EP4598265A1 - Verfahren zum betrieb einer heizeinrichtung und heizeinrichtung - Google Patents

Verfahren zum betrieb einer heizeinrichtung und heizeinrichtung

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Publication number
EP4598265A1
EP4598265A1 EP25150777.8A EP25150777A EP4598265A1 EP 4598265 A1 EP4598265 A1 EP 4598265A1 EP 25150777 A EP25150777 A EP 25150777A EP 4598265 A1 EP4598265 A1 EP 4598265A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heating
support
coil
resistance
heating element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP25150777.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Thimm
Uwe Schaumann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EGO Elektro Geratebau GmbH
Original Assignee
EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EGO Elektro Geratebau GmbH filed Critical EGO Elektro Geratebau GmbH
Publication of EP4598265A1 publication Critical patent/EP4598265A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/105—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor
    • H05B6/108—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor for heating a fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/10—Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
    • F24H15/128—Preventing overheating
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/0252—Domestic applications
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H2250/00—Electrical heat generating means
    • F24H2250/08—Induction
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/021—Heaters specially adapted for heating liquids

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a heating device and to a heating device specially designed to carry out this method.
  • a heating device which has a heating chamber, in particular a tubular heating chamber, for fluid or water flowing through it.
  • a heating support is arranged on this heating chamber, on which a resistance heating element is provided in a flat, distributed form.
  • This resistance heating element is intended to be capable of operation with a high power density in order to heat fluid flowing very quickly through the heating chamber or present therein, in particular in order to boil and evaporate water. Due to the high power or power density of the resistance heating element, there is a risk that, if there is no fluid or water in the heating chamber, the heating support will become very hot very quickly and be damaged and/or cause damage to the surrounding area, for example in an electrical device in which the heating device is installed. Measurements with discrete temperature sensors on the resistance heating element or on the heating support can provide a remedy, but are not always sufficiently reliable.
  • the invention is based on the object of providing a method as mentioned above and a heating device suitable for carrying out this method, with which problems of the prior art can be avoided and, in particular, it is possible to avoid overheating of the heating device and, in particular, of a resistance heating element with even greater reliability.
  • the heating device for carrying out the method comprises a metallic or metal-containing and inductively heatable or ferromagnetic heating support, which extends in an expansion surface and has a front and a back. At least one resistance heating element and/or an induction heating coil is arranged on the front or back of the heating support, for example, an aforementioned thick-film heating element, but optionally also another resistance heating element, for example, a tubular heater.
  • the heating device comprises a heating chamber for the fluid to be heated, wherein the heating chamber is partially delimited by the heating support or borders on or rests against this heating support.
  • the induction heating coil is provided on the heating device, in particular arranged such that it can inductively heat the aforementioned heating support and optionally also fluid located therein or flowing through it.
  • the heating device has its own control or is connected to a control, wherein the control monitors or also controls the resistance heating element and the induction heating coil, in particular via a respective power supply.
  • the first step when the fluid in the heating chamber is to be heated with the heating device and the resistance heating element with a high overall heating power, is to activate the induction heating coil to heat the heating support.
  • a current and/or voltage through or at the induction heating coil is monitored and evaluated to determine a temperature change on the heating support.
  • a changing temperature of the heating support results in changes in its ferromagnetic properties, which are expressed in the current and/or voltage at the induction heating coil. This is generally known from the state of the art for inductive heating, see the DE 10 2009 047 185 A1 .
  • Such a determined temperature change of the heating carrier is then compared with a specified target value for a temperature change in order to determine a temperature increase and to determine or specify a duration for this temperature increase.
  • a preset value can simply specify the time by which a temperature rises in °C when heating the heating element with the induction heating coil at a known power level, assuming the fluid to be heated is present in the heating chamber, thus removing the heat from the heating element.
  • a preset value could, for example, be 70°C within 20 seconds.
  • a specific temperature change for the heating carrier as described above remains below the specified value, i.e., a smaller temperature change or temperature increase is detected within a certain period of time, it is assumed that there is sufficient heat removal from the heating carrier. This means that the fluid or liquid to be heated is present in sufficient quantity on the heating carrier.
  • the heating device is thus operated or enabled for subsequent heating operation in which the at least one resistance heating element is activated. It is advantageously operated at more than 50% of its rated power or maximum continuous power, in particular at the maximum continuous power.
  • the correspondingly determined temperature change exceeds the aforementioned preset value. This means that the temperature can rise more sharply or to a higher value within the specified time.
  • the heating device with the resistance heating element is not activated or operated, and advantageously also not with the induction heating coil.
  • the operation of the induction heating coil is used to check whether there is a sufficiently high heat dissipation at the heating carrier in the heating chamber, namely because the fluid to be heated is available in sufficient quantity. This check can take a few seconds; this will be explained in more detail below. If this is the case, i.e. there is a sufficiently high heat dissipation, then strong heating can be achieved using the resistance heating element with a considerably higher output, for example 10 to 30 times higher. If this is not the case, the resistance heating element can be prevented from operating at its high output for safety reasons.
  • the fluid to be heated can be a liquid, in particular water. Alternatively, it can also be a gas or air.
  • the changes in current and/or voltage detected at the induction heating coil for determining the temperature change do not need to be particularly precise. Under certain circumstances, it may even be acceptable that a starting temperature is not precisely known. With typically expected starting temperature values between 0°C and 100°C for water as a liquid, particularly between 10°C for very cold tap water and 50°C for already highly heated water, a detectable temperature change is still very easily detectable due to the electrical parameters of the induction heating coil.
  • the resistance heating element can be deactivated or remain deactivated while the induction heating coil is activated to heat the heating support in order to observe its possible temperature change or heat loss. This can prevent the temperature change on the heating support from being distorted due to its inductive heating.
  • an operator can be given a visual and/or acoustic signal indicating whether the heating device with the resistance heating element is being activated or not, even if the operator has initiated this or entered a corresponding operating command.
  • This information should be provided to the operator, especially in the event that the heating device or the resistance heating element is not being activated because the heat removal is too low due to the presumably lack of fluid on the heating support or in the heating chamber. After all, the operator expects the heating device to operate in such a way as to heat the fluid, so any deviation from this is of great interest.
  • a signal can advantageously also include the information that there is no fluid or insufficient fluid in the heating chamber.
  • fluid or additional, fresh fluid is only introduced into the heating chamber, or moved or pumped through the heating chamber, when the resistance heating element has actually been released for heating. This can eliminate unnecessary pumping of the fluid.
  • the aforementioned preset value for the temperature change can be a predefined time.
  • the induction heating coil can then be operated for this predefined time. to heat the heating carrier.
  • a temperature increase or temperature change can be determined, i.e. less the course of the temperature change, but rather the final temperature after the specified time has elapsed.
  • a check is then carried out to determine whether this temperature increase due to the inductive heating is above or below a specified value for the temperature increase.
  • the specified value exists here for a period of time and for a temperature or temperature increase. If the temperature increase is above the specified value after the specified time, the heat removal from the heating carrier is insufficient. A desired heating operation using the resistance heating element would then cause overheating, which is not what should happen. This would result in the aforementioned second case, and the heating device would not be activated or would not operate.
  • heating is not primarily carried out for a predetermined time, but rather that a specific temperature change or predetermined temperature increase is achieved. This could be, for example, 40°C or 50°C or even more.
  • the time required by the induction heating coil to heat the heating carrier by this temperature increase is then recorded. The evaluation then proceeds in principle as before. If the time is less than a predetermined time, heating is occurring too quickly and the entire heating device or the resistance heating element is not activated. In this way, a potential risk of excessive temperature buildup due to inductive heating can be avoided, as the specified temperature value can be set within an acceptable range.
  • a predetermined time for both of the aforementioned alternatives can be between 10 seconds and 60 seconds, preferably between 15 seconds and 30 seconds. This avoids having to wait too long for the result of whether sufficient heat dissipation at the heating device is present for subsequent operation of the resistance heating element at high power. On the other hand, during this not inconsiderable time, other possible interference can be minimized or not have a disruptive effect.
  • a default value for the temperature change can generally be between 30°C and 150°C, preferably between 50°C and 95°C. If the fluid is initially at room temperature, heating to over 100°C would result. Particularly advantageously, a default value for the temperature change can be between 55°C and 80°C, so that when heating water that is approximately at room temperature, the boiling point of 100°C is just barely reached, or not at all.
  • the induction heating coil for the heat dissipation test can be operated at a relatively low power compared to the resistance heating element.
  • This can advantageously be a maximum of 20% of the maximum continuous power of the resistance heating element, and under certain circumstances even less than 10% of this maximum continuous power. This also ensures that, on the one hand, the induction heating coil heats the heating support relatively slowly and thus safely and in a manageable manner.
  • a relatively high power can be provided for the resistance heating element as the maximum continuous power in order to be able to heat the fluid, especially water, very quickly and intensely in the then permitted heating mode.
  • the heating device for heating operation of the heating device at low power levels, i.e. for a relatively low desired heating of fluid in the heating chamber, where these low power levels are less than 20% of the maximum continuous power of the resistance heating element, only the induction heating coil is used.
