents are approximately the same, then an excess temperature range will probably be above the middle heating circuit 116b.
  • its power can be reduced, for example, by 20% to 50%. Then, in most cases, the temperature in the overtemperature region will still be higher than usual, but no longer in a critical range. Incidentally, this achievement of a critical area could certainly and definitely be recognized. Thus, the heating power of the entire heater need not be reduced or switched off.
  • a correspondingly suitable high-frequency signal from the frequency connection 149 is fed to the microcontroller 144 via a coupling 150 by means of the sensor feed line 139b into the sensor electrode 134b.
  • the coupling 150 has a capacitor for capacitive decoupling.
  • the signal can then be read back via the other sensor electrode by means of the control device 143, via its normal connection. If no signal comes back or a significantly changed, for example, by at least 5% to 25% changed, so there is an error. This corresponds to a conventional short-circuit or cable break test.
  • a further heater 211 is shown, not in the unwound state of the support tube as in the Fig. 2 and 3 , but as a support tube accordingly Fig. 1 per se. While at the Fig. 2 and 3 the sensor electrode sections are configured comb-like or finger-like interlocking, extending sensor electrode sections 237a and 237b of sensor electrodes 234a and 234b continuously side by side, so to speak bifilar.
  • Three heating circuits 216a, 216b and 216c are also applied here to a container 212 or its outer side 213 in separate regions.
  • the sensor electrode sections 237a and 237b run, so to speak, into two double turns via one of the heating circuits 216.
  • the free strip between two heating circuits is directly crossed by the sensor electrode sections, which in practice does not have to be rectangular, as shown here, but can also be oblique.
  • the sensor electrode sections 237a and 237b similar to the Fig. 2 and 3 , Cover substantially the entire surface of the heating circuits 216a to 216c, so can monitor for excess temperatures. This can also be made even better in terms of area.
  • the heater 211 an over-temperature range as in the Fig. 2 and 3 It could also be detected by the sensor electrode sections 237a and 237b.
  • the constant width of the sensor electrode sections 237 which is the same here in each case and which is the same for both sensor electrodes 234a and 234b, corresponds approximately to Fig. 2 Thus, it is not possible to localize an over-temperature range over one of the heating circuits.
  • the widths of the sensor electrode sections 237a and 237b extending thereabove in the region of one of the heating circuits 216a to 216c, respectively, could be determined in accordance with FIG Fig. 3 vary.
  • the sensor electrode sections 237b may be twice as wide as the sensor electrode sections 237a, over the heating circuit 216b they may be the same width, and above the heating circuit 216c, the sensor electrode sections 237a may be twice as wide as the sensor electrode sections 237b. How to Fig. 3 described, by comparing the magnitudes of the fault currents that can be detected at the sensor electrodes 234a and 234b and their sensor leads 239a and 239b, the localization of an over-temperature region again take place.
  • a distance between the sensor electrode sections 237 always be the same and, furthermore, relatively small, for example between 1 mm and 3 mm.

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Abstract

Eine Heizeinrichtung zum Erhitzen von Flüssigkeiten, weist auf: einen flächigen Träger mit einer Oberfläche, auf der Heizelemente flächig verteilt angeordnet sind und in mehrere separat voneinander betreibbare Heizkreise aufgeteilt sind, eine Temperatursensoreinrichtung mit einer Sensorschicht, die die Fläche der Heizelemente überdeckt, wobei auf die Sensorschicht mindestens zwei Sensorelektroden in einer Elektrodenschicht aufgebracht sind, die elektrisch voneinander getrennt sind und fingerartige oder windungsartige Sensorelektrodenabschnitte aufweisen, die mit einem Abstand von weniger als 2cm zueinander verlaufen, wobei die Breite von jeweils zwei nebeneinander angeordneten Sensorelektrodenabschnitten jeweils weniger als 2cm beträgt, und eine Steuervorrichtung zur Auswertung der Temperatursensoreinrichtung.A heating device for heating liquids, comprising: a flat carrier having a surface on which heating elements are arranged distributed over a surface and are divided into a plurality of separately operable heating circuits, a temperature sensor device with a sensor layer which covers the surface of the heating elements, wherein the Sensor layer at least two sensor electrodes are applied in an electrode layer, which are electrically separated from each other and finger-like or winding-like sensor electrode sections which extend at a distance of less than 2cm to each other, wherein the width of each two juxtaposed sensor electrode sections is less than 2cm, and a Control device for evaluating the temperature sensor device.

Description

Anwendungsgebiet und Stand der TechnikField of application and state of the art

Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung zum Erhitzen von Fluiden, insbesondere von Flüssigkeiten, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Heizeinrichtung.The invention relates to a heating device for heating fluids, in particular liquids, and a method for operating such a heating device.

Aus der WO 02/12790 A1 ist ein Gargerät mit Dampferzeugung mittels einer Heizeinrichtung bekannt, die einen Dampferzeugungsbehälter in Form eines senkrecht stehenden Rohres aufweist. Außen an dem Dampferzeugungsbehälter ist ein flächiges Heizelement angeordnet. Eine Wasserzufuhr in den Dampferzeugungsbehälter erfolgt von unten, während der erzeugte Dampf nach oben entweichen kann und im Gargerät zum Dampfgaren verwendet wird.From the WO 02/12790 A1 a cooking appliance with steam generation by means of a heating device is known, which has a steam generating container in the form of a vertical tube. Outside of the steam generating container, a flat heating element is arranged. A water supply to the steam generator tank is from below, while the generated steam can escape upwards and is used in the cooking appliance for steam cooking.

Aus der WO 2007/136268 A1 und der DE 102013200277 A1 ist es bekannt, bei Heizeinrichtungen mit flächig verteilten Heizelementen eine Temperaturerfassung über eine dielektrische Isolationsschicht vorzunehmen. Dabei wird an Elektroden der sogenannte Ableitstrom oder Fehlerstrom gemessen, der durch die Isolationsschicht von den Heizelementen fließt. Diese Isolationsschicht weist einen bei steigender Temperatur abnehmenden elektrischen Widerstand auf. So kann auf einer großen Fläche eine lokale Überhitzung festgestellt werden, ohne dass Temperatursensoren als diskrete Bauteile hierfür benötigt werden.From the WO 2007/136268 A1 and the DE 102013200277 A1 It is known to carry out a temperature detection over a dielectric insulating layer in heaters with flat distributed heating elements. In this case, the so-called leakage current or leakage current is measured at electrodes, which flows through the insulating layer of the heating elements. This insulating layer has a decreasing with increasing temperature electrical resistance. For example, local overheating can be detected over a large area without the need for temperature sensors as discrete components.

Aufgabe und LösungTask and solution

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Heizeinrichtung sowie ein Verfahren zu ihrem Betrieb zu schaffen, mit denen Probleme des Standes der Technik gelöst werden können und es insbesondere möglich ist, eine Temperatur bzw. eine Übertemperatur an einem Heizkreis der Heizeinrichtung oder an der gesamten Heizeinrichtung sicher erfassen zu können.The invention has for its object to provide an aforementioned heating device and a method for their operation, with which problems of the prior art can be solved and it is in particular possible, a temperature or an excess temperature at a heating circuit of the heater or at the to capture the entire heater safely.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Heizeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei werden manche der Merkmale nur für die Heizeinrichtung oder nur für das Verfahren beschrieben. Sie sollen jedoch unabhängig davon sowohl für die Heizeinrichtung als auch für das Verfahren selbständig gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.This object is achieved by a heating device with the features of claim 1 and by a method having the features of claim 11. Advantageous and preferred embodiments of the invention are the subject of further claims and are explained in more detail below. Some of the features are described only for the heater or only for the method. However, they should be independent of both the heater as well as for the procedure independently. The wording of the claims is incorporated herein by express reference.

Es ist vorgesehen, dass die Heizeinrichtung zum Erhitzen von Fluiden, insbesondere zum Erhitzen von Flüssigkeiten, um damit einen Dampfgarer zu betreiben, die folgenden Merkmale aufweist. Sie weist einen flächigen Träger mit einer Oberfläche auf, wobei der Träger entweder im Wesentlichen oder vollständig flach sein kann als eine Art Platte. Alternativ kann der Träger gebogen sein und besonders vorteilhaft ein geschlossenes Rohr bzw. ein rohrartiger Behälter sein, in dem sich das zu erhitzende Fluid befindet. An der Oberfläche des Trägers, vorteilhaft an einer Außenseite, die nicht mit dem zu erhitzenden Fluid in Berührung kommt, sind Heizelemente flächig verteilt angeordnet. Sie bedecken vorteilhaft einen Großteil des Trägers bzw. seiner Oberfläche, vorzugsweise mindestens 50% oder sogar mindestens 70%. Die Heizelemente sind in einen oder mehrere separat voneinander betreibbare Heizkreise aufgeteilt. Jeder Heizkreis weist mindestens ein Heizelement auf, wobei hier ein Heizelement somit als ein Abschnitt eines Heizkreises zu verstehen ist. Besonders vorteilhaft weist jeder Heizkreis mehrere einzelne Heizelemente auf, die parallel, seriell oder gemischt zusammengeschaltet sind oder zusammengeschaltet werden können.It is envisaged that the heating means for heating fluids, in particular for heating liquids to operate a steamer, has the following features. It has a flat carrier with a surface, wherein the carrier may be either substantially or completely flat as a kind of plate. Alternatively, the support may be bent and particularly advantageously a closed tube or a tubular container in which the fluid to be heated is located. On the surface of the carrier, advantageously on an outer side, which does not come into contact with the fluid to be heated, heating elements are arranged distributed over a surface. They advantageously cover a large part of the carrier or its surface, preferably at least 50% or even at least 70%. The heating elements are divided into one or more separately operable heating circuits. Each heating circuit has at least one heating element, in which case a heating element is thus to be understood as a section of a heating circuit. Particularly advantageously, each heating circuit has a plurality of individual heating elements which are connected together in parallel, series or mixed or can be interconnected.

Des Weiteren ist eine Temperatursensoreinrichtung vorgesehen mit einer Sensorschicht, die vorteilhaft elektrisch isolierend ist. Die Sensorschicht ist mit einer Fläche aufgebracht, die mindestens die Fläche der Heizelemente überdeckt, besonders vorteilhaft vollständig überdeckt. Es kann vorgesehen sein, dass die Sensorschicht vollflächig und geschlossen ausgebildet ist. Sie ist bevorzugt oberhalb der Heizelemente aufgebracht, und wenn sie vorzugsweise direkt auf die Heizelemente aufgebracht ist, sollte sie elektrisch isolierend sein. Diese Sensorschicht weist vorgenannte temperaturabhängige Eigenschaften bezüglich ihres elektrischen Widerstandes auf, ist also eine Art Sensorelement. Besonders vorteilhaft ist sie ausgebildet wie in dem vorgenannten Stand der Technik der WO 2007/136268 A1 und der DE 102013200277 A1 beschrieben mit einem starken Abfall des Widerstandes bei Temperaturen von 200°C bis 300°C, beispielsweise ab etwa 250°C. Diese Temperaturen werden für derartige Heizeinrichtungen als kritisch angesehen. Bei ihrem Überschreiten kann die Heizeinrichtung ansonsten beschädigt oder zerstört werden.Furthermore, a temperature sensor device is provided with a sensor layer, which is advantageously electrically insulating. The sensor layer is applied with a surface which covers at least the surface of the heating elements, particularly advantageously completely covered. It can be provided that the sensor layer is formed over the entire surface and closed. It is preferably applied above the heating elements, and if it is preferably applied directly to the heating elements, it should be electrically insulating. This sensor layer has the abovementioned temperature-dependent properties with respect to its electrical resistance, that is to say it is a type of sensor element. Particularly advantageous is formed as in the aforementioned prior art of WO 2007/136268 A1 and the DE 102013200277 A1 described with a large drop in resistance at temperatures of 200 ° C to 300 ° C, for example from about 250 ° C. These temperatures are considered critical for such heaters. If exceeded, the heater may otherwise be damaged or destroyed.

