WO2020260131A1 - Betreiben eines haushalts-gargeräts mit kühllüfter - Google Patents

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WO2020260131A1
WO2020260131A1 PCT/EP2020/066971 EP2020066971W WO2020260131A1 WO 2020260131 A1 WO2020260131 A1 WO 2020260131A1 EP 2020066971 W EP2020066971 W EP 2020066971W WO 2020260131 A1 WO2020260131 A1 WO 2020260131A1
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WO
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cooling fan
speed
cooling
operating sequence
cooking
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/066971
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Böttcher
Markus Kuchler
Markus De Vries
Peter Blumenthal
Original Assignee
BSH Hausgeräte GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C15/00—Details
    • F24C15/006—Arrangements for circulation of cooling air
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/642—Cooling of the microwave components and related air circulation systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/08—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24C7/082—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination
    • F24C7/085—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination on baking ovens

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a household cooking appliance with at least one cooling fan for cooling at least one component angeord outside a cooking space.
  • the invention also relates to a household cooking appliance with a cooking space, at least one cooling fan for cooling components arranged outside a cooking space, and a control device, the control device being designed to carry out the method.
  • the invention is particularly advantageously applicable to ovens, microwave ovens and any combinations thereof.
  • the cooling of components and entire assemblies