  • the power can then be designed for such heating operation. This has the advantage that, during its operation, a temperature change can continue to be monitored, thus avoiding or at least reducing the risk of potentially excessive heating.
  • the resistance heating element with the much higher power would otherwise have to be operated in a pulsed manner, which could result in less uniform heating.
  • the induction heating coil and the at least one resistance heating element are arranged next to one another or not one above the other in the heating chamber.
  • a fluid for heat removal, or that is to be heated is present to the same extent in the area of both the induction heating coil and the resistance heating elements, or in neither of these areas.
  • potential problems with an arrangement of induction heating coil and resistance heating element in the same area of the heating chamber can be avoided, for example because the resistance heating element responds to the induction heating coil, is inductively heated by it, or could disrupt its operation.
  • the induction heating coil could be impaired or damaged by the typically higher temperatures of the resistance heating element, which could be reduced by thermal insulation.
  • Both the aforementioned thick-film heating elements and tubular heaters can have operating temperatures exceeding 150°C and sometimes even exceeding 300°C, particularly on their outer side, even if the other side is used to heat water in an adjacent heating chamber.
  • the heating support can be adapted to the shape of the heating chamber. If the heating chamber is a flat tube or a flat chamber with a flat exterior, the heating support can also be flat and level.
  • the heating support can also possibly be part of the heating chamber or a corresponding container serving as the heating chamber. In this case, another part can be eliminated, and the heat transfer from the inductively heated part to the fluid is more direct.
  • the resistance heating element can be applied to the heating support, for example, by screen printing or the like in the case of a thick-film heating conductor, or by winding and possibly soldering a tubular heater. It can also be a separate heating support from the heating chamber, which is then attached to it.
  • both the resistance heating element and the induction heating coil can be easily arranged on it, and the arrangement of the heating support on the heating chamber is also possible with good heat transfer.
  • an induction heating coil can operate over a somewhat greater distance than a resistance heating element, it can also be positioned above the resistance heating element at a slight distance, possibly with thermal insulation in between. However, it can act on the same area of the heating support and thus also the heating chamber for heating.
  • the distance from the induction heating coil to the heating support and/or to the heating chamber can be less than 1 cm. This distance is measured in a direction perpendicular to the expansion surface of the heating support and/or the induction heating coil.
  • the heating chamber is a tube with a round, approximately round, or square cross-section, i.e., with a width similar to its height
  • the induction heating coil can also be wrapped around it, rather than just positioned on one side. This allows for relatively large-area and even heating of the heating chamber to test whether fluid is present in the heating chamber to provide sufficient heat dissipation for operating the resistance heating element.
  • an induction heating coil surrounding the heating chamber can also run in a surface parallel to an expansion surface of the heating support and/or the heating chamber.
  • This surface can advantageously be a plane.
  • the induction heating coil and the heating support, in particular the resistance heating element can run in parallel planes. They do not necessarily have to run one above the other, but can also be arranged side by side.
  • the heating chamber can have an inlet at one end and an outlet at another, opposite end.
  • a tube can, on the one hand, be designed with a relatively large diameter in relation to its length.
  • the heating chamber is to be a spiral, the length can be 5 to 25 times larger than the diameter.
  • the heating chamber could be designed as a spiral or meandering tube, in which case the length can be 50 to 200 times larger than the diameter.
  • the heating device can comprise ferritic material, for example, flat and/or wide ferrite rods, to direct or focus the magnetic field of the induction heating coil.
  • ferritic material for example, flat and/or wide ferrite rods
  • the heating support can be arranged on one side of the induction heating coil, and the ferritic material on the other side.
  • another ferritic material can be provided behind the heating support to guide the magnetic field into the heating support as much as possible.
  • a resistance heating element can also be designed as a so-called foil-like Kapton heating element.
  • the heating support preferably comprises or is made of magnetic stainless steel. Such a heating support can then potentially also form part of the heating chamber, meaning it can be in direct contact with the water therein.
  • a washing machine 11 is schematically shown as a water-conducting electrical household appliance in which the invention can be installed.
  • the washing machine 11 has a housing 12, a drum holder 14 with a drum 15 therein, and a door 16 for closing the same.
  • An inlet 18 leads into the drum holder 14 from a collecting funnel 19, which is arranged below a conventional detergent drawer 20. Detergent and other additives for a washing process can be dosed through this inlet. Water enters the detergent drawer 20 via a water line 22.
  • Water can flow through a water line 22 into a filter 28.
  • the filtered water can be pumped further through a further water line 22 by a pump 26, and specifically through a further water line 22 into the heating device 24 according to the invention.
  • the water can be heated in a continuous flow; advantageously, it passes through the heating device 24 several times, pumped by the pump 26.
  • the heating device 24 can also be designed as a somewhat larger container or with a larger volume, so that stagnant water therein can be heated. This is therefore an example of heating water; alternatively, air or another gas can also be heated in a heating device according to the invention.
  • the washing machine 11 also has a controller 32 and an operating device 34.
  • the power supply to the heating device 24 can be provided in the controller 32, which is connected to the heating device 24 in a manner not shown.
  • the method according to the invention can also be carried out by determining a temperature change in the heating device by monitoring and evaluating the current and voltage at an induction heating coil of the heating device 24.
  • the operating device 34 can have operating elements and a display, which can be used, in particular, to indicate to an operator in the manner described above if no further, stronger heating takes place due to an excessively rapid temperature change after heating with the induction heating coil.
  • the Fig. 2 shows a heating device 24 according to the invention in a first embodiment.
  • the heating device 24 is designed for continuous operation and has a tube 36, which may have a flat rectangular cross-section.
  • An inlet 37 leads into the tube and an outlet 38 leads out, both of which are correspondingly Fig. 1 connected to a water pipe 22.
  • the pipe 36 forms within its interior, between inlet 37 and outlet 38, a heating chamber 40 as described above.
  • the fluid to be heated here is water, possibly also washing liquor.
  • the pipe 36 or the heating chamber 40 is delimited by pipe walls 41, whereby the upper pipe wall and lower pipe wall 41 shown here are flat or even due to their rectangular cross-section.
  • the pipe walls 41 are each provided with an insulating layer 42, which primarily provides electrical insulation.
  • the insulating layer 42 can be glass-like or ceramic. Furthermore, it can comprise plastic, Teflon, or silicone, depending on the temperature resistance.
  • a resistance heating element 44 is arranged at the bottom of the lower pipe wall 41 or on its insulation layer 42.
  • This element consists of thick-film heating conductors 45, which can be applied to the insulation layer 42 in the usual way using a thick-film process.
  • the pipe wall 41 forms the heating support according to the invention mentioned above.
  • the resistance heating element 44 can also be applied to a separate component, which is then attached to the pipe wall 41 with the best possible heat conduction.
  • the resistance heating element 44 is also supplied with power via the controller 32. For example, it can have a maximum continuous power of 0.5 kW to 2 kW and thus quickly and intensely heat water in the pipe 36 or water flowing through it.
  • An induction heating coil 48 is arranged on the opposite upper side of the tube 36, or on the upper tube wall 41 and the insulation layer 42 there. This coil is formed from individual coil turns 49. If the tube 36 has a flat, rectangular cross-section with a width that is, for example, twice or three times the height, sufficient space is provided for both the resistance heating element 44 and the induction heating coil 48 to be arranged only on the corresponding side.
  • the induction heating coil 48 can then be formed from several coil turns 49, flat and spiral with a very elongated shape in the direction from the inlet 37 to the outlet 38. Ferrite rods 51 are arranged above the induction heating coil 48. These shield the magnetic field upwards or conduct it in a known manner.
  • the tube 36 with its tube wall 41 consists of a suitable material that can be inductively heated.
  • a suitable material that can be inductively heated.
  • it can be made of a nickel-iron alloy, which should be corrosion-resistant. to carry water inside. Otherwise, it would have to be appropriately coated or lined on the inside.
  • a flat plate made of such a material can be arranged between the insulation layer 42 and the pipe wall 41. This plate can be inductively heated and then, in turn, heats the pipe wall 41 and thus the heating chamber 40 therein via direct heat conduction.
  • a resistance heating element 44 is provided on one side of the heating chamber 40.
  • This element has a very high output and is primarily designed for quickly heating water in the heating chamber. However, it should only operate when there is actually water or liquid in the heating chamber 40, which guarantees good and sufficient heat dissipation, so that operation of the resistance heating element 44 is possible without problems.
  • the tube 36 or the heating chamber 40 must actually be completely filled. Otherwise, the temperature of the upper tube wall 41 would increase too quickly and too much.
  • the induction heating coil 48 is first operated for a predetermined duration of, for example, 20 seconds. It can inductively heat the upper tube wall 41 of the tube 36 with a heating output of approximately 100 W to 200 W. This is controlled by the controller 32. The current and voltage at the induction heating coil 48 are monitored in order to determine a temperature or a temperature change of the inductively heated material on the tube wall 41 from their change. If the temperature has increased by, for example, 60°C after the predetermined time of 20 seconds at a default value of 80°C, whereby the absolute starting temperature and the absolute end temperature play no significant role since they lie within expected ranges, it is assumed that the heating chamber 40 is full of water.