Auf die Sensorschicht sind mindestens zwei Sensorelektroden aufgebracht, vorteilhaft in einer Elektrodenschicht, und zwar direkt auf die Sensorschicht. Diese beiden Sensorelektroden sind elektrisch voneinander getrennt und sind, anders als die Sensorschicht, nicht einfach großflächig ausgebildet, sondern weisen fingerartige oder windungsartige und längliche Sensorelektrodenabschnitte auf. Diese Sensorelektrodenabschnitte verlaufen mit einem Abstand von weniger als 2cm zueinander, vorteilhaft weniger als 1cm oder sogar weniger als 0,5cm, beispielsweise nur 1 mm bis 3mm. Abschnittsweise sollten die Sensorelektrodenabschnitte gleiche Breite bzw. konstante Breite aufweisen. Die Breite jeweils zwei nebeneinander angeordneter Sensorelektrodenabschnitte, also von jeweils einer der beiden Sensorelektroden, beträgt vorteilhaft weniger als 2cm. Besonders vorteilhaft beträgt sie weniger als 1 cm und mehr als 1 mm.At least two sensor electrodes are applied to the sensor layer, advantageously in an electrode layer, specifically directly on the sensor layer. These two sensor electrodes are electrically separated from each other and, unlike the sensor layer, are not simply large in area formed, but have finger-like or winding-like and elongated sensor electrode sections. These sensor electrode sections extend at a distance of less than 2 cm from one another, advantageously less than 1 cm or even less than 0.5 cm, for example only 1 mm to 3 mm. In sections, the sensor electrode sections should have the same width or constant width. The width of two juxtaposed sensor electrode sections, ie of one of the two sensor electrodes, is advantageously less than 2 cm. Particularly advantageously, it is less than 1 cm and more than 1 mm.

Schließlich ist eine Steuervorrichtung zur Auswertung der Temperatursensoreinrichtung vorgesehen. Diese Steuervorrichtung kann nur für die Temperatursensoreinrichtung vorgesehen sein. Alternativ kann sie in einer Steuerung für die sonstige Heizeinrichtung oder das gesamte elektrische Gerät, in das die Heizeinrichtung eingebaut ist, vorgesehen sein. Dann ist auch eine gute Interaktion mit dem Betrieb der Heizeinrichtung möglich aufgrund von Informationen oder Daten von der Temperatursensoreinrichtung. Es kann jedoch auch eine separate Steuervorrichtung nur für die Temperatursensoreinrichtung oder nur für die Heizeinrichtung vorgesehen sein.Finally, a control device for evaluating the temperature sensor device is provided. This control device can be provided only for the temperature sensor device. Alternatively, it may be provided in a controller for the other heater or the entire electric appliance in which the heater is installed. Then, a good interaction with the operation of the heater is possible due to information or data from the temperature sensor device. However, it may also be provided a separate control device only for the temperature sensor device or only for the heater.

Durch das Vorsehen von zwei Sensorelektroden bei der Temperatursensoreinrichtung, die beide zusammen die Fläche der Heizeinrichtung oder zumindest der Heizkreise überdecken, ist eine flächenmäßige Überwachung auf lokale Übertemperaturen bzw. Überhitzungen, also sogenannte Hot Spots, möglich, was mit einzelnen diskreten Temperatursensoren eigentlich nicht möglich ist. Derartige lokale Übertemperaturen weisen meistens einen Ausdehnungsbereich von maximal 2cm bis 3cm mit sehr hohen kritischen Temperaturen auf, so dass ein sehr enges Netz von diskreten Temperatursensoren aufgebracht werden müsste. Durch das Vorsehen von zwei Sensorelektroden kann eine erhöhte Fehlersicherheit bzw. eine Zwei-Fehlersicherheit erreicht werden. Selbst wenn eine der beiden Sensorelektroden ausfällt oder beschädigt ist, ist über die andere immer noch eine Überwachung auf Übertemperatur möglich, so dass die Heizeinrichtung weiter betrieben werden kann. Neben der erhöhten Ausfallsicherheit bzw. Fehlersicherheit kann auch eine deutlich verbesserte Sicherheit bei der Erkennung einer solchen Übertemperatur erreicht werden. Wenn nämlich beide Sensorelektroden einen angestiegenen Fehlerstrom erkennen, dann legt eine solche Übertemperatur in einem Bereich mit sehr großer Wahrscheinlich auch tatsächlich vor.By providing two sensor electrodes in the temperature sensor device, which together cover the surface of the heater or at least the heating circuits, a surface monitoring of local overheating or overheating, so-called hot spots, is possible, which is not actually possible with individual discrete temperature sensors , Such local overtemperatures usually have a maximum expansion range of 2 cm to 3 cm with very high critical temperatures, so that a very narrow network of discrete temperature sensors would have to be applied. By providing two sensor electrodes, increased fault tolerance or two-fault safety can be achieved. Even if one of the two sensor electrodes fails or is damaged, over-temperature monitoring is still possible so that the heater can continue to operate. In addition to increased reliability and fault tolerance, a significantly improved safety can be achieved in detecting such an excess temperature. Namely, if both sensor electrodes detect an increased fault current, then such an over-temperature actually occurs in an area with a very high probability.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass nebeneinander angeordnete Sensorelektrodenabschnitte der beiden Sensorelektroden parallel zueinander verlaufen. Vorteilhaft weisen sie auch gleiche bzw. gleichbleibende Breite auf, ein Sensorelektrodenabschnitt sollte also gleiche und konstante Breite aufweisen. Besonders vorteilhaft wechseln sich Sensorelektrodenabschnitte der beiden Sensorelektroden ab, sind also abwechselnd nebeneinander angeordnet.In an advantageous embodiment of the invention can be provided that juxtaposed sensor electrode sections of the two sensor electrodes are parallel to each other. Advantageously, they also have the same or constant width, a sensor electrode section should therefore have the same and constant width. Particularly advantageous alternate sensor electrode sections of the two sensor electrodes, so are arranged alternately side by side.

In Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, die Temperatursensoreinrichtung in mehrere, mindestens zwei und vorzugsweise drei, Erkennungsbereiche aufzuteilen. Dabei sollte die Aufteilung so erfolgen, dass jeder Erkennungsbereich einem Heizkreis entspricht bzw. einem Heizkreis zugeordnet ist. Dies ist vorteilhaft so, dass ein Erkennungsbereich deckungsgleich mit einem Heizkreis ist. Somit ist jeder Bereich jedes Heizkreises für sich bezüglich Übertemperatur überwacht bzw. abgesichert.In an embodiment of the invention, it is possible to divide the temperature sensor device into a plurality of, at least two, and preferably three, detection regions. The division should be such that each detection area corresponds to a heating circuit or is assigned to a heating circuit. This is advantageous in that a detection area is congruent with a heating circuit. Thus each area of each heating circuit is individually monitored for overtemperature.

In einer Ausgestaltung der Erfindung können die Sensorelektrodenabschnitte nach Art von länglichen Bahnen auf dem Träger verlaufen, also sozusagen bifilar. Dabei verlaufen die Sensorelektrodenabschnitte der beiden Sensorelektroden wiederum parallel zueinander und nebeneinander bzw. abwechselnd. Besonders vorteilhaft entspricht ihr Verlauf dabei einer sogenannten Mäanderform bei einem flachen Träger. Bei einem Träger in Rohrform können die Sensorelektrodenabschnitte mit bifilarem Verlauf auch voll umlaufenden Windungen entsprechen mit spiraligem Verlauf.In one embodiment of the invention, the sensor electrode sections may extend in the manner of elongated tracks on the carrier, so to speak bifilar. The sensor electrode sections of the two sensor electrodes again run parallel to one another and next to one another or alternately. Particularly advantageously, its course corresponds to a so-called meander shape in a flat carrier. In the case of a carrier in tubular form, the sensor electrode sections with a bifilar course can also correspond to fully rotating turns with a spiral course.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung können die Sensorelektrodenabschnitte so ausgebildet sein, dass sie kammartig ineinandergreifen bzw. kammartig ineinander verschränkt sind, und dies in Bereichen, die sich mit den Heizkreisen überdecken, wie vorbeschrieben wurde. Auch dabei sollten die Sensorelektrodenabschnitte der beiden Sensorelektroden abwechselnd angeordnet sein.In an alternative embodiment of the invention, the sensor electrode sections may be formed so that they mesh in a comb-like manner or in a comb-like manner, in areas that overlap with the heating circuits, as described above. Here, too, the sensor electrode sections of the two sensor electrodes should be arranged alternately.

Durch die Anordnung von den Sensorelektrodenabschnitten abwechselnd nebeneinander und nahe beieinander ist es möglich, dass ein Bereich mit einer Übertemperatur sozusagen Sensorelektrodenabschnitte von beiden Sensorelektroden überdeckt aufgrund seiner lokalen Ausdehnung. So kann die Übertemperatur auch tatsächlich an beiden Sensorelektroden und somit mit doppelter Sicherheit erfasst werden.As a result of the arrangement of the sensor electrode sections alternately next to one another and close to one another, it is possible for a region with an excess temperature to cover, so to speak, sensor electrode sections of both sensor electrodes due to their local extent. Thus, the overtemperature can actually be detected on both sensor electrodes and thus with double certainty.