  • the upper pipe wall 41 is also in contact with the water, so that a good heat removal from it has taken place.
  • This is the first case according to the invention, and operation of the resistance heating element 44 at full power is possible.
  • no water can be pumped through the heating chamber 40, but the water can remain still there.
  • water can be pumped through during this method in order to be able to rule out possible sources of error such as a defective pump 26.
  • the temperature change within the specified time is even smaller, for example, only 30°C.
  • the repeatedly or continuously flowing water removes a great deal of heat from the upper pipe wall 41 and causes only a slow and slight temperature increase.
  • the possibility of a continuous water flow can also be tested.
  • the second case according to the invention applies: operation of the resistance heating element 44 at full power should be avoided. In fact, the resistance heating element 44 should not be operated at all. A corresponding error message should appear on the display of the control device 34.
  • the time elapsed until the pipe wall 41 has heated up by 20°C or 30°C can also be recorded. If this takes at least a predetermined time, for example, 20 seconds or 30 seconds, the specified time value has also been exceeded. This is a clear sign that sufficient heat removal has occurred, thus the first case according to the invention applies again. If this occurs faster than this time, the second case according to the invention applies.
  • the resistance heating element 44 can then heat at full power and heat the water in the pipe or heating chamber 40, advantageously in a continuous flow.
  • the previously described test has shown that sufficient heat dissipation is achieved by the presence of water in the heating chamber 40. This may even have been determined in a continuous flow, so that the functional test can be carried out with a high degree of certainty.
  • a pipe 136 with inlet 137 and outlet 138 is actually round or has a round-cylindrical cross-section.
  • the pipe 136 forms a heating chamber 140 inside it for flowing water or for heating water in the flow.
  • the pipe 36 or its surrounding pipe wall 141 is made of stainless steel, which cannot be heated inductively.
  • the outside of the pipe wall 141 is circumferentially provided with an insulation layer 142, which can be configured as previously described.
  • a circumferential resistance heating element 144 is applied to this insulation layer 142.
  • Individual heating conductors 145 of the resistance heating element 144 can be applied using a thick-film process, which is also possible circumferentially.
  • a resistance heating element 144 can be wound in the form of heating wires or tubular heaters. When tubular heaters are used, the insulation layer 142 can be omitted.
  • the left section of tube 136 has a slipped-on nickel-iron tube 153, which has a tight fit for the best possible heat transfer from the nickel-iron tube 153 to the tube wall 141.
  • a thermal insulation 154 is applied circumferentially to this nickel-iron tube 153, for example, wound, slipped on as a separate component, or applied in a layering process.
  • a support tube 155 is, in turn, slipped and secured over this thermal insulation 154.
  • the support tube 155 can be made of temperature-resistant plastic and should, in any case, be permeable to magnetic field lines.
  • An induction heating coil 148 is wound onto the support tube 155 with several coil turns 149, forming a single assembly. This finished assembly can then simply be slid onto the tube 136 or the nickel-iron tube 153 or the thermal insulation 154, and if necessary, fixed there. Thus, the induction heating coil 148 does not need to be wound directly onto the tube 136 or the aforementioned layers located thereon. Ferrite rods 151 are provided outside the induction heating coil 148 to guide the magnetic field.
  • the induction heating coil 148 on the one hand and the resistance heating element 144 on the other hand are spatially separated, at least in the direction of the liquid to be heated, namely arranged next to each other. Even if in the Fig. 3 While it is shown that both are approximately the same length, this may be different in practice. In particular, the right-hand section with the resistance heating element 144 is advantageously significantly longer than the left-hand section with the induction heating coil 148.
  • the tube 136 Due to the design of the tube 136 as a heating chamber 140, including its advantageous horizontal arrangement, it is possible to achieve, either with still water in the tube 136 or with water flowing through it, that this water is equally present or absent in both the area of the induction heating coil 148 and the area of the resistance heating element 144. Thus, the test for the temperature change due to heating by means of the induction heating coil 148 can be carried out with equal reliability in both cases. the induction heating coil 148, a heat loss can be determined which would also apply to the operation of the resistance heating element 144 at high powers.
  • the resistance heating element 144 can be designed for a very high maximum continuous power, for example, more than 0.5 kW, in particular up to 2 kW, or for power densities of 50 W/cm 2 to 100 W/cm 2 .
  • the induction heating coil 148 can be used not only for a heat removal test, but also actually for heating.

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Betrieb einer Heizeinrichtung mit einem Widerstandsheizelement mit großer Nennleistung, das an einer Heizkammer angeordnet ist, ist ein Teil der Heizkammer selbst oder an dieser als Heizungsträger so ausgebildet, dass er induktiv beheizt werden kann. Dafür ist eine Induktionsheizspule vorgesehen. Sie erhitzt den Heizungsträger teilweise, um zu ermitteln, ob daran eine für einen Betrieb des Widerstandsheizelements ausreichende Wärmeabnahme erfolgt weil Wasser hindurchfließt. Kann durch einen langsamen Temperaturanstieg beim induktiven Beheizen ermittelt werden, dass die Wärmeabnahme ausreichend groß ist, so kann ein Heizbetrieb mit dem Widerstandsheizelement mit hoher Leistung beginnen. Erfolgt der Temperaturanstieg zu schnell, so ist die Wärmeabnahme nicht ausreichend groß, und das Widerstandsheizelement bzw. die Heizeinrichtung werden nicht betrieben.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Heizeinrichtung sowie eine speziell zur Durchführung dieses Verfahrens ausgebildete Heizeinrichtung.
  • Aus der DE 10 2018 203 609 A1 ist eine Heizeinrichtung bekannt, die eine Heizkammer, insbesondere eine rohrförmige Heizkammer, für hindurchfließendes Fluid bzw. Wasser aufweist. An dieser Heizkammer ist ein Heizungsträger angeordnet, auf dem ein Widerstandsheizelement in flächig verteilter Form vorgesehen ist. Dieses Widerstandsheizelement soll mit hoher Leistungsdichte betrieben werden können, um sehr rasch durch die Heizkammer strömendes oder darin vorhandenes Fluid aufzuheizen, insbesondere um Wasser zum Kochen und zum Verdampfen zu bringen. Aufgrund der hohen Leistung bzw. Leistungsdichte des Widerstandsheizelements besteht die Gefahr, dass in dem Fall, dass kein Fluid oder Wasser in der Heizkammer ist, der Heizungsträger sehr schnell sehr heiß wird und dabei beschädigt wird und/oder Schäden an der Umgebung, beispielsweise in einem Elektrogerät, in welches die Heizeinrichtung eingebaut ist, hervorrufen kann. Messungen mit diskreten Temperatursensoren an dem Widerstandsheizelement bzw. an dem Heizungsträger können Abhilfe schaffen, sind aber nicht immer ausreichend sicher.
  • Weitere Möglichkeiten einer Temperaturerfassung arbeiten flächig und insbesondere mit Leckströmen. Hierfür muss aber zum Einen das Widerstandsheizelement betrieben werden bzw. heiß werden, was zum Anderen dann bei nicht ausreichend schneller Reaktion ebenfalls Schäden hervorrufen kann. Probleme mit Überhitzung können nicht nur dann entstehen, wenn gar kein Fluid oder Wasser in der Heizkammer vorhanden ist, sondern auch, wenn eine lokal sehr geringe oder eine lokal sehr hohe Fluidgeschwindigkeit in der Heizkammer vorherrscht. Ebenso kann es problematisch sein, wenn ein gestörter Wärmeübergang vorliegt durch dauerhaft oder zeitweise anhaftende Schmutzpartikel oder Schmutzfilme wie beispielsweise eine Kalkschicht.
    • Aufgabe und Lösung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren sowie eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Heizeinrichtung zur Verfügung zu stellen, mit denen Probleme des Standes der Technik vermieden werden können und es insbesondere möglich ist, mit noch größerer Sicherheit eine Überhitzung an der Heizeinrichtung und insbesondere an einem Widerstandsheizelement zu vermeiden.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine zur Durchführung dieses Verfahrens ausgebildete Heizeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei werden manche der Merkmale nur für das Verfahren oder nur für die zu seiner Durchführung ausgebildete Heizeinrichtung beschrieben. Sie sollen jedoch unabhängig davon sowohl für das Verfahren als auch für die Heizeinrichtung selbstständig und unabhängig voneinander gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
  • Die Heizeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist einen metallischen oder metallhaltigen und induktiv beheizbaren bzw. ferromagnetischen Heizungsträger auf, der in einer Ausdehnungsfläche verläuft und eine Vorderseite sowie eine Rückseite aufweist. Auf der Vorderseite oder auf der Rückseite des Heizungsträgers ist mindestens ein Widerstandsheizelement und/oder eine Induktionsheizspule angeordnet, beispielsweise ein vorgenanntes Dickschichtheizelement, ggf. aber auch ein anderes Widerstandsheizelement, beispielsweise ein Rohrheizkörper. Die Heizeinrichtung weist eine Heizkammer für das zu erhitzende Fluid auf, wobei die Heizkammer teilweise von dem Heizungsträger begrenzt ist oder an diesen Heizungsträger angrenzt bzw. an ihm anliegt. Des Weiteren ist eben die Induktionsheizspule an der Heizeinrichtung vorgesehen, insbesondere derart angeordnet, dass sie den vorgenannten Heizungsträger induktiv beheizen kann und ggf. auch darin befindliches oder hindurchströmendes Fluid. Vorteilhaft weist die Heizeinrichtung eine eigene Steuerung auf oder ist mit einer Steuerung verbunden, wobei die Steuerung das Widerstandsheizelement und die Induktionsheizspule überwacht oder auch ansteuert, insbesondere über eine jeweilige Leistungsversorgung.