Bei der ineinandergreifenden Ausgestaltung der Sensorelektrodenabschnitte können die Sensorelektrodenabschnitte vorteilhaft nach Art von Fingern ausgebildet sein. Sie können von durchgehenden und im Wesentlichen schräg oder rechtwinklig dazu verlaufenden Basisabschnitten der Sensorelektroden abstehen. Auf die Flächen der Heizkreise bezogen können dabei die durchgehenden Basisabschnitte an gegenüberliegenden Endbereichen einer von den Sensorelektroden überwachten Fläche verlaufen und die Sensorelektrodenabschnitte auf diese Basisabschnitte zu verlaufen. Dabei können die Sensorelektrodenabschnitte der einen Sensorelektrode von ihrem Basisabschnitt bis kurz vor den Basisabschnitt der anderen Sensorelektrode heranreichen, besonders vorteilhaft mit einem Abstand von 1 mm bis 10mm. Dieser Abstand kann auch der gleiche Abstand sein wie zwischen zwei benachbarten Sensorelektrodenabschnitten, besonders bevorzugt ist er gleich.In the interlocking configuration of the sensor electrode sections, the sensor electrode sections may advantageously be designed in the manner of fingers. They may protrude from continuous and substantially obliquely or at right angles thereto base portions of the sensor electrodes. On the surfaces of the heating circuits can relate the continuous base portions extend at opposite end portions of a surface monitored by the sensor electrodes and the sensor electrode portions extend toward these base portions. In this case, the sensor electrode sections of one sensor electrode can reach from its base section to shortly before the base section of the other sensor electrode, particularly advantageously at a distance of 1 mm to 10 mm. This distance can also be the same distance as between two adjacent sensor electrode sections, particularly preferably it is the same.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Bereich eines Heizkreises die Breite der Sensorelektrodenabschnitte jeweils einer Sensorelektrode gleich bleibt. Vorzugsweise gilt dies für genau einen Heizkreis. Sind nämlich alle Sensorelektrodenabschnitte beider Sensorelektroden gleich breit, so kann insgesamt das Vorliegen einer Übertemperatur zwar erkannt werden mit der doppelten Fehlersicherheit, eine Lokalisierung ist jedoch nicht möglich. Weisen die Sensorelektrodenabschnitte der beiden Sensorelektroden jedoch in einem Bereich über mindestens einem Heizkreis unterschiedliche Breiten auf, vorzugsweise mit einem Unterschied zwischen 10% und 500%, so kann selbst mit nur zwei Sensorelektroden eine auftretende Übertemperatur zumindest einem Heizkreis oder einem Bereich über einem Heizkreis von jeweils mehreren zugeordnet werden. Dies kann erfolgen, indem die Ableitströme bzw. Fehlerströme an beiden Sensorelektroden gemessen werden und zueinander in ein Verhältnis gesetzt werden. Wenn sich die Breiten der Sensorelektrodenabschnitte der Sensorelektroden deutlich unterscheiden, beispielsweise die Breite der einen nur 50% beträgt von der Breite der anderen, so wird aufgrund der höheren flächenmäßigen Überdeckung der Sensorschicht bei der Sensorelektrode mit den breiteren Sensorelektrodenabschnitten auch der deutlich größere Ableitstrom bzw. Fehlerstrom erfasst werden können. Liegen die Breiten der Sensorelektrodenabschnitte unter den vorgenannten 1cm, so ist davon auszugehen, dass ein Bereich einer Übertemperatur mindestens zwei benachbarte Sensorelektrodenabschnitte überdeckt und dort jeweils einen von der Überdeckungsfläche abhängigen Fehlerstrom erzeugt. Ist dann eben an einer Sensorelektrode der Fehlerstrom deutlich größer als an der anderen, so wird die Übertemperatur in demjenigen Bereich der Heizeinrichtung vorliegen, in dem diese Sensorelektrode die breiteren Sensorelektrodenabschnitte aufweist.It is particularly advantageous if the width of the sensor electrode sections of a respective sensor electrode remains the same in the region of a heating circuit. This preferably applies to exactly one heating circuit. If, in fact, all the sensor electrode sections of both sensor electrodes are of equal width, the total presence of an excess temperature can be recognized with twice the reliability of error, but localization is not possible. However, if the sensor electrode sections of the two sensor electrodes have different widths in an area over at least one heating circuit, preferably with a difference of between 10% and 500%, then even with only two sensor electrodes an overtemperature occurring can occur at least one heating circuit or one area above a heating circuit of each be assigned to several. This can be done by measuring the leakage currents or fault currents at both sensor electrodes and setting them in relation to one another. If the widths of the sensor electrode sections of the sensor electrodes differ significantly, for example, the width of only one 50% of the width of the other, then due to the higher surface coverage of the sensor layer at the sensor electrode with the wider sensor electrode sections and the much larger leakage current can be detected. If the widths of the sensor electrode sections are below the aforementioned 1 cm, then it is to be assumed that a region of excess temperature covers at least two adjacent sensor electrode sections and generates a fault current dependent thereon from the overlap surface. If, then, the fault current is significantly greater at one sensor electrode than at the other, the overtemperature will be present in the region of the heating device in which this sensor electrode has the wider sensor electrode sections.

Vorteilhaft sollten sich die Breiten der Sensorelektrodenabschnitte um mindestens 50% unterscheiden, besonders vorteilhaft um mindestens 100%. Dann ist eine sichere Unterscheidung möglich, auch wenn der Bereich mit der Übertemperatur nicht gleich auf die beiden Sensorelektroden bzw. deren Abschnitte verteilt ist.Advantageously, the widths of the sensor electrode sections should differ by at least 50%, particularly advantageously by at least 100%. Then a safe distinction is possible, even if the area with the excess temperature is not equal to the two sensor electrodes or their sections is distributed.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann die Heizeinrichtung drei Heizkreise aufweisen.In a preferred embodiment of the invention, the heating device may have three heating circuits.

Im Bereich eines der Heizkreise können die Sensorelektrodenabschnitte beider Sensorelektroden gleiche Breite aufweisen. Werden also an beiden Sensorelektroden etwa gleich große Fehlerströme festgestellt, so liegt eine Übertemperatur in diesem Bereich bzw. an dem entsprechenden Heizkreis vor. Im Bereich der anderen beiden Heizkreise können die Sensorelektrodenabschnitte der beiden Sensorelektroden jeweils unterschiedliche, vorteilhaft deutlich unterschiedliche, Breite aufweisen. Somit ist auch in dem Fall, dass an einer Sensorelektrode ein deutlich größerer Fehlerstrom festgestellt wird als an der anderen, eine Unterscheidung des Vorliegens der Übertemperatur an einem dieser beiden Heizkreise möglich. Eine Unterteilung in noch mehr als drei Bereiche oder Heizkreise ist zwar möglich. Gleichzeitig sinkt aber die gute und sichere Unterscheidbarkeit, was den Ort der Übertemperatur angeht.In the region of one of the heating circuits, the sensor electrode sections of both sensor electrodes can have the same width. Thus, if approximately equal fault currents are detected at both sensor electrodes, then there is an excess temperature in this area or at the corresponding heating circuit. In the region of the other two heating circuits, the sensor electrode sections of the two sensor electrodes may each have different, advantageously significantly different, widths. Thus, even in the case that a significantly larger fault current is detected at one sensor electrode than at the other, it is possible to distinguish the presence of the excess temperature at one of these two heating circuits. A subdivision into even more than three areas or heating circuits is possible. At the same time, however, the good and certainty of distinctness as regards the location of the overtemperature is decreasing.

Zur guten Abdeckung der Heizkreise und vor allem auch zur Unterscheidung mit unterschiedlich breiten Sensorelektrodenabschnitten wird es als vorteilhaft angesehen, wenn über jedem Heizkreis jede Sensorelektrode mindestens zwei Sensorelektrodenabschnitte aufweist, vorzugsweise mindestens drei. Dann sind auch die Breiten der jeweiligen Sensorelektrodenabschnitte nicht so groß, und es ist sichergestellt, dass eine Übertemperatur sich an mindestens zwei, vorteilhaft mindestens drei, Sensorelektrodenabschnitten durch das Ansteigen der Fehlerströme auswirkt.For good coverage of the heating circuits and, above all, for differentiation with sensor electrode sections of different widths, it is considered advantageous if, over each heating circuit, each sensor electrode has at least two sensor electrode sections, preferably at least three. Then, the widths of the respective sensor electrode sections are not so large, and it is ensured that an excess temperature at least two, advantageously at least three, sensor electrode sections by the increase of the fault currents.

Einerseits ist es zwar möglich, wie zuvor beschrieben, den Träger flach auszubilden, beispielsweise als eine Art Platte, und an einen Behälter oder Kanal anzuschließen, insbesondere thermisch anzuschließen, in dem ein zu erhitzendes Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit, ist oder hindurchfließt. Beispiele hierfür sind in einem Boiler und in einem Wasserkocher als Boden.On the one hand, it is possible, as described above, to make the support flat, for example as a kind of plate, and to connect to a container or channel, in particular thermally connect, in which a fluid to be heated, in particular a liquid, or flows therethrough. Examples of this are in a boiler and in a kettle as a floor.

Andererseits ist der Träger der Heizeinrichtung besonders vorteilhaft als Rohr ausgebildet und somit ein Behälter für zu erhitzende Flüssigkeit, indem diese sozusagen permanent steht. Durch Erhitzen wird sie verdampft, beispielsweise zur Nutzung in einem Dampfgarer. Durch den Kontakt mit dem Fluid, insbesondere einer Flüssigkeit, kann allgemein sehr gut die Wärme von den Heizelementen der Heizkreise abgenommen werden. Erst wenn hier Probleme entstehen oder beispielsweise beim Erhitzen von Wasser Verkalkungen auftreten, die die Abnahme von Wärme verschlechtern, können vorgenannte Übertemperaturen auftreten. Diese gilt es eben zu erkennen und dann den Betrieb mit einer solchen Übertemperatur zu vermeiden, da ansonsten eine dauerhafte Beschädigung der Heizeinrichtung auftreten kann. Bei einem rohrförmigen Träger sind die Heizkreise vorteilhaft entlang der Längsachse des Rohres getrennt voneinander ausgebildet. Dabei sollten sie weitgehend um den Träger umlaufen, vorteilhaft nach Art einer Manschette, so dass eine möglichst große Fläche des Trägers mit den Heizkreisen bzw. deren Heizelementen überdeckt ist für einen möglichst guten und gleichmäßigen Leistungseintrag. Dabei ist es möglich, dass die Sensorelektrodenabschnitte zu einem Großteil, insbesondere alle Sensorelektrodenabschnitte, in einem rechten Winkel zu der Längsachse des Rohres verlaufen. Insbesondere wenn mit der Heizeinrichtung Wasser erhitzt werden soll, sollten die Sensorelektrodenabschnitte, unter Umständen auch die Heizelemente der Heizkreise, parallel zu einer Wasseroberfläche verlaufen. Damit ist auch eine sinnvolle Aufteilung der Heizkreise zur abgestimmten Beheizung je nach Füllhöhe in dem Rohr möglich.On the other hand, the carrier of the heating device is particularly advantageously designed as a tube and thus a container for liquid to be heated by this, so to speak permanent. It is evaporated by heating, for example for use in a steamer. By the contact with the fluid, in particular a liquid, the heat can generally be removed very well from the heating elements of the heating circuits. Only when problems arise here or, for example, when heating water occur calcifications that worsen the decrease of heat, the aforementioned excess temperatures can occur. This is just to recognize and then to avoid the operation with such an excess temperature, otherwise a permanent damage to the heater may occur. In a tubular support, the heating circuits are advantageously separated along the longitudinal axis of the tube educated. They should largely revolve around the carrier, advantageously in the manner of a sleeve, so that the largest possible area of the carrier is covered with the heating circuits or their heating elements for the best possible and uniform power input. It is possible that the sensor electrode sections extend to a large extent, in particular all sensor electrode sections, at a right angle to the longitudinal axis of the tube. In particular, when water is to be heated with the heater, the sensor electrode sections, possibly also the heating elements of the heating circuits should run parallel to a water surface. Thus, a meaningful division of the heating circuits for coordinated heating depending on the level in the pipe is possible.

Eine Übertemperatur kann allgemein dann erkannt werden, wenn ein Fehlerstrom an einer Sensorelektrode um mindestens 10% bis 50% ansteigt bzw. mehr als 10mA bis 50mA beträgt. Sollte er nur an einer Sensorelektrode ansteigen, so liegt sehr wahrscheinlich bei der anderen Sensorelektrode ein Fehlerfall vor. Dies sollte einem Benutzer signalisiert werden und dann kann nach einer bestimmten Zeit, wenn der Benutzer nicht eingreift, beispielsweise nach einer Minute bis fünf Minuten, die Heizleistung reduziert oder sogar ganz abgeschaltet werden.An overtemperature can generally be detected when a fault current at a sensor electrode increases by at least 10% to 50% or is more than 10 mA to 50 mA. Should it rise only at one sensor electrode, then there is very likely to be a fault with the other sensor electrode. This should be signaled to a user and then after a certain time, if the user does not intervene, for example, after one minute to five minutes, the heating power can be reduced or even completely shut off.

In Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass in einem elektrischen Eingangskreis einer Auswertung für die Temperatursensoreinrichtung zwei Schutzschaltungen mit jeweils zwei Widerständen angeordnet sind. Dadurch lässt sich die Auswertung bzw. eine entsprechende Steuereinrichtung schützen.In an embodiment of the invention, it is possible for two protective circuits each having two resistors to be arranged in an electrical input circuit of an evaluation for the temperature sensor device. As a result, the evaluation or a corresponding control device can be protected.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, eine Kurzschluss- bzw. Kabelbruchprüfung durchzuführen. Dabei kann ein hochfrequentes Signal in eine der beiden Sensorelektroden eingespeist werden. Dies erfolgt vorteilhaft über eine kapazitive Entkopplung mittels eines Kondensators odgl.. Das Signal wird dann über die andere der beiden Sensorelektroden mittels einer Steuereinrichtung rückgelesen und sollte bei funktionierender Temperatursensoreinrichtung dem eingespeisten Signal entsprechen. Wird eine Abweichung der Signalform und/oder der Signalhöhe um beispielsweise mindestens 5% erkannt, so wird dies als Fehler gewertet. Dann kann ein Signal an einen Benutzer ausgegeben werden und der Betrieb der Heizeinrichtung kann geändert werden, insbesondere wird eine Leistungsreduzierung vorgenommen oder gleich ein ganzer Heizkreis oder sogar die gesamte Heizeinrichtung abgeschaltet.In a further embodiment of the invention, it is possible to perform a short circuit or cable breakage test. In this case, a high-frequency signal can be fed into one of the two sensor electrodes. This is advantageously done via a capacitive decoupling means of a capacitor or the like. The signal is then read back via the other of the two sensor electrodes by means of a control device and should correspond to the fed signal when the temperature sensor device is functioning. If a deviation of the signal shape and / or the signal level is detected by, for example, at least 5%, this is regarded as an error. Then, a signal can be output to a user and the operation of the heater can be changed, in particular, a power reduction is made, or an entire heating circuit or even the entire heater is turned off.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich alleine 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 und Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer AllgemeingültigkeitThese and other features are apparent from the claims and from the description and drawings, wherein the individual features in each case alone or to several be realized in the form of sub-combinations in one embodiment of the invention and in other fields and can represent advantageous and protectable versions for which protection is claimed here. The subdivision of the application into individual sections and intermediate headings does not limit the statements made thereunder in their generality

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

  • Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung mit drei nebeneinander angeordneten Heizkreisen mit Heizelementen und einer Temperatursensoreinrichtung,
  • Fig. 2 eine schematisierte Ansicht der Heizeinrichtung aus Fig. 1 mit detaillierter Darstellung der Temperatursensoreinrichtung samt deren Ansteuerung,
  • Fig. 3 eine Abwandlung der Heizeinrichtung aus Fig. 2 mit unterschiedlich breiten Sensorelektrodenabschnitten und
  • Fig. 4 in weiterer Abwandlung eine Heizeinrichtung entsprechend Fig. 1 mit anders ausgebildeter Temperatursensoreinrichtung.
Embodiments of the invention are shown schematically in the drawings and are explained in more detail below. In the drawings show:
  • Fig. 1 a top view of a heating device according to the invention with three heating circuits arranged side by side with heating elements and a temperature sensor device,
  • Fig. 2 a schematic view of the heater off Fig. 1 with detailed representation of the temperature sensor device including its control,
  • Fig. 3 a modification of the heater Fig. 2 with different width sensor electrode sections and
  • Fig. 4 in a further modification, a heating device accordingly Fig. 1 with differently designed temperature sensor device.

Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description of the embodiments

In der Fig. 1 ist eine aufrecht stehende erfindungsgemäße Heizeinrichtung 11 dargestellt, die einen rundzylindrischen rohrartigen Behälter 12 aus Metall aufweist. An einer Außenseite 13 des Behälters 12 sind streifenartig ausgebildete Heizelemente 15 vorgesehen, die, wie dargestellt, entlang etwa 75% bis 90% des Außenumfangs des Behälters 12 verlaufen. Obere Heizelemente 15a und das oberste Heizelement 15a' bilden einen oberen Heizkreis 16a. Mittlere Heizelemente 15b bilden einen mittleren Heizkreis 16b, und untere Heizelemente 15c bilden einen unteren Heizkreis 16c. Dabei sind die mittleren Heizelemente 15b des mittleren Heizkreises 16b und die unteren Heizelemente 15c des unteren Heizkreises 16c sowie die Heizkreise 16b und 16c identisch zueinander ausgebildet. Der obere Heizkreis 16a ist insofern unterschiedlich, als dass hier das oberste Heizelement 15a' mit einem Abstand von etwa 60% einer Breite der normalen Heizelemente 15a darüber verläuft, also erhöhten Abstand aufweist.In the Fig. 1 an upright heater 11 according to the invention is shown, comprising a round cylindrical tubular container 12 made of metal. On an outer side 13 of the container 12, strip-like heating elements 15 are provided which, as shown, run along approximately 75% to 90% of the outer circumference of the container 12. Upper heating elements 15a and the uppermost heating element 15a 'form an upper heating circuit 16a. Middle heating elements 15b form a middle heating circuit 16b, and lower heating elements 15c form a lower heating circuit 16c. Here, the middle heating elements 15b of the middle heating circuit 16b and the lower heating elements 15c of the lower heating circuit 16c and the heating circuits 16b and 16c are formed identical to each other. The upper heating circuit 16a is different in that than that here the uppermost heating element 15a 'at a distance of about 60% of a width of the normal heating elements 15a extends over it, so having increased distance.

Elektrisch kontaktiert sind die Heizkreise 16a bis 16c über Kontaktfelder 18, und zwar der obere Heizkreis 16a über die Kontaktfelder 18a und 18a'. Der mittlere Heizkreis 16b weist die Kontaktfelder 18b und 18b' auf, und der untere Heizkreis 16c die Kontaktfelder 18c und 18c'. Des Weiteren sind noch Zusatzkontakte 20a' sowie 20a bis 20c vorgesehen, und zwar für den mittleren Heizkreis 16b bzw. den unteren Heizkreis 16c jeweils ein Zusatzkontakt 20b bzw. 20c. Der obere Heizkreis 16a weist einen Zusatzkontakt 20a auf mit einer Anordnung ähnlich wie beim mittleren Heizkreis 16b. Am obersten Heizelement 15a' ist noch ein weiterer Zusatzkontakt 20a' vorgesehen.The heating circuits 16a to 16c are electrically contacted via contact fields 18, specifically the upper heating circuit 16a via the contact fields 18a and 18a '. The middle heating circuit 16b has the contact fields 18b and 18b ', and the lower heating circuit 16c the contact fields 18c and 18c'. Furthermore, additional contacts 20a 'and 20a to 20c are provided, specifically for the middle heating circuit 16b and the lower heating circuit 16c, in each case one additional contact 20b or 20c. The upper heating circuit 16a has an auxiliary contact 20a with an arrangement similar to the middle heating circuit 16b. At the top heating element 15a 'is still another additional contact 20a' is provided.

Im linken Bereich sind an den Heizkreisen 16a bis 16c SMD-Temperatursensoren 21a bis 21c vorgesehen, die die eingangs beschriebenen diskreten Temperatursensoren bilden. Für jeden SMD-Temperatursensor 21a bis 21c sind zwei Temperatursensor-Kontaktfelder 22a und 22a', 22b und 22b' sowie 22c und 22c' vorgesehen. Sie sind elektrisch völlig von den Heizkreisen 16a bis 16c getrennt. Diese diskreten Temperatursensoren eignen sich zwar gut zur Bestimmung der Temperatur des Wassers in der Heizeinrichtung 11, aber nicht zur Lokalisierung eines Bereichs mit einer Übertemperatur. Dazu ist ihr Überwachungsbereich viel zu klein.In the left-hand area, SMD temperature sensors 21a to 21c, which form the discrete temperature sensors described above, are provided on the heating circuits 16a to 16c. For each SMD temperature sensor 21a to 21c, two temperature sensor contact pads 22a and 22a ', 22b and 22b' and 22c and 22c 'are provided. They are completely separated electrically from the heating circuits 16a to 16c. While these discrete temperature sensors are well suited for determining the temperature of the water in the heater 11, they are not suitable for locating a region of overtemperature. In addition, their surveillance area is far too small.

In der Mitte des Behälters 12 ist entlang seiner Längsachse ein Streifenbereich 27 vorgesehen, in dem eine Schweißnaht 28 verläuft, da der rohrförmige Behälter 12 aus einem Blech geformt ist und die aneinanderliegenden Kanten eben miteinander verschweißt sind. Unten ist an dem Behälter 12 ein sogenannter Außenseitenkontakt 30 angebracht, beispielsweise zur Erdung.In the middle of the container 12, a strip region 27 is provided along its longitudinal axis, in which a weld 28 extends, since the tubular container 12 is formed from a sheet and the adjacent edges are welded together. At the bottom of the container 12, a so-called outer side contact 30 is mounted, for example, for grounding.