  • Bei dem Verfahren wird als erster Schritt, wenn an sich mit der Heizeinrichtung und mit dem Widerstandsheizelement mit insgesamt großer Heizleistung Fluid in der Heizkammer erwärmt werden soll, zuerst die Induktionsheizspule aktiviert, um den Heizungsträger zu beheizen. Dabei werden ein Strom und/oder eine Spannung durch die bzw. an der Induktionsheizspule überwacht und ausgewertet, um eine Temperaturänderung an dem Heizungsträger zu bestimmen. Aus einer sich ändernden Temperatur des Heizungsträgers resultieren Änderungen seiner ferromagnetischen Eigenschaften, welche sich eben in Verlauf von Strom und/oder Spannung an der Induktionsheizspule äußern. Dies ist grundsätzlich aus dem Stand der Technik für induktives Beheizen bekannt, siehe die DE 10 2009 047 185 A1 .
  • Eine derart bestimmte Temperaturänderung des Heizungsträgers wird dann mit einem vorgegebenen Vorgabewert für eine Temperaturänderung verglichen, um eine Temperaturzunahme und eine Dauer für diese Temperaturzunahme zu ermitteln bzw. bestimmen. Ein solcher Vorgabewert kann sozusagen einfach angeben, in welcher Zeit eine Temperatur um wie viel °C ansteigt bei Beheizen des Heizungsträgers mit der Induktionsheizspule mit an sich bekannter Leistung, wenn in der Heizkammer das zu erhitzende Fluid vorhanden ist, welches also die Wärme von dem Heizungsträger abnimmt. Ein solcher Vorgabewert kann beispielsweise 70°C innerhalb von 20 sec sein.
  • Anschließend wird eine Fallunterscheidung vorgenommen zwischen zwei Fällen. Bleibt in einem ersten Fall eine wie zuvor beschriebene bestimmte Temperaturänderung für den Heizungsträger unter dem Vorgabewert, es wird also innerhalb einer bestimmten Dauer eine geringere Temperaturänderung bzw. Temperaturzunahme festgestellt, so wird davon ausgegangen, dass eine ausreichende Wärmeabnahme an dem Heizungsträger vorliegt. Dies bedeutet, dass das zu erhitzende Fluid bzw. die Flüssigkeit in ausreichender Menge an dem Heizungsträger anliegt. Somit wird die Heizeinrichtung betrieben bzw. freigegeben für einen nachfolgenden Heizbetrieb, in dem das mindestens eine Widerstandsheizelement aktiviert wird. Vorteilhaft wird es dabei mit mehr als 50% seiner Nennleistung bzw. maximalen Dauerleistung betrieben, insbesondere mit der maximalen Dauerleistung.
  • In einem zweiten Fall überschreitet die entsprechend bestimmte Temperaturänderung den vorgenannten Vorgabewert. So kann also innerhalb der vorgegebenen Zeit die Temperatur stärker bzw. auf einen höheren Wert steigen. In diesem zweiten Fall wird davon ausgegangen, dass keine ausreichende Wärmeabnahme an dem Heizungsträger vorliegt, insbesondere weil kein zu erhitzendes Fluid in der Heizkammer ist. Da in diesem Fall das Risiko einer Beschädigung zu groß wäre, erfolgt keine Aktivierung bzw. kein Betrieb der Heizeinrichtung mit dem Widerstandsheizelement, vorteilhaft auch nicht mit der Induktionsheizspule.
  • So wird also bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durch den Betrieb der Induktionsheizspule überprüft, ob an dem Heizungsträger an der Heizkammer eine ausreichend hohe Wärmeabnahme vorliegt, weil nämlich das zu erhitzende Fluid in ausreichendem Maß vorhanden ist. Diese Überprüfung kann einige Sekunden dauern, hierzu wird nachfolgend noch Näheres ausgeführt. Ist dies der Fall, also eine ausreichend hohe Wärmeabnahme vorhanden, so kann mit dem Widerstandsheizelement mit erheblich höherer Leistung, beispielsweise mit dem Faktor 10 bis 30 höher, ein starkes Beheizen erfolgen. Ist dies nicht der Fall, so kann aus Sicherheitsgründen verhindert werden, dass das Widerstandsheizelement mit seiner hohen Leistung betrieben wird. Als Fluid kann eine Flüssigkeit erwärmt werden, insbesondere Wasser. Alternativ kann es aber auch ein Gas oder Luft sein.
  • Die an der Induktionsheizspule festgestellten Änderungen von Strom und/oder Spannung für die Bestimmung der Temperaturänderung müssen nicht besonders genau sein. Unter Umständen kann es auch akzeptiert werden, dass eine Starttemperatur nicht genau bekannt ist. Bei üblicherweise zu erwartenden Werten für eine Starttemperatur zwischen 0°C und 100°C für Wasser als Flüssigkeit, insbesondere zwischen 10°C für sehr kaltes Leitungswasser und 50°C für bereits stark aufgewärmtes Wasser, ist eine feststellbare Temperaturänderung aufgrund der elektrischen Parameter der Induktionsheizspule noch sehr gut erkennbar.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Widerstandsheizelement nicht heizt bzw. es deaktiviert bleibt, während die Induktionsheizspule aktiviert ist, um den Heizungsträger zu beheizen, um dessen mögliche Temperaturänderung oder Wärmeabnahme zu beobachten. So kann eine Verfälschung der Bestimmung der Temperaturänderung am Heizungsträger aufgrund dessen induktiver Beheizung vermieden werden.
  • Vorteilhaft kann optisch und/oder akustisch an eine Bedienperson signalisiert werden, ob eine Aktivierung der Heizeinrichtung mit dem Widerstandsheizelement entweder erfolgt oder nicht erfolgt, selbst wenn die Bedienperson dies veranlasst hat bzw. einen entsprechenden Bedienbefehl eingegeben hat. Vor allem in dem Fall, dass die Heizeinrichtung bzw. das Widerstandsheizelement nicht aktiviert werden, weil die Wärmeabnahme zu gering ist aufgrund voraussichtlich nicht vorhandenen Fluids am Heizungsträger bzw. in der Heizkammer, sollte diese Information an die Bedienperson gegeben werden. Schließlich erwartet die Bedienperson einen solchen Betrieb der Heizeinrichtung zum Erhitzen des Fluids, so dass ein Abweichen davon von großem Interesse ist. Eine Signalisierung kann vorteilhaft zusätzlich die Information enthalten, dass kein Fluid oder nicht genügend Fluid in der Heizkammer vorhanden ist. So kann eine Bedienperson möglicherweise eine einfache Fehlersuche durchführen, beispielsweise Zulaufventile öffnen odgl., um den Fehler zu beseitigen und beispielsweise nach einem erneuten Start die Heizeinrichtung zu aktivieren. Dazu muss natürlich die Überprüfung einer ausreichenden Wärmeabnahme am Heizungsträger erneut durchgeführt werden wie zuvor und sozusagen bestanden werden.
  • Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass nur dann Fluid bzw. weiteres und frisches Fluid in die Heizkammer eingebracht wird bzw. durch die Heizkammer hindurchbewegt oder gepumpt wird, wenn tatsächlich das Widerstandsheizelement freigegeben worden ist zum Heizen. So kann unnötiges Pumpen des Fluids eingespart werden.
  • In Ausgestaltung der Erfindung kann der vorgenannte Vorgabewert für die Temperaturänderung eine vorgegebene Zeit sein. Die Induktionsheizspule kann dann für diese vorgegebene Zeit betrieben werden, um den Heizungsträger zu beheizen. Nach Ablauf dieser vorgegebenen Zeit oder bereits währenddessen kann eine Temperaturzunahme bzw. Temperaturänderung bestimmt werden, also weniger der Verlauf der Temperaturänderung, sondern die Endtemperatur nach Ablauf der vorgegebenen Zeit. Dann wird überprüft, ob diese Temperaturzunahme aufgrund des induktiven Beheizens über einem Vorgabewert für die Temperaturzunahme liegt oder darunter. Somit besteht hier der Vorgabewert für eine Zeitdauer und für eine Temperatur bzw. Temperaturzunahme. Liegt nach der vorgegebenen Zeit die Temperaturzunahme über dem Vorgabewert, so ist die Wärmeabnahme an dem Heizungsträger nicht ausreichend. Ein gewünschter Heizbetrieb mittels des Widerstandsheizelements würde dann ein Überhitzen bewirken, was nicht sein soll. Somit würde der vorgenannte zweite Fall vorliegen, und die Heizeinrichtung würde nicht aktiviert werden bzw. es würde kein Betrieb erfolgen.