Wie eingangs erläutert worden ist, ist es entweder möglich, eine dielektrische Sensorschicht auf den Heizelementen 15 bzw. den Heizkreisen homogen bzw. aus demselben Material oder Glas herzustellen. Alternativ können aber auch zwei unterschiedlich leitfähige Materialien bzw. Gläser verwendet werden. Diese können sogar übereinander und/oder aufeinander aufgebracht werden, wobei sie jeweils einzeln kontaktiert werden müssen. Die Sensorschicht bildet sozusagen einen flächigen, temperaturabhängigen elektrischen Widerstand, der bei Temperaturen bis etwa 80°C, wobei diese Temperatur einstellbar ist, einen sehr hohen elektrischen Widerstand aufweist und somit kein Strom über die Isolationsschicht fließt. Steigt die Temperatur auch nur in einem kleinen Bereich weiter an und erreicht sie beispielsweise 100°C, so nimmt der elektrische Widerstand ab. Bei Temperaturen von beispielsweise 150°C oder 200°C kann der Widerstand in diesem kleinen Bereich so weit abgenommen haben, dass zwar noch die elektrischen Isolationseigenschaften ausreichend gegeben sind, um die Heizkreise 16a bis 16c problemlos zu betreiben. Es kann aber schon ein Ableitstrom bzw. Fehlerstrom sicher erfasst werden, der im Bereich dieser Temperaturen fließen kann.As already explained, it is either possible to produce a dielectric sensor layer on the heating elements 15 or the heating circuits homogeneously or from the same material or glass. Alternatively, however, two differently conductive materials or glasses can be used. These can even be superimposed and / or applied to each other, each of which must be contacted individually. The sensor layer forms, as it were, a planar, temperature-dependent electrical resistance which has a very high electrical resistance at temperatures up to about 80 ° C., this temperature being adjustable, and thus no current flows via the insulating layer. If the temperature continues to increase even in a small range and reaches, for example, 100 ° C., the electrical resistance decreases. At temperatures of for example 150 ° C or 200 ° C, the resistance have decreased so far in this small area that, although still the electrical insulation properties are given sufficient to operate the heating circuits 16a to 16c easily. However, it is already possible to reliably detect a leakage current or fault current which can flow in the range of these temperatures.

Zu derart hohen und deutlich über 100°C liegenden Temperaturen kann es beim Betrieb der Heizeinrichtung 11 bzw. eines damit versehenen Verdampfers und beim Verdampfen von Wasser eigentlich nur dann kommen, wenn einerseits durch Leerkochen kein Wasser mehr vorhanden ist oder andererseits durch starke Verkalkung an einer Stelle die Wärmeabnahme nicht mehr groß genug ist, so dass es zu der Überhitzung kommt. In dem ersten Fall, dass sich in einem solchen Bereich allgemein kein Wasser mehr befindet, kann eine Gegenkontrolle vorgenommen werden mit dem Zustand des jeweiligen SMD-Temperatursensors 21a bis 21c, vor allem des obersten Temperatursensors 21 a. Stellt dieser auch eine Temperatur von über 100°C fest, so ist offensichtlich der Füllstand des Wassers abgesunken. Stellt aber gerade der oberste SMD-Temperatursensor 21 a noch eine Temperatur von maximal 100°C fest, so liegt eine deutlich höhere, von den Sensorelektroden zusammen mit der Sensorschicht 25 festgestellte höhere Temperatur als Übertemperatur aufgrund einer zu starken Verkalkung an der Innenseite des Behälters 12 vor. Je nach Größe des flächigen Bereichs bzw. nach Höhe der Übertemperatur kann der entsprechende Heizkreis 16 weiterbetrieben werden oder aber abgeschaltet werden. In jedem Fall kann eine eingangs beschriebene Signalisierung an eine Bedienperson erfolgen, um darauf aufmerksam zu machen, dass die Heizeinrichtung 11 bzw. der Verdampfer entkalkt werden muss.To such high and significantly above 100 ° C temperatures may occur during operation of the heater 11 or a vaporizer provided with it and the evaporation of water actually only when on the one hand by emptying no more water or on the other hand by strong calcification on a Place the heat loss is no longer large enough, so that it comes to overheating. In the first case that there is generally no more water in such a region, a countercheck can be made with the state of the respective SMD temperature sensor 21a to 21c, especially the uppermost temperature sensor 21 a. If this also determines a temperature of over 100 ° C, then obviously the level of the water has dropped. If, however, even the uppermost SMD temperature sensor 21a still determines a temperature of at most 100 ° C., then a significantly higher temperature, determined by the sensor electrodes together with the sensor layer 25, than overtemperature due to excessive calcification on the inside of the container 12 in front. Depending on the size of the area or on the amount of excess temperature, the corresponding heating circuit 16 can continue to be operated or switched off. In any case, an initially described signaling to an operator to make attentive that the heater 11 and the evaporator must be descaled.

Die stark schematisierte Darstellung der Heizeinrichtung 11 in der Fig. 2 soll sozusagen eine Draufsicht auf den Träger sein im abgewickelten Zustand bzw. wenn das Trägerrohr des Behälters 12 aufgeschnitten wäre, also plan liegt. Zu erkennen sind die drei Heizkreise 16a bis 16c, wobei deren Unterteilung in die einzelnen Heizelemente hier nicht dargestellt ist, weil sie für diesen Aspekt der Erfindung keine Rolle spielt. Auch die Kontaktierung der Ansteuerung der Heizkreise 16a bis 16c ist hier nicht dargestellt. Lediglich für den Heizkreis 16c sind dessen Kontaktfelder 18c und 18c' schematisiert dargestellt. Aus dieser Fig. 2 ist gut zu ersehen, dass die drei Heizkreise 16a bis 16c voneinander getrennte Bereiche einnehmen.The highly schematic representation of the heater 11 in the Fig. 2 should be, so to speak, a plan view of the carrier in the unwound state or if the support tube of the container 12 would be cut, so it lies flat. Evident are the three heating circuits 16a to 16c, wherein the subdivision into the individual heating elements is not shown here, because it plays no role for this aspect of the invention. The contacting of the control of the heating circuits 16a to 16c is not shown here. Only for the heating circuit 16c whose contact fields 18c and 18c 'are shown schematically. From this Fig. 2 It can be clearly seen that the three heating circuits 16a to 16c occupy separate areas.

Auf die Heizkreise 16a bis 16c ist die Temperatursensoreinrichtung 30 aufgebracht, und zwar zuerst vollflächig die vorgenannte Sensorschicht 32 direkt auf die Heizkreise 16. Diese Sensorschicht 32 weist mindestens die Flächen der drei Heizkreise 16a bis 16c auf, vorteilhaft ist es eine vollflächige bzw. durchgängige Sensorschicht. Sie kann beispielsweise die Flächen der Heizkreise 16 a bis 16c leicht überlappen und bis an oder kurz vor den Rand des Behälters 12 als Träger reichen. Die Sensorschicht ist direkt auf die Heizkreise 16 a bis 16c aufgebracht und besteht aus einem vorgenannten elektrisch isolierenden Material, vorteilhaft einem aus dem Stand der Technik bekannten Glasmaterial. Dieses ist bei Raumtemperatur und auch bei Temperaturen im Betrieb der Heizeinrichtung 11 zum Kochen bzw. Verdampfen von Wasser, also etwa 100°C, elektrisch isolierend mit einem nahezu unendlich großen elektrischen Widerstand. Bei vorgenannten Übertemperaturen ab 150°C, vorteilhaft zwischen 200°C und 300°C, sinkt der elektrische Widerstand und ein vorbeschriebener Fehlerstrom, auch Ableitstrom genannt, kann durch die Sensorschicht 32 hindurchgehen. Derartige Übertemperaturen können auftreten, wenn entweder im Bereich an einem Heizelement bzw. an einem Heizkreis 16a bis 16c kein Wasser mehr vorhanden ist, das die entstehende Wärme abnimmt. Alternativ kann an der Innenseite des Behälters 12 eine starke Verkalkung zustande gekommen sein, welche ebenfalls eine Wärmeabnahme erschwert. Üblicherweise weisen die Bereiche solcher Übertemperaturen einen Durchmesser zwischen 0,5cm und 1,5cm bis maximal 2cm auf, wenn der Behälter 12 etwa 20cm bis 30cm lang ist und einen Durchmesser von etwa 6cm bis 10cm aufweist. Sehr kleine lokale Übertemperaturen treten eher selten auf, da hier die Wärmequerleitung des Behälters 12 für eine ausreichende Wärmeverteilung sorgt. Deutlich größere Bereiche mit Übertemperatur treten ebenfalls sehr selten auf, da dann nämlich in ihrem Zentralbereich bereits deutlich früher eine Übertemperatur aufgetreten wäre, die erkannt und unterbunden werden sollte.On the heating circuits 16a to 16c, the temperature sensor device 30 is applied, namely first the entire surface of the aforementioned sensor layer 32 directly to the heating circuits 16. This sensor layer 32 has at least the surfaces of the three heating circuits 16a to 16c, it is advantageous a full-surface or continuous sensor layer. It may, for example, slightly overlap the surfaces of the heating circuits 16a to 16c and extend to or just before the edge of the container 12 as a carrier. The sensor layer is applied directly to the heating circuits 16 a to 16 c and consists of an aforementioned electrically insulating material, advantageously a known from the prior art glass material. This is at room temperature and also at temperatures in the operation of the heater 11 for cooking or evaporation of water, ie about 100 ° C, electrically insulating with a nearly infinite electrical resistance. In the case of the aforementioned excess temperatures above 150 ° C., advantageously between 200 ° C. and 300 ° C., the electrical resistance and a prescribed fault current, also referred to as the leakage current, can pass through the sensor layer 32. Such overtemperatures can occur if there is no longer any water either in the region on a heating element or on a heating circuit 16a to 16c which reduces the heat generated. Alternatively, a strong calcification may have come about on the inside of the container 12, which also makes a heat loss difficult. Typically, the areas of such overtemperatures have a diameter between 0.5cm and 1.5cm to a maximum of 2cm when the container 12 is about 20cm to 30cm long and has a diameter of about 6cm to 10cm. Very small local excess temperatures occur more rarely, since here the thermal cross-conduction of the container 12 ensures sufficient heat distribution. Significantly larger areas with excess temperature also occur very rarely, because then in their central area already much earlier an overtemperature would have occurred, which should be detected and prevented.

Auf die Sensorschicht 32 wiederum sind Sensorelektroden 34a und 34b aufgebracht, und zwar in einer Elektrodenschicht. Dabei sind die Sensorelektroden beiden 34a und 34b voneinander getrennt mit einem Abstand von 1 mm bis 3mm bzw. maximal 5mm. Die Sensorelektroden 34a und 34b weisen grundsätzlich gleiche Ausgestaltung auf, von einem sich an der Seite entlangziehenden Basisabschnitt 36a und 36b gehen jeweils aufeinander zu die Sensorelektrodenabschnitte 37ac, 37ab und 37aa sowie 37bc, 37bb und 37ba ab. Deren Breite beträgt etwa 5mm bis 1,2cm. Es entsteht eine kammartige Struktur der ineinandergreifenden Sensorelektrodenabschnitte 37. Es ist zu erkennen, dass diese Sensorelektrodenabschnitte 37 ziemlich genau nur die Flächen der Heizkreise 16a bis 16c bedecken, in den Zwischenräumen bzw. neben den Heizkreisen kann ohnehin keine Übertemperatur auftreten. Dargestellt sind hier jeweils drei Sensorelektrodenabschnitte 37 der beiden Sensorelektroden 34a und 34b der Temperatursensoreinrichtung 30 pro Heizkreis 16. Es könnten aber auch mehr Sensorelektrodenabschnitte 37 sein. Weniger als zwei sollten es jedoch nicht sein. Es ist auch zu erkennen, dass sämtliche Sensorelektrodenabschnitte 37 dieselbe Breite sowie denselben Abstand zueinander aufweisen.In turn, sensor electrodes 34a and 34b are applied to the sensor layer 32, specifically in an electrode layer. The sensor electrodes 34a and 34b are separated from each other at a distance of 1 mm to 3 mm or a maximum of 5 mm. In principle, the sensor electrodes 34a and 34b have the same configuration, and the sensor electrode sections 37ac, 37ab and 37aa and 37bc, 37bb and 37ba come off each other from a base-side base section 36a and 36b. Their width is about 5mm to 1.2cm. A comb-like structure of the interdigitated sensor electrode sections 37 is created. It can be seen that these sensor electrode sections 37 cover the surfaces of the heating circuits 16a to 16c in a fairly accurate manner, and no overtemperatures can occur in the gaps or next to the heating circuits anyway. Shown here are each three sensor electrode sections 37 of the two sensor electrodes 34a and 34b of the temperature sensor device 30 per heating circuit 16. But it could also be more sensor electrode sections 37. It should not be less than two. It can also be seen that all Sensor electrode sections 37 have the same width and the same distance from each other.

Sensorzuleitungen 39a und 39b der Sensorelektroden 34a und 34b führen jeweils zu Schutzschaltungen 41 a und 41 b. Jede dieser Schutzschaltungen 41 a und 41 b weist zwei hintereinander geschaltete Widerstände R1a und R2a bzw. R1b und R2b auf. Dahinter geschaltet sind jeweils eine Diode Da und Db sowie eine Zener-Diode ZDa und ZDb. Die Schutzschaltungen 41a und 41b sind an eine möglicherweise entfernt angeordnete Steuervorrichtung 43 zur Auswertung der Temperatursensoreinrichtung 30 angeschlossen. So ist es möglich, dass die Schutzschaltungen 41a und 41b sogar auf dem Behälter 12 als Träger angeordnet sind, die Steuervorrichtung jedoch separat ist und beispielsweise mit einer Steuerung für ein gesamtes Elektrogerät, in dem die Heizeinrichtung verbaut ist, kombiniert oder integriert ist.Sensor leads 39a and 39b of the sensor electrodes 34a and 34b lead to protection circuits 41a and 41b, respectively. Each of these protection circuits 41 a and 41 b has two series-connected resistors R1a and R2a and R1b and R2b. Behind each are connected a diode Da and Db and a Zener diode ZDa and ZDb. The protection circuits 41a and 41b are connected to a possibly remote control device 43 for evaluation of the temperature sensor device 30. Thus, it is possible that the protection circuits 41a and 41b are even arranged on the container 12 as a carrier, but the control device is separate and is combined or integrated, for example, with a control for an entire electrical appliance in which the heating device is installed.

Die Steuervorrichtung 43 weist vor einen Mikrocontroller 44 vorgeschaltet Vorwiderstände und Vorkondensatoren auf. Dem Mikrocontroller 44 nachgeschaltet ist eine weitere Beschaltung, die zu Ausgängen L, SL, SN und N führt.The control device 43 has series resistors and precondensers upstream of a microcontroller 44. Downstream of the microcontroller 44 is a further circuit, which leads to outputs L, SL, SN and N.

Im Heizkreis 16a ist ein Übertemperaturbereich 46 eingezeichnet. Sein Zentrum liegt über dem mittleren Sensorelektrodenabschnitt 37ba, überlappt aber auch gleichzeitig den mittleren Sensorelektrodenabschnitt 37aa und auch den links davon liegenden etwas. Somit kann an beiden Sensorelektroden 34a und 34b ein Fehlerstrom ib und ia registriert werden. Diese Fehlerströme ia und ib fließen abhängig von der Widerstandsveränderung der Sensorschicht 32 im Übertemperaturbereich 46. Dabei zählt aber nicht nur die flächenmäßige Überdeckung des Übertemperaturbereichs 46 über den Sensorelektrodenabschnitten 37, sondern auch die jeweils vorhandene Temperatur. Übersteigt ein festgestellter Fehlerstrom einen Fehlerstrom-Schwellwert, der festgelegt ist, so wird dies als Übertemperatur erkannt und löst einen Fehlerfall aus. Dabei kann ein Signal ausgegeben werden, möglicherweise kann auch eine vorbeschriebene Reduzierung der Heizleistung oder sogar eine Abschaltung vorgenommen werden. Ein Fehlerstrom sollte 0,7mA nicht überschreiten. Ein Fehlerstrom-Schwellwert kann zu beispielsweise 0,2mA bis 0,5mA gewählt werden.In the heating circuit 16a an overtemperature region 46 is located. Its center lies above the central sensor electrode section 37ba, but also simultaneously overlaps the central sensor electrode section 37aa and also the one to the left thereof. Thus, a fault current ib and ia can be registered at both sensor electrodes 34a and 34b. These fault currents ia and ib flow depending on the change in resistance of the sensor layer 32 in the overtemperature region 46. However, not only does the areal coverage of the over-temperature region 46 over the sensor electrode sections 37 count, but also the respectively existing temperature. If a detected fault current exceeds a fault current threshold that has been set, this is detected as an overtemperature and triggers an error. In this case, a signal can be output, possibly also a prescribed reduction of the heating power or even a shutdown can be made. A fault current should not exceed 0.7mA. A fault current threshold may be selected to be, for example, 0.2mA to 0.5mA.

Aus der Fig. 2 ist auch ersichtlich, dass bereits mit einer der Sensorelektroden 34a oder 34b bzw. deren Sensorelektrodenabschnitten 37 ein Fall einer solchen Übertemperatur bzw. ein Übertemperaturbereich 46 erkannt werden könnte. Somit kann eine Zwei-Fehlersicherheit erreicht werden, die Temperatursensoreinrichtung 30 funktioniert also auch nur mit einem ihrer Temperatursensoren. Die beiden Schutzwiderstände in den Schutzschaltungen 41 dienen dazu, im Ein-Fehlerfall eine Beschädigung oder elektrische Zerstörung der Steuervorrichtung 43 zu vermeiden. Die Zener-Dioden ZD begrenzen die Sensorspannung auf Kleinsignalpegel.From the Fig. 2 It can also be seen that even with one of the sensor electrodes 34a or 34b or their sensor electrode sections 37, a case of such an overtemperature or an excess temperature region 46 could be detected. Thus, a two-fault safety can be achieved, the temperature sensor device 30 thus only works with one of them Temperature sensors. The two protective resistors in the protective circuits 41 serve to avoid damage or electrical destruction of the control device 43 in the event of a fault. The Zener diodes ZD limit the sensor voltage to low signal level.

Anhand der Fig. 2 ist auch leicht zu erkennen, dass jeweils zwei solcher Sensorelektroden mit kammartig ineinandergreifenden Sensorelektrodenabschnitten getrennt voneinander pro Heizkreis 16 vorgesehen sein könnte. Dann allerdings verdreifacht sich sowohl der Anschlussaufwand als auch der Aufwand für die Schutzschaltungen und an der Steuervorrichtung 43, zumindest bezüglich ihrer Beschaltung. Insofern ist dies zwar möglich, aber mit signifikantem zusätzlichem Aufwand verbunden. Dennoch wäre es natürlich wünschenswert, einen solchen Fall eines Übertemperaturbereichs auf den entsprechenden Heizkreis 16 beschränken zu können, damit nur dieser in seiner Leistung reduziert oder abgeschaltet werden kann. Eine Leistungsreduzierung kann beispielsweise so weit stattfinden, dass zwar noch Heizleistung erzeugt wird und Wärme in das zu erhitzende Fluid eingebracht wird, aber eben eine gefährliche Übertemperatur nicht mehr besteht.Based on Fig. 2 It is also easy to see that in each case two such sensor electrodes with comb-like interdigitated sensor electrode sections could be provided separately for each heating circuit 16. Then, however, both the connection costs and the cost of the protective circuits and on the control device 43 triples, at least with respect to their wiring. In this respect, this is possible, but associated with significant additional effort. Nevertheless, it would of course be desirable to be able to limit such a case of an excess temperature range to the corresponding heating circuit 16, so that only this can be reduced in power or switched off. A power reduction can, for example, take place so far that while heating power is still generated and heat is introduced into the fluid to be heated, but just a dangerous excess temperature no longer exists.

Um diese Möglichkeit der Lokalisierung eines Übertemperaturbereichs für einen der Heizkreise zu ermöglichen, kann die Konfiguration von Sensorelektroden 134a und 134b entsprechend der Heizeinrichtung 111 bei der Fig. 3 gewählt werden. Beide Sensorelektroden 134a und 134b weisen entsprechend der Fig. 2 Sensorzuleitungen 139a und 139b sowie Basisabschnitte 136 a und 136b auf. Die davon abstehenden Sensorelektrodenabschnitte 137 jedoch sind unterschiedlich ausgebildet.In order to enable this possibility of locating an over-temperature range for one of the heating circuits, the configuration of sensor electrodes 134a and 134b corresponding to the heater 111 in the case of FIG Fig. 3 to get voted. Both sensor electrodes 134a and 134b correspond to FIG Fig. 2 Sensor leads 139 a and 139 b and base portions 136 a and 136 b on. However, the sensor electrode portions 137 projecting therefrom are formed differently.

Über dem ganz rechten Heizkreis 116a sind die vom Basisabschnitt 136a der Sensorelektrode 34a nach unten abstehenden drei Sensorelektrodenabschnitte 137aa relativ dünn bzw. schmaler als in Fig. 2. Die entsprechenden Sensorelektrodenabschnitte 137ba der anderen Sensorelektrode 134b, die vom unteren Basisabschnitt 136b nach oben stehen, sind dagegen breiter als bei der Fig. 2, im hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind sie etwa doppelt so breit. Über dem mittleren Heizkreis 116b sind die jeweiligen Sensorelektrodenabschnitte 137ab und 137bb gleich breit. Über dem linken Heizkreis 116c sind die Verhältnisse umgekehrt wie über dem rechte Heizkreis 116a. Die von oben nach unten reichenden Sensorelektrodenabschnitte 137ac sind erheblich breiter und insbesondere doppelt so breit wie die von unten nach oben stehenden Sensorelektrodenabschnitte 137bc.Above the rightmost heating circuit 116a, the three sensor electrode portions 137aa projecting downward from the base portion 136a of the sensor electrode 34a are relatively thin and narrower than in FIG Fig. 2 , On the other hand, the respective sensor electrode portions 137ba of the other sensor electrode 134b, which are upwardly projected from the lower base portion 136b, are wider than those in FIG Fig. 2 in the embodiment shown here they are about twice as wide. Above the middle heating circuit 116b, the respective sensor electrode portions 137ab and 137bb are the same width. Above the left heating circuit 116c, the conditions are reversed as above the right heating circuit 116a. The top-to-bottom sensing electrode portions 137ac are significantly wider and, in particular, twice as wide as the bottom-up sensor electrode portions 137bc.