  • Alternativ kann vorgesehen sein, dass nicht primär für eine vorgegebene Zeit beheizt wird, sondern eine bestimmte Temperaturänderung bzw. vorgegebene Temperaturzunahme erreicht werden. Dies können beispielsweise 40°C oder 50°C sein oder auch mehr. Dann wird die Zeit gestoppt, die die Induktionsheizspule benötigt, um den Heizungsträger um diese Temperaturzunahme zu erhitzen. Eine Auswertung erfolgt dann im Prinzip wie zuvor. Liegt die Zeit unter einer vorgegebenen Zeit, so erfolgt das Erwärmen zu schnell und die gesamte Heizeinrichtung bzw. das Widerstandsheizelement werden nicht aktiviert. So kann eine mögliche drohende zu hohe Temperatur aufgrund des induktiven Beheizens vermieden werden, da der Vorgabewert für die Temperatur in einen akzeptablen Bereich gelegt werden kann.
  • In Weiterbildung der Erfindung kann für beide vorgenannten Alternativen eine vorgegebene Zeit zwischen 10 sec und 60 sec liegen, vorzugsweise zwischen 15 sec und 30 sec. Dann muss einerseits nicht zu lange auf das Ergebnis gewartet werden, ob eine ausreichende Wärmeabnahme an der Heizeinrichtung vorliegt zum nachfolgenden Betrieb des Widerstandsheizelements mit hoher Leistung. Andererseits können während dieser nicht unerheblichen Zeit andere mögliche Störeinflüsse minimiert werden bzw. wirken sich nicht störend aus.
  • Ebenfalls für beide vorgenannten Alternativen kann ein Vorgabewert für die Temperaturänderung allgemein zwischen 30°C und 150°C liegen, vorzugsweise zwischen 50°C und 95°C. Weist das Fluid zu Beginn Raumtemperatur auf, so wäre ein Erwärmen auf bis zu über 100°C die Folge. Besonders vorteilhaft kann ein Vorgabewert für die Temperaturänderung zwischen 55°C und 80°C liegen, so dass beim Erwärmen von Wasser, das in etwa Raumtemperatur aufweist, der Siedepunkt von 100°C gerade so oder gerade nicht erreicht wird.
  • In Ausgestaltung der Erfindung kann die Induktionsheizspule für den Test der Wärmeabnahme mit einer relativ kleinen Leistung betrieben werden im Vergleich zu dem Widerstandsheizelement. Sie kann vorteilhaft maximal 20% einer maximalen Dauerleistung des Widerstandsheizelements betragen, unter Umständen sogar weniger als 10% dieser maximalen Dauerleistung. Dadurch kann auch erreicht werden, dass einerseits die Induktionsheizspule den Heizungsträger relativ langsam und somit ungefährlich und gut überschaubar beheizt. Des Weiteren kann dann für das Widerstandsheizelement eine relativ sehr große Leistung als maximale Dauerleistung vorgesehen sein, um im dann zugelassenen Heizbetrieb das Fluid, insbesondere Wasser, sehr schnell und sehr stark beheizen zu können.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass für einen Heizbetrieb der Heizeinrichtung mit kleinen Leistungen, also für ein relativ geringes gewünschtes Erwärmen von Fluid in der Heizkammer, wobei diese kleinen Leistungen unter 20% der maximalen Dauerleistung des Widerstandsheizelements liegen, nur die Induktionsheizspule verwendet wird. Die Leistung kann dann für einen solchen Heizbetrieb ausgelegt sein. Dies weist den Vorteil auf, dass bei deren Betrieb gleichzeitig weiterhin eine Temperaturänderung überwacht werden kann und so eine Gefahr eines möglicherweise zu starken Erwärmens vermieden oder zumindest reduziert wird. Das Widerstandsheizelement mit der viel höheren Leistung müsste ansonsten nämlich getaktet betrieben werden, was für ein weniger gleichmäßiges Erwärmen sorgen könnte.
  • In nochmals weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Induktionsheizspule und das mindestens eine Widerstandsheizelement, insbesondere sämtliche Widerstandsheizelemente der Heizeinrichtung, nebeneinander bzw. nicht übereinander an der Heizkammer angeordnet sind. Dabei sollte sichergestellt sein, dass ein Fluid für die Wärmeabnahme, bzw. das erwärmt werden soll, in gleichem Umfang im Bereich sowohl der Induktionsheizspule als auch der Widerstandsheizelemente vorhanden ist oder in keinem dieser Bereiche. So können mögliche Probleme mit einer Anordnung von Induktionsheizspule und Widerstandsheizelement im gleichen Bereich an der Heizkammer vermieden werden, beispielsweise auch weil das Widerstandsheizelement auf die Induktionsheizspule anspricht, von ihr induktiv beheizt wird oder deren Betrieb stören könnte. Des Weiteren könnte die Induktionsheizspule durch die üblicherweise höheren Temperaturen des Widerstandsheizelements beeinträchtigt oder beschädigt werden, was durch eine thermische Dämmung reduziert werden könnte. Sowohl bei vorgenannten Dickschichtheizleitern als auch bei Rohrheizkörpern können diese Betriebstemperaturen über 150°C und zum Teil auch über 300°C liegen, insbesondere an ihrer Außenseite, selbst wenn sie mit der anderen Seite Wasser in einer angrenzenden Heizkammer beheizen.
  • In Weiterbildung der Erfindung kann der Heizungsträger an die Form der Heizkammer angepasst sein. Wenn die Heizkammer ein Flachrohr ist oder eine flache Kammer mit einer ebenen Außenseite ist, so kann der Heizungsträger ebenso flach und eben sein. Möglicherweise kann der Heizungsträger auch ein Teil der Heizkammer oder eines entsprechenden Behälters sein, der als Heizkammer dient. Dann kann ein weiteres Teil eingespart werden, und der Wärmeübergang vom induktiv beheizten Teil in das Fluid erfolgt direkter. Schließlich kann das Widerstandsheizelement auf den Heizungsträger aufgebracht sein, beispielsweise mittels Siebdrucks odgl. im Fall eines Dickschichtheizleiters oder durch Aufwickeln und ggf. Festlöten eines Rohrheizkörpers. Es kann auch ein von der Heizkammer separater Heizungsträger sein, der dann daran befestigt wird. Das hat den Vorteil, dass sowohl das Widerstandsheizelement als auch die Induktionsheizspule leicht daran angeordnet werden können, und auch die Anordnung des Heizungsträgers an der Heizkammer ist mit gutem Wärmeübergang möglich. Da eine Induktionsheizspule auch über eine etwas größere Entfernung hinweg wirken kann als ein Widerstandsheizelement, kann es auch mit etwas Abstand und ggf. einer Wärmedämmung dazwischen oberhalb des Widerstandsheizelements angeordnet sein. Es kann aber sozusagen auf denselben Bereich des Heizungsträgers und somit auch der Heizkammer zum Erwärmen wirken. So kann ein Abstand von der Induktionsheizspule zu dem Heizungsträger und/oder zu der Heizkammer weniger als 1 cm betragen. Diese Entfernung wird in einer Richtung senkrecht zur Ausdehnungsfläche des Heizungsträgers und/oder der Induktionsheizspule gemessen.
  • Ist die Heizkammer ein Rohr mit rundem, angenähert rundem oder quadratischem Querschnitt, also mit einer Breite ähnlich einer Höhe, so kann die Induktionsheizspule auch darum herumgewickelt sein, also nicht nur auf einer Seite davon angeordnet sein. Dann ist ein relativ großflächiges und gleichmäßiges Erwärmen der Heizkammer möglich, um zu testen, ob Fluid in der Heizkammer vorhanden ist für eine ausreichende Wärmeabnahme zum Betrieb des Widerstandsheizelements.
  • Alternativ zu einer die Heizkammer umgebenden Induktionsheizspule kann sie auch in einer Fläche verlaufen, die zu einer Ausdehnungsfläche des Heizungsträgers und/oder der Heizkammer parallel ist. Diese Fläche kann eben vorteilhaft eine Ebene sein. Dann können die Induktionsheizspule und der Heizungsträger, insbesondere auch das Widerstandsheizelement, in parallelen Ebenen verlaufen. Dabei müssen sie nicht zwingend übereinander verlaufen, sondern können auch nebeneinander angeordnet sein.