Durch diese Ausgestaltung der Breiten der Sensorelektrodenabschnitte über jeweils einem der Heizkreise 116 kann ein Vergleich der Größen der Fehlerströme ia und ib miteinander erfolgen und daraus der Schluss gezogen werden, im Bereich welches Heizkreises 116 sich ein Übertemperaturbereich 146 befindet. Ist nämlich ein Übertemperaturbereich 146 erneut entsprechend der Fig. 2 über dem rechten Heizkreis 116a aufgetreten, so ist aufgrund der größeren Breite der Sensorelektrodenabschnitte der Sensorelektrode 134b deren von der Übertemperatur betroffene bzw. überdeckte Fläche viel größer. Somit wird der Fehlerstrom ib deutlich größer sein als der Fehlerstrom ia, beispielsweise etwa doppelt so groß. Durch ein entsprechend deutlich unterschiedlich gewähltes Größenverhältnis, insbesondere 2:1 wie hier oder sogar noch unterschiedlicher, können auch Fälle eindeutig erkannt werden, in denen ein Zentrum des Übertemperaturbereichs zwar direkt über einem schmaleren Sensorelektrodenabschnitt 137 liegt, aber eben noch deutlich größere Flächenbereiche der Sensorelektrodenabschnitte der anderen Sensorelektrode überdeckt.As a result of this configuration of the widths of the sensor electrode sections via a respective one of the heating circuits 116, the sizes of the fault currents ia and ib can be compared with one another and the conclusion drawn in the area of which heating circuit 116 there is an excess temperature region 146. Namely, an over-temperature region 146 is again corresponding to the Fig. 2 has occurred over the right heating circuit 116a, so due to the greater width of the sensor electrode sections of the sensor electrode 134b whose affected by the overtemperature or covered area is much larger. Thus, the fault current ib will be significantly greater than the fault current ia, for example, about twice as large. By a correspondingly differently selected size ratio, in particular 2: 1 as here or even more different, cases can be clearly identified in which a center of the overtemperature region is indeed directly over a narrower sensor electrode section 137, but just significantly larger surface areas of the sensor electrode sections of covered by another sensor electrode.

Ist der Fehlerstrom ia deutlich größer als der Fehlerstrom ib, so wird ein Übertemperaturbereich wohl über dem linken Heizkreis 116c liegen. Sind die beiden Fehlerströme in etwa gleich, so wird ein Übertemperaturbereich wohl über dem mittleren Heizkreis 116b liegen. Wie zuvor dargelegt, kann nach dem Erkennen des betroffenen Heizkreises dessen Leistung reduziert werden, beispielsweise um 20% bis 50%. Dann wird in den meisten Fällen die Temperatur in dem Übertemperaturbereich zwar noch höher sein als üblich, aber nicht mehr in einem kritischen Bereich liegen. Dieses Erreichen eines kritischen Bereichs könnte ja im Übrigen sicher und eindeutig erkannt werden. Somit muss nicht die Heizleistung der gesamten Heizeinrichtung reduziert oder abgeschaltet werden.If the fault current ia is significantly greater than the fault current ib, an over-temperature range will probably be above the left-hand heating circuit 116c. If the two fault currents are approximately the same, then an excess temperature range will probably be above the middle heating circuit 116b. As stated above, after detecting the affected heating circuit, its power can be reduced, for example, by 20% to 50%. Then, in most cases, the temperature in the overtemperature region will still be higher than usual, but no longer in a critical range. Incidentally, this achievement of a critical area could certainly and definitely be recognized. Thus, the heating power of the entire heater need not be reduced or switched off.

Durch eine Aufteilung der Größenverhältnisse der Sensorelektrodenabschnitte zueinander könnten auch noch mehr als drei Flächenbereiche überwacht bzw. unterschieden werden. Dies macht aber bei einer hier dargestellten Heizeinrichtung mit drei Heizkreisen wenig Sinn. Erst wenn mehr Heizkreise vorhanden wären oder diese noch einmal untereinander unterteilt wären, würde dies Sinn machen. Gleichzeitig ist aber auch zu beachten, dass die Sicherheit der Erkennung einer Übertemperatur an sich auf alle Fälle Vorrang haben sollte vor sozusagen Zusatzfunktionen wie der Lokalisierung der Übertemperatur. Jedenfalls ist eine hier dargestellte Lokalisierung einer Übertemperatur gut möglich dadurch, dass die Fehlerströme ia und ib in etwa proportional der Flächenverhältnisse der jeweiligen Sensorelektroden sind.By dividing the size ratios of the sensor electrode sections to one another, even more than three surface areas could be monitored or distinguished. However, this makes little sense in a heater shown here with three heating circuits. It would only make sense if more heating circuits were available or if they were again subdivided among each other. At the same time, however, it should also be noted that the safety of detecting an overtemperature should in any case take precedence over, so to say, additional functions such as the localization of the overtemperature. In any case, a localization of an overtemperature shown here is easily possible because the fault currents ia and ib are approximately proportional to the area ratios of the respective sensor electrodes.

Des Weiteren ist hier auch gut zu ersehen, wie eine vorgenannte Kurzschluss- bzw. Kabelbruchprüfung durchgeführt werden kann. Dazu wird ein entsprechend geeignetes hochfrequentes Signal vom Frequenzanschluss 149 am Mikrocontroller 144 über eine Einkopplung 150 mittels der Sensorzuleitung 139b in die Sensorelektrode 134b eingespeist. Die Einkopplung 150 weist einen Kondensator zur kapazitiven Entkopplung auf. Über die andere Sensorelektrode kann das Signal dann rückgelesen werden mittels der Steuervorrichtung 143, und zwar über deren normalen Anschluss. Wenn hierbei gar kein Signal zurückkommt oder ein erheblich verändertes, beispielsweise um mindestens 5% bis 25% geändertes, so liegt ein Fehlerfall vor. Dies entspricht einer an sich üblichen Kurzschluss- bzw. Kabelbruchprüfung. Dieser kann entweder zur Leistungsreduzierung oder zum Abschalten der Heizeinrichtung 111 führen oder zumindest zur Ausgabe einer entsprechenden Fehlermeldung an einen Benutzer, vorteilhaft optisch und/oder akustisch. In der Fig. 4 ist eine weitere Heizeinrichtung 211 dargestellt, und zwar nicht im abgewickelten Zustand des Trägerrohrs wie bei den Fig. 2 und 3, sondern als Trägerrohr entsprechend Fig. 1 an sich. Während bei den Fig. 2 und 3 die Sensorelektrodenabschnitte kammartig bzw. fingerartig ineinandergreifend ausgestaltet sind, verlaufen Sensorelektrodenabschnitte 237a und 237b von Sensorelektroden 234a und 234b durchgängig nebeneinander, also sozusagen bifilar. Drei Heizkreise 216a, 216b und 216c sind auch hier auf einen Behälter 212 bzw. dessen Außenseite 213 in voneinander getrennten Bereichen aufgebracht. Die Sensorelektrodenabschnitte 237a und 237b verlaufen sozusagen in zwei Doppelwindungen über jeweils einem der Heizkreise 216. Der freie Streifen zwischen zwei Heizkreisen wird von den Sensorelektrodenabschnitten direkt überquert, was in der Praxis aber nicht rechtwinklig sein muss, wie hier dargestellt, sondern auch schräg erfolgen kann.Furthermore, it is also easy to see how an aforementioned short-circuit or cable break test can be performed. For this purpose, a correspondingly suitable high-frequency signal from the frequency connection 149 is fed to the microcontroller 144 via a coupling 150 by means of the sensor feed line 139b into the sensor electrode 134b. The coupling 150 has a capacitor for capacitive decoupling. The signal can then be read back via the other sensor electrode by means of the control device 143, via its normal connection. If no signal comes back or a significantly changed, for example, by at least 5% to 25% changed, so there is an error. This corresponds to a conventional short-circuit or cable break test. This can either lead to power reduction or to switch off the heating device 111 or at least to output a corresponding error message to a user, advantageously optically and / or acoustically. In the Fig. 4 a further heater 211 is shown, not in the unwound state of the support tube as in the Fig. 2 and 3 , but as a support tube accordingly Fig. 1 per se. While at the Fig. 2 and 3 the sensor electrode sections are configured comb-like or finger-like interlocking, extending sensor electrode sections 237a and 237b of sensor electrodes 234a and 234b continuously side by side, so to speak bifilar. Three heating circuits 216a, 216b and 216c are also applied here to a container 212 or its outer side 213 in separate regions. The sensor electrode sections 237a and 237b run, so to speak, into two double turns via one of the heating circuits 216. The free strip between two heating circuits is directly crossed by the sensor electrode sections, which in practice does not have to be rectangular, as shown here, but can also be oblique.

Auch hier ist zu ersehen, dass die Sensorelektrodenabschnitte 237a und 237b, ähnlich wie bei den Fig. 2 und 3, im Wesentlichen die gesamte Fläche der Heizkreise 216a bis 216c überdecken, also auf Übertemperaturen überwachen können. Dies kann flächenmäßig auch noch besser ausgestaltet sein. Würde bei der Heizeinrichtung 211 ein Übertemperaturbereich wie bei den Fig. 2 und 3 auftreten, so würde er auch durch die Sensorelektrodenabschnitte 237a und 237b erfasst werden können.Again, it can be seen that the sensor electrode sections 237a and 237b, similar to the Fig. 2 and 3 , Cover substantially the entire surface of the heating circuits 216a to 216c, so can monitor for excess temperatures. This can also be made even better in terms of area. Would the heater 211 an over-temperature range as in the Fig. 2 and 3 It could also be detected by the sensor electrode sections 237a and 237b.

Die hier dargestellte, jeweils gleichbleibende durchgehende Breite der Sensorelektrodenabschnitte 237, die bei beiden Sensorelektroden 234a und 234b gleich ist, entspricht in etwa der Fig. 2, es ist also keine Lokalisierung eines Übertemperaturbereichs über einem der Heizkreise möglich. Abweichend davon könnten im Bereich jeweils eines der Heizkreise 216a bis 216c die Breiten der darüber verlaufenden Sensorelektrodenabschnitte 237a und 237b entsprechend der Fig. 3 variieren. Über dem Heizkreis 216a können also die Sensorelektrodenabschnitte 237b doppelt so breit sein wie die Sensorelektrodenabschnitte 237a, über dem Heizkreis 216b können sie gleich breit sein, und über dem Heizkreis 216c können die Sensorelektrodenabschnitte 237a doppelt so breit sein wie die Sensorelektrodenabschnitte 237b. Wie zur Fig. 3 beschrieben, kann durch einen Vergleich der Größen der Fehlerströme, die an den Sensorelektroden 234a und 234b bzw. deren Sensorzuleitungen 239a und 239b erfasst werden können, wieder die Lokalisierung eines Übertemperaturbereichs stattfinden.The constant width of the sensor electrode sections 237, which is the same here in each case and which is the same for both sensor electrodes 234a and 234b, corresponds approximately to Fig. 2 Thus, it is not possible to localize an over-temperature range over one of the heating circuits. By way of derogation, the widths of the sensor electrode sections 237a and 237b extending thereabove in the region of one of the heating circuits 216a to 216c, respectively, could be determined in accordance with FIG Fig. 3 vary. Thus, above the heating circuit 216a, the sensor electrode sections 237b may be twice as wide as the sensor electrode sections 237a, over the heating circuit 216b they may be the same width, and above the heating circuit 216c, the sensor electrode sections 237a may be twice as wide as the sensor electrode sections 237b. How to Fig. 3 described, by comparing the magnitudes of the fault currents that can be detected at the sensor electrodes 234a and 234b and their sensor leads 239a and 239b, the localization of an over-temperature region again take place.