  • Wenn die Heizkammer als vorgenanntes Rohr ausgebildet ist, so kann sie an einem Ende einen Einlauf und an einem anderen, gegenüberliegenden Ende einen Auslauf aufweisen. Ein solches Rohr kann einerseits mit im Verhältnis zu seiner Länge relativ großem Durchmesser ausgebildet sein, so kann die Länge um den Faktor 5 bis 25 größer sein als der Durchmesser. Alternativ könnte die Heizkammer als Rohr auch spiralig oder mäanderförmig ausgebildet sein, wobei dann die Länge um den Faktor 50 bis 200 größer sein kann als der Durchmesser.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann die Heizeinrichtung ferritisches Material aufweisen, beispielsweise flache und/oder breite Ferritstäbe, um das Magnetfeld der Induktionsheizspule zu lenken bzw. zu bündeln. So kann der Heizungsträger auf einer Seite der Induktionsheizspule angeordnet sein, und auf ihrer anderen Seite das ferritische Material. Ebenso kann hinter dem Heizungsträger noch einmal ferritisches Material vorgesehen sein, um das Magnetfeld möglichst in den Heizungsträger zu leiten.
  • Neben den vorgenannten Möglichkeiten als Dickschichtheizleiter und Rohrheizkörper kann ein Widerstandsheizelement auch als sogenanntes folienartiges Kapton-Heizelement ausgebildet sein.
  • Für die Verwendung in einem wasserführenden Elektrogerät, beispielsweise einer Waschmaschine oder einer Spülmaschine, weist der Heizungsträger vorteilhaft einen magnetischen Edelstahl auf bzw. besteht aus solchem magnetischen Edelstahl. Ein solcher Heizungsträger kann dann möglicherweise auch einen Teil der Heizkammer bilden, also in direktem Kontakt mit dem Wasser darin sein.
  • Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte und Zwischen-Überschriften beschränkt die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Waschmaschine, die eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung aufweist,
    Fig. 2
    eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung in flacher Rohrform, und
    Fig. 3
    eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung in runder Rohrform.
    Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In der Fig. 1 ist eine Waschmaschine 11 als wasserführendes Elektrohaushaltsgerät schematisch dargestellt, in der die Erfindung eingebaut sein kann. Die Waschmaschine 11 weist ein Gehäuse 12, eine Trommelaufnahme 14 mit einer Trommel 15 darin sowie eine Tür 16 zum Verschließen derselben auf. In die Trommelaufnahme 14 führt ein Einlass 18 hinein von einem Sammeltrichter 19, der unterhalb einer üblichen Waschmittelschublade 20 angeordnet ist. Über diese können Waschmittel und sonstige Zusatzstoffe für ein Waschverfahren eindosiert werden. Wasser gelangt in die Waschmittelschublade 20 über eine Wasserleitung 22.
  • Aus der Trommelaufnahme 14 führt unten ein Auslass 30 heraus, ggf. noch mit einem Ventil. Wasser kann durch eine Wasserleitung 22 in einen Filter 28 gelangen. Das gefilterte Wasser kann durch eine weitere Wasserleitung 22 von einer Pumpe 26 weitergepumpt werden, und zwar durch eine weitere Wasserleitung 22 in die erfindungsgemäße Heizeinrichtung 24. Dort kann das Wasser im hier dargestellten Ausführungsbeispiel im Durchlauf erhitzt werden, vorteilhaft durchläuft es die Heizeinrichtung 24 mehrfach, und zwar von der Pumpe 26 gepumpt. Alternativ kann die Heizeinrichtung 24 auch als etwas größerer Behälter bzw. mit größerem Volumen ausgebildet sein, so dass darin stillstehendes Wasser aufgeheizt werden kann. Dies ist also ein Beispiel für Erwärmen von Wasser, alternativ kann in einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung auch Luft oder anderes Gas erwärmt werden.
  • Die Waschmaschine 11 weist noch eine Steuerung 32 sowie eine Bedieneinrichtung 34 auf. In der Steuerung 32, die auf nicht dargestellte Art und Weise mit der Heizeinrichtung 24 verbunden ist, kann deren Leistungsversorgung erfolgen. Ebenso kann das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden mit Bestimmen einer Temperaturänderung in der Heizeinrichtung durch Überwachen und Auswerten von Strom und Spannung an einer Induktionsheizspule der Heizeinrichtung 24. Die Bedieneinrichtung 34 wiederum kann Bedienelemente sowie eine Anzeige aufweisen, an der insbesondere einer Bedienperson auf zuvor dargelegte Art und Weise angezeigt werden kann, falls wegen zu schneller Temperaturänderung nach Beheizen mit der Induktionsheizspule kein weiteres stärkeres Beheizen erfolgt.
  • Die Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung 24 in einer ersten Ausführungsform. Die Heizeinrichtung 24 ist dabei für den Durchlaufbetrieb ausgebildet und weist ein Rohr 36 auf, das einen flachen rechteckigen Querschnitt aufweisen kann. In das Rohr führt ein Zulauf 37 hinein und Auslauf 38 heraus, beide sind jeweils entsprechend Fig. 1 an eine Wasserleitung 22 verbunden. Das Rohr 36 bildet in seinem Inneren zwischen Zulauf 37 und Auslauf 38 also eine eingangs erläuterte Heizkammer 40. Als zu beheizendes Fluid wird hier Wasser erhitzt, möglicherweise auch Waschlauge. Das Rohr 36 bzw. die Heizkammer 40 wird von Rohrwandungen 41 begrenzt, wobei die hier dargestellte obere Rohrwandung und untere Rohrwandung 41 flach bzw. eben sind aufgrund des rechteckigen Querschnitts. Die Rohrwandungen 41 sind jeweils mit einer Isolationsschicht 42 versehen, welche vor allem für eine elektrische Isolierung sorgt. Dazu kann die Isolationsschicht 42 glasartig oder keramisch sein. Des Weiteren kann sie Kunststoff, Teflon oder Silikon aufweisen, je nach Temperaturbeständigkeit.
  • Unten an der unteren Rohrwandung 41 bzw. auf deren Isolationsschicht 42 ist ein Widerstandsheizelement 44 angeordnet. Dieses besteht aus Dickschichtheizleitern 45, die auf übliche Art und Weise in einem Dickschichtverfahren auf die Isolationsschicht 42 aufgebracht werden können. In diesem Fall bildet die Rohrwandung 41 den eingangs genannten erfindungsgemäßen Heizungsträger. Alternativ zu einem Aufbringen des Widerstandsheizelements 44 direkt und unlösbar auf die Rohrwandung 41 bzw. auf das Rohr 36 können sie auch auf ein eigenständiges Bauteil aufgebracht werden, welches dann an der Rohrwandung 41 befestigt wird, und zwar möglichst gut wärmeleitend. Das Widerstandsheizelement 44 wird ebenfalls über die Steuerung 32 mit Leistung versorgt. Es kann beispielsweise eine maximale Dauerleistung von 0,5 kW bis 2 kW aufweisen und so in dem Rohr 36 befindliches Wasser oder hindurchströmendes Wasser schnell und stark aufheizen.
  • Auf der gegenüberliegenden oberen Seite des Rohrs 36 bzw. auf der oberen Rohrwandung 41 und der dortigen Isolationsschicht 42 ist eine Induktionsheizspule 48 angeordnet. Diese ist aus einzelnen Spulenwindungen 49 ausgebildet. Wenn das Rohr 36 flachen rechteckigen Querschnitt aufweist mit einer Breite, die beispielsweise das Doppelte oder Dreifache der Höhe aufweist, so ist genügend Platz sowohl für das Widerstandsheizelement 44 als auch für die Induktionsheizspule 48 vorgesehen, um nur auf der entsprechenden Seite angeordnet zu sein. Dann kann die Induktionsheizspule 48 aus mehreren Spulenwindungen 49 flach und spiralig mit sehr länglicher Form in Richtung vom Zulauf 37 zum Auslauf 38 ausgebildet sein. Oberhalb der Induktionsheizspule 48 sind Ferritstäbe 51 angeordnet. Diese schirmen auf bekannte Art und Weise das Magnetfeld nach oben ab bzw. leiten es. Hier besteht das Rohr 36 mit seiner Rohrwandung 41 aus einem entsprechenden Material, das induktiv beheizt werden kann. Beispielsweise kann es aus einer Nickel-Eisen-Legierung bestehen. Diese sollte entsprechend korrosionsbeständig sein, um im Inneren Wasser zu führen. Ansonsten müsste es innen entsprechend beschichtet oder verkleidet sein. In alternativer Ausgestaltung kann zwischen Isolationsschicht 42 und Rohrwandung 41 eine flache Platte aus solchem Material angeordnet sein, welches induktiv beheizt werden kann und dann wiederum über direkte Wärmeleitung die Rohrwandung 41 und somit die Heizkammer 40 darin erwärmt.
  • Bei der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung 24 gemäß der Fig. 2 ist also auf einer Seite der Heizkammer 40 das Widerstandsheizelement 44 vorgesehen, das eine sehr große Leistung aufweist und das hauptsächlich zum schnellen Erwärmen von Wasser in der Heizkammer ausgebildet ist. Dessen Betrieb soll allerdings nur erfolgen, wenn in der Heizkammer 40 tatsächlich Wasser bzw. Flüssigkeit ist, was eine gute und ausreichende Wärmeabnahme garantiert, so dass ein Betrieb des Widerstandsheizelements 44 problemlos möglich ist. Damit die Wärmeabnahme nicht nur unten in der Heizkammer 40, sondern im oberen Bereich nahe der Induktionsheizspule 48 ausreichend hoch ist, muss das Rohr 36 bzw. die Heizkammer 40 tatsächlich vollgefüllt sein. Ansonsten würde sich die Temperatur der oberen Rohrwandung 41 zu schnell zu stark erhöhen.
  • Für das erfindungsgemäße Verfahren kann vorgesehen sein, dass zuerst die Induktionsheizspule 48 für eine vorgegebene Dauer von beispielsweise 20 sec betrieben wird. Sie kann mit einer Heizleistung von etwa 100 W bis 200 W die obere Rohrwandung 41 des Rohrs 36 induktiv beheizen. Dies wird von der Steuerung 32 gesteuert. Dabei werden Strom und Spannung an der Induktionsheizspule 48 überwacht, um aus deren Änderung eine Temperatur bzw. eine Temperaturänderung des induktiv beheizten Materials an der Rohrwandung 41 zu bestimmen. Hat sich die Temperatur nach der vorgegebenen Zeit von 20 sec bei einem Vorgabewert von 80°C um beispielsweise 60°C erhöht, wobei die absolute Starttemperatur und die absolute Endtemperatur keine nennenswerte Rolle spielen, da sie in erwartbaren Bereichen liegen, so wird davon ausgegangen, dass die Heizkammer 40 vollgefüllt mit Wasser ist. Somit hat auch die obere Rohrwandung 41 Kontakt mit dem Wasser, so dass eine gute Wärmeabnahme von diesem erfolgt ist, es liegt also der erfindungsgemäße erste Fall vor, der Betrieb des Widerstandsheizelements 44 mit voller Leistung ist möglich. Für die Durchführung des Verfahrens kann vorteilhaft kein Wasser durch die Heizkammer 40 gepumpt werden, sondern das Wasser darin still stehen. Alternativ kann gerade während dieses Verfahrens Wasser hindurchgepumpt werden, um auch mögliche Fehlerquellen wie eine defekte Pumpe 26 ausschließen zu können. Dann ist davon auszugehen, dass die Temperaturänderung innerhalb der vorgegebenen Zeit noch geringer ist, beispielsweise nur 30°C beträgt. Das immer wieder bzw. kontinuierlich vorbeiströmende Wasser nimmt nämlich sehr viel Wärme von der oberen Rohrwandung 41 ab bzw. bewirkt nur eine langsame und geringe Temperaturzunahme. Dafür kann ganz allgemein in dieser Variante beispielsweise auch die Möglichkeit einer kontinuierlichen Wasserdurchströmung getestet werden.
  • Hätte sich die Temperatur innerhalb der 20 sec beispielsweise um 100°C oder mehr erhöht, so ist keine ausreichende Wärmeabnahme gegeben. Der Fehler kann beispielsweise in einer fehlenden oder unzureichenden Wasserzufuhr liegen. Somit liegt der erfindungsgemäße zweite Fall vor, der Betrieb des Widerstandsheizelements 44 mit voller Leistung sollte unterbleiben. Eigentlich sollte das Widerstandsheizelement 44 gar nicht betrieben werden. An der Anzeige der Bedieneinrichtung 34 sollte eine entsprechende Fehlermeldung erscheinen.
  • Alternativ kann beim Überwachen von Zeit und Temperaturänderung an der oberen Rohrwandung 41 unter der Induktionsheizspule 48 auch die Zeit gestoppt werden, die vergeht, bis sich die Rohrwandung 41 um 20°C oder um 30°C erwärmt hat. Dauert dies mindestens eine vorgegebene Zeit lang, beispielsweise 20 sec oder 30 sec, so ist ebenfalls der Vorgabewert für die Zeit überschritten. Dies ist ein eindeutiges Zeichen dafür, dass eine ausreichende Wärmeabnahme vorliegt, es liegt also wieder der erfindungsgemäße erste Fall vor. Geht dies schneller als diese Zeit, so liegt der erfindungsgemäße zweite Fall vor.
  • Danach kann das Widerstandsheizelement 44 mit voller Leistung heizen und das Wasser im Rohr bzw. in der Heizkammer 40 aufheizen, vorteilhaft im Durchlauf. Der zuvor beschriebene Test hat nämlich ergeben, dass eine ausreichende Wärmeabnahme durch das Vorhandensein von Wasser in der Heizkammer 40 gegeben ist. Dies kann sogar im Durchlauf ermittelt worden sein, so dass der Funktionstest mit hoher Sicherheit durchgeführt worden sein kann.
  • In der Fig. 2 ist unterhalb des rechten Bereichs des Widerstandsheizelements 44 dargestellt, dass alle oder einige Spulenwindungen 49', die gepunktet dargestellt sind, auch unterhalb der unteren Rohrwandung 41 vorgesehen sein können. Dies soll andeuten, dass die Induktionsheizspule alternativ zumindest auch teilweise sowohl ganz um das Rohr 36 umlaufend gewickelt sein kann. Des Weiteren kann dies auch in Bereichen vorgesehen sein, in denen ein Widerstandsheizelement am Rohr vorgesehen ist.
  • In der Fig. 3 ist eine alternative Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung 124 dargestellt. Hier ist ein Rohr 136 mit Zulauf 137 und Auslauf 138 tatsächlich rund ausgebildet bzw. weist rundzylindrischen Querschnitt auf. Das Rohr 136 bildet in seinem Inneren wieder eine Heizkammer 140 für durchlaufendes Wasser bzw. um Wasser im Durchlauf zu erhitzen. Das Rohr 36 bzw. seine umlaufende Rohrwandung 141 ist aus Edelstahl gefertigt, der nicht induktiv beheizt werden kann. Die Außenseite der Rohrwandung 141 ist im rechten Bereich umlaufend mit einer Isolationsschicht 142 versehen, die ausgebildet sein kann wie zuvor beschrieben. Auf diese Isolationsschicht 142 ist ein umlaufendes Widerstandsheizelement 144 aufgebracht. Entweder können einzelne Heizleiter 145 des Widerstandsheizelements 144 mittels eines Dickschichtverfahrens aufgetragen werden, was auch umlaufend möglich ist. Alternativ kann ein Widerstandsheizelement 144 in Form von Heizdrähte oder Rohrheizkörper aufgewickelt sein. Bei der Verwendung von Rohrheizkörpern kann auf die Isolationsschicht 142 verzichtet werden.
  • Der linke Bereich des Rohrs 136 weist ein aufgeschobenes Nickel-Eisen-Rohr 153 auf, das eine enge Passform aufweist für einen möglichst guten Wärmeübergang von Nickel-Eisen-Rohr 153 zur Rohrwandung 141. Auf dieses Nickel-Eisen-Rohr 153 ist eine thermische Isolation 154 umlaufend aufgebracht, beispielsweise aufgewickelt, als eigenständiges Bauteil aufgeschoben oder in einem Schichtverfahren aufgebracht. Über diese thermische Isolation 154 wiederum ist ein Trägerrohr 155 aufgeschoben und befestigt. Das Trägerrohr 155 kann aus temperaturbeständigem Kunststoff bestehen und sollte jedenfalls für magnetische Feldlinien durchlässig sein.
  • Eine Induktionsheizspule 148 ist mit mehreren Spulenwindungen 149 auf das Trägerrohr 155 aufgewickelt, so dass hier eine Baueinheit gebildet sein kann. Diese fertige Baueinheit kann dann einfach auf das Rohr 136 bzw. das Nickel-Eisen-Rohr 153 oder die thermische Isolation 154 aufgeschoben werden, ggf. auch dort fixiert werden. So muss die Induktionsheizspule 148 nicht direkt auf das Rohr 136 bzw. die darauf befindlichen genannten Schichten aufgewickelt werden. Außerhalb der Induktionsheizspule 148 sind wiederum Ferritstäbe 151 zur Führung des Magnetfelds vorgesehen.
  • Bei der hier dargestellten Ausgestaltung einer Heizeinrichtung 124 sind also die Induktionsheizspule 148 einerseits und das Widerstandsheizelement 144 andererseits räumlich getrennt, zumindest in Richtung hin zur zu erhitzenden Flüssigkeit, nämlich nebeneinander angeordnet. Auch wenn in der Fig. 3 dargestellt ist, dass beide in etwa gleich lang sind, kann dies in der Praxis anders sein. Insbesondere ist vorteilhaft der rechte Bereich mit dem Widerstandsheizelement 144 deutlich länger als der linke Bereich mit der Induktionsheizspule 148.