Auch bei der Heizeinrichtung 211 der Fig. 4 sollte ein Abstand zwischen den Sensorelektrodenabschnitten 237 stets gleich und des Weiteren relativ gering sein, beispielsweise zwischen 1 mm und 3mm liegen.Also in the heater 211 of Fig. 4 should a distance between the sensor electrode sections 237 always be the same and, furthermore, relatively small, for example between 1 mm and 3 mm.

Claims (16)

Heizeinrichtung zum Erhitzen von Fluiden, gekennzeichnet durch: - einen flächigen Träger mit einer Oberfläche, - Heizelemente, die an der Oberfläche des Trägers flächig verteilt angeordnet sind, - die Heizelemente sind in einen oder mehrere separat voneinander betreibbare Heizkreise aufgeteilt, - eine Temperatursensoreinrichtung mit einer Sensorschicht, die mindestens die Fläche der Heizelemente überdeckt, - auf die Sensorschicht sind mindestens zwei Sensorelektroden in einer Elektrodenschicht aufgebracht, - die beiden Sensorelektroden sind elektrisch voneinander getrennt und weisen fingerartige oder windungsartige Sensorelektrodenabschnitte auf, die mit einem Abstand von weniger als 2cm zueinander verlaufen, - die Breite von jeweils zwei nebeneinander angeordneten Sensorelektrodenabschnitten beträgt jeweils weniger als 2cm, - eine Steuervorrichtung zur Auswertung der Temperatursensoreinrichtung. Heating device for heating fluids, characterized by : a flat carrier with a surface, Heating elements distributed on the surface of the carrier, - The heating elements are divided into one or more separately operable heating circuits, a temperature sensor device with a sensor layer which covers at least the surface of the heating elements, on the sensor layer at least two sensor electrodes are applied in an electrode layer, the two sensor electrodes are electrically separated from one another and have finger-like or winding-type sensor electrode sections which run with a distance of less than 2 cm from one another, the width of each two adjacent sensor electrode sections is less than 2 cm in each case, - A control device for evaluation of the temperature sensor device. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nebeneinander angeordnete Sensorelektrodenabschnitte parallel zueinander verlaufen und vorzugsweise gleiche Breite aufweisen.Heating device according to claim 1, characterized in that juxtaposed sensor electrode sections parallel to each other and preferably have the same width. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatursensoreinrichtung in mindestens zwei, vorzugsweise drei, Erkennungsbereiche aufgeteilt ist, wobei insbesondere jeder Erkennungsbereich einem Heizkreis entspricht bzw. einem Heizkreis zugeordnet ist und deckungsgleich mit diesem ist.Heating device according to claim 1 or 2, characterized in that the temperature sensor device is divided into at least two, preferably three, detection areas, wherein in particular each detection area corresponds to a heating circuit or is associated with a heating circuit and is congruent with this. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Sensorelektrodenabschnitte nach Art von länglichen Bahnen bifilar, insbesondere in Mäanderform, auf dem Träger verlaufen.Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that sensor electrode sections in the manner of elongated paths bifilar, in particular in a meandering form, extend on the support. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Sensorelektrodenabschnitte kammartig ineinandergreifen bzw. ineinander verschränkt sind in Bereichen, die sich mit den Heizkreisen überdecken.Heating device according to claim 1 to 3, characterized in that sensor electrode sections mesh in a comb-like manner or are interlocked in areas which overlap with the heating circuits. Heizeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelektrodenabschnitte nach Art von Fingern von durchgehenden Basisabschnitten der Sensorelektroden abstehen, wobei vorzugsweise die durchgehenden Basisabschnitte auf die Flächen der Heizkreise bezogen an gegenüberliegenden Endbereichen verlaufen und insbesondere die Sensorelektrodenabschnitte der einen Sensorelektrode bis an die Basisabschnitte der anderen Sensorelektrode heranreichen.Heating device according to claim 5, characterized in that the sensor electrode sections protrude in the manner of fingers of continuous base portions of the sensor electrodes, wherein preferably the continuous base sections relative to the surfaces of the heating circuits relative to opposite end portions and in particular the sensor electrode sections of a sensor electrode to the base sections of the other Touch sensor electrode. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich eines Heizkreises die Breite der Sensorelektrodenabschnitte jeweils einer Sensorelektrode gleich bleibt, vorzugsweise genau eines Heizkreises.Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that in the region of a heating circuit, the width of the sensor electrode sections in each case a sensor electrode remains the same, preferably exactly one heating circuit. Heizeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Breiten der Sensorelektrodenabschnitte der beiden Sensorelektroden zueinander in dem Bereich über mindestens einem Heizkreis unterschiedlich ist, vorzugsweise zwischen 10% und 500%, wobei insbesondere die Heizeinrichtung drei Heizkreise aufweist und im Bereich eines Heizkreises Sensorelektrodenabschnitte beider Sensorelektroden gleiche Breite aufweisen und im Bereich der anderen beiden Heizkreise Sensorelektrodenabschnitte beider Sensorelektroden jeweils unterschiedliche Breite aufweisen.Heating device according to claim 7, characterized in that the ratio of the widths of the sensor electrode sections of the two sensor electrodes to each other in the area over at least one heating circuit is different, preferably between 10% and 500%, in particular the heater has three heating circuits and sensor electrode sections in the region of a heating circuit both sensor electrodes have the same width and in the region of the other two heating circuits sensor electrode sections of both sensor electrodes each have different widths. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über jedem Heizkreis jede Sensorelektrode mindestens zwei Sensorelektrodenabschnitte aufweist, vorzugsweise drei.Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that over each heating circuit each sensor electrode has at least two sensor electrode sections, preferably three. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger als Rohr ausgebildet ist und die Heizkreise entlang der Längsachse des Rohres getrennt voneinander weitgehend umlaufend um den Träger angeordnet sind, wobei vorzugsweise Sensorelektrodenabschnitte zu einem Großteil, vorzugsweise alle Sensorelektrodenabschnitte, im rechten Winkel zu der Längsachse des Rohres verlaufen.Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier is designed as a tube and the heating circuits along the longitudinal axis of the tube separated from each other substantially circumferentially around the carrier are arranged, preferably sensor electrode sections to a large extent, preferably all sensor electrode sections, at right angles the longitudinal axis of the tube. Verfahren zum Betrieb einer Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erkennung eines Bereichs der Heizelemente mit einer Übertemperatur, bei der ein Fehlerstrom zwischen einem elektrischen Leiter, insbesondere einem Heizelement und/oder einem metallischen Träger, und einer der Sensorelektroden einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt, jeweils ein Fehlerstrom an beiden Sensorelektroden gemessen wird und bei Überschreiten eines Fehlerstrom-Schwellwerts mindestens eines Fehlerstroms eine Übertemperatur erkannt wird und daraufhin ein Signal an einen Benutzer ausgegeben wird und/oder der Betrieb der Heizeinrichtung geändert wird.Method for operating a heating device according to one of the preceding claims, characterized in that for detecting a region of the heating elements with an excess temperature, in which a fault current between an electrical conductor, in particular a heating element and / or a metallic carrier, and one of the sensor electrodes exceeds a predetermined threshold value, in each case a fault current is measured at both sensor electrodes and when a fault current threshold value of at least one fault current is exceeded an overtemperature is detected and then a signal is output to a user and / or the operation of the heating device is changed. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in einem elektrischen Eingangskreis einer Auswertung für die Temperatursensoreinrichtung zwei Schutzschaltungen mit je zwei Widerständen zum Schutz der Auswertung angeordnet sind.A method according to claim 11, characterized in that in an electrical input circuit of an evaluation for the temperature sensor device two protective circuits are arranged with two resistors to protect the evaluation. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Heizeinrichtung gemäß Anspruch 8 eine Erkennung des Orts der Übertemperatur im Bereich einer der Heizkreise erfolgt durch Vergleich der Größe der Fehlerströme an den beiden Sensorelektroden, wobei sich die Größen der Fehlerströme zueinander ähnlich verhalten wie die Größen der Flächen der Sensorelektrodenabschnitte der Sensorelektroden im Bereich dieses Heizkreises.A method according to claim 11 or 12, characterized in that in a heating device according to claim 8, a detection of the location of the overtemperature in the region of one of the heating circuits by comparing the size of the fault currents at the two sensor electrodes, wherein the sizes of the fault currents to each other behave like the sizes of the surfaces of the sensor electrode sections of the sensor electrodes in the region of this heating circuit. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennen einer Übertemperatur der Betrieb geändert wird durch mindestens ein Reduzieren oder ein Abschalten der Leistung, insbesondere des Heizkreises, in dessen Bereich die Übertemperatur erkannt worden ist.Method according to one of claims 11 to 13, characterized in that upon detection of an excess temperature, the operation is changed by at least reducing or switching off the power, in particular the heating circuit, in the area of which the overtemperature has been detected. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kurzschluss- und Kabelbruchprüfung durchgeführt wird, indem ein hochfrequentes Signal in eine der beiden Sensorelektroden eingespeist wird, vorzugsweise über eine kapazitive Entkopplung mittels eines Kondensators odgl., wobei das Signal über die andere der beiden Sensorelektroden mittels einer Steuereinrichtung rückgelesen wird, wobei bei einer Abweichung der Signalform und/oder Signalhöhe um mindestens 5% ein Fehler erkannt wird und ein Signal an einen Benutzer ausgegeben wird und/oder der Betrieb der Heizeinrichtung geändert wird.Method according to one of claims 11 to 14, characterized in that a short-circuit and cable breakage test is performed by a high-frequency signal is fed into one of the two sensor electrodes, preferably via a capacitive decoupling means of a capacitor or the like, wherein the signal on the other the two sensor electrodes is read back by means of a control device, wherein at a deviation of the signal shape and / or signal height by at least 5% an error is detected and a signal is output to a user and / or the operation of the heater is changed. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Änderung des Betriebs der Heizeinrichtung nach Erkennen einer Übertemperatur mindestens eine Reduzierung der Leistung oder ein Abschalten des Heizkreises ist, in dessen Bereich die Übertemperatur erkannt worden ist, wobei vorzugsweise die gesamte Heizeinrichtung abgeschaltet wird.Method according to one of claims 11 to 15, characterized in that a change in the operation of the heater after detecting an excess temperature is at least a reduction in power or a shutdown of the heating circuit, in whose Area the overtemperature has been detected, preferably the entire heater is turned off.
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