  • Aufgrund der Ausgestaltung des Rohrs 136 als Heizkammer 140 samt vorteilhaft horizontaler Anordnung kann entweder bei ruhendem Wasser im Rohr 136 oder bei hindurchfließendem Wasser erreicht werden, dass dieses Wasser sowohl im Bereich der Induktionsheizspule 148 als auch im Bereich des Widerstandsheizelements 144 jeweils gleich vorhanden ist oder nicht vorhanden ist. Somit kann der Test auf die Temperaturänderung aufgrund einer Beheizung mittels der Induktionsheizspule 148 in beiden Fällen gleich zuverlässig erfolgen. So kann mittels der Induktionsheizspule 148 eine Wärmeabnahme ermittelt werden, die auch für den Betrieb des Widerstandsheizelements 144 mit hohen Leistungen gelten würde.
  • Wie zuvor erläutert worden ist, kann das Widerstandsheizelement 144 für eine sehr hohe maximale Dauerleistung ausgelegt sein, beispielsweise mehr als 0,5 kW, insbesondere bis zu 2 kW, oder für Leistungsdichten von 50 W/cm2 bis 100 W/cm2. Wenn jedoch durch das Rohr 36 hindurchfließendes Wasser nur geringfügig aufgewärmt werden sollte, so kann vorgesehen sein, dass dieses Wasser nur durch Betrieb der Induktionsheizspule 148 erwärmt wird. Dies ist dann mit einer deutlich geringeren Leistung möglich, die Induktionsheizspule kann beispielsweise eine Dauerleistung von 200 W aufweisen. So kann die Induktionsheizspule 148 nicht nur für einen Test der Wärmeabnahme verwendet werden, sondern auch tatsächlich für einen Heizbetrieb. Dies kann allgemein für Temperaturen unter 50°C oder sogar unter 40°C vorgesehen sein, hier wird dann nur induktiv mittels der Induktionsheizspule 148 beheizt. Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn Wasser in einer Waschmaschine erwärmt werden soll, das mit Enzymen für einen besseren Reinigungsvorgang vermischt ist. Derartige Enzyme sollen in der Regel nicht höheren Temperaturen ausgesetzt werden, um optimale Wirkung zu entfalten.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Betrieb einer Heizeinrichtung, wobei die Heizeinrichtung aufweist:
    - einen metallischen und induktiv beheizbaren bzw. ferromagnetischen Heizungsträger, der in einer Ausdehnungsfläche verläuft und eine Vorderseite sowie eine Rückseite aufweist,
    - mindestens ein Widerstandsheizelement auf der Vorderseite oder auf der Rückseite des Heizungsträgers,
    - eine Heizkammer für Fluid, die teilweise von dem Heizungsträger begrenzt ist oder an den Heizungsträger angrenzt,
    - eine Induktionsheizspule an der Heizeinrichtung,
    mit den folgenden Schritten:
    - die Induktionsheizspule wird aktiviert zum Beheizen des Heizungsträgers,
    - Strom und/oder Spannung durch bzw. an der Induktionsheizspule werden überwacht und ausgewertet zum Bestimmen einer Temperaturänderung an dem Heizungsträger und einer daraus resultierenden Änderung seiner ferromagnetischen Eigenschaften anhand des Verlaufs von Strom und/oder Spannung,
    - eine bestimmte Temperaturänderung des Heizungsträgers wird verglichen mit einem vorgegebenen Vorgabewert für eine Temperaturänderung bezüglich Temperaturzunahme und Dauer für die Temperaturzunahme,
    - es wird eine Fallunterscheidung vorgenommen zwischen:
    + bleibt in einem 1. Fall eine bestimmte Temperaturänderung für den Heizungsträger unter dem Vorgabewert, so wird davon ausgegangen, dass eine ausreichende Wärmeabnahme an dem Heizungsträger vorliegt, und die Heizeinrichtung wird betrieben durch Aktivierung des mindestens einen Widerstandsheizelements,
    + überschreitet in einem 2. Fall die bestimmte Temperaturänderung den Vorgabewert, so wird davon ausgegangen, dass keine ausreichende Wärmeabnahme an dem Heizungsträger vorliegt, und es erfolgt keine Aktivierung bzw. kein Betrieb der Heizeinrichtung durch Aktivierung des mindestens einen Widerstandsheizelements.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Zeit, während der die Induktionsheizspule aktiviert ist zum Beheizen des Heizungsträgers, das mindestens eine Widerstandsheizelement auf dem Heizungsträger deaktiviert bleibt bzw. kein Widerstandsheizelement auf dem Heizungsträger aktiviert ist und heizt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an eine Bedienperson optisch und/oder akustisch signalisiert wird, falls eine Aktivierung der Heizeinrichtung entweder erfolgt oder nicht erfolgt, wobei vorzugsweise bei nicht erfolgter Aktivierung der Heizeinrichtung diese Information an eine Bedienperson angezeigt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fluid nur dann in die Heizkammer eingebracht wird bzw. durch die Heizkammer hindurch bewegt wird, wenn an der Heizeinrichtung ein Heizbetrieb erfolgt durch Aktivierung des mindestens einen Widerstandsheizelements.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgabewert für die Temperaturänderung in einer vorgegebenen Zeit besteht derart, dass die Induktionsheizspule für diese vorgegebene Zeit betrieben wird zum Beheizen des Heizungsträgers und dann eine Temperaturzunahme nach Ablauf dieser vorgegebenen Zeit bestimmt wird, wobei der Vorgabewert eine bestimmten Temperaturzunahme nach Ablauf dieser vorgegebenen Zeit beinhaltet, und dann geprüft wird, ob nach Ablauf der vorgegebenen Zeit und Beheizen des Heizungsträgers während der vorgegebenen Zeit mit der Induktionsheizspule die Temperatur des Heizungsträgers über dem Vorgabewert für die Temperaturzunahme liegt oder darunter, wobei für den Fall, dass die bestimmte Temperaturzunahme über dem Vorgabewert liegt, eine nicht ausreichende Wärmeabnahme an dem Heizungsträger vorliegt und gemäß dem 2. Fall keine Aktivierung bzw. kein Betrieb der Heizeinrichtung erfolgt, wobei vorzugsweise die vorgegebene Zeit zwischen 10 sec und 60 sec liegt, vorzugsweise zwischen 15 sec und 30 sec.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorgabewert für die Temperaturänderung zwischen 30°C und 150°C liegt, vorzugsweise zwischen 50°C und 95°C liegt, insbesondere zwischen 55°C und 80°C.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsheizspule mit einer kleinen Leistung, die unter 20% einer maximalen Dauerleistung des Widerstandsheizelements liegt, vorzugsweise unter 10% einer maximalen Dauerleistung des Widerstandsheizelements, den Heizeinrichtungsträger beheizt.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Heizbetrieb der Heizeinrichtung mit kleinen Leistungen, die unter 20 % einer maximalen Dauerleistung des mindestens einen Widerstandsheizelements liegen, der Heizungsträger nur mit der Induktionsheizspule beheizt wird und das mindestens eine Widerstandsheizelement auf dem Heizungsträger deaktiviert bleibt vorzugsweise kein Widerstandsheizelement aktiviert wird.
  9. Heizeinrichtung, die zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist und aufweist:
    - einen metallischen und induktiv beheizbaren bzw. ferromagnetischen Heizungsträger, der in einer Ausdehnungsfläche verläuft und eine Vorderseite sowie eine Rückseite aufweist,
    - mindestens ein Widerstandsheizelement auf der Vorderseite oder auf der Rückseite des Heizungsträgers, wobei vorzugsweise das Widerstandsheizelement ausgewählt ist aus der Gruppe: Dickschichtheizelement, Rohrheizkörper, Kapton-Heizelement
    - eine Heizkammer für Fluid, die teilweise von dem Heizungsträger begrenzt ist oder an den Heizungsträger angrenzt,
    - eine Induktionsheizspule an der Heizeinrichtung.
  10. Heizeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsheizspule mit einem Abstand von weniger als 1 cm zu dem Heizungsträger angeordnet ist, vorzugsweise in einer Richtung gemessen, die senkrecht ist zu einer Ausdehnungsfläche des Heizungsträgers und/oder der Induktionsheizspule.
  11. Heizeinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsheizspule in einer Fläche verläuft, die zu einer Ausdehnungsfläche des Heizungsträgers parallel ist, wobei vorzugsweise diese Fläche eine Ebene ist und die Induktionsheizspule und der Heizungsträger in parallelen Ebenen verlaufen.
  12. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizkammer ein Rohr ist mit einem Einlauf an einem Ende und einem Auslauf am anderen gegenüberliegenden Ende, wobei der Heizungsträger an einer Seite des Rohres daran anliegt.
  13. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Seite der Induktionsheizspule der Heizungsträger angeordnet ist und auf der anderen Seite der Induktionsheizspule ferritisches Material angeordnet ist, insbesondere ausgebildet in Form von flachen und/oder breiten Ferritstäben.
  14. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsheizspule und das Widerstandsheizelement nebeneinander angeordnet sind mit einem Abstand von mindestens 0,5 cm derart, dass die Induktionsheizspule den Heizungsträger nicht im Bereich des Widerstandsheizelements beheizt.
  15. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizungsträger einen magnetischen Edelstahl aufweist bzw. aus magnetischem Edelstahl besteht.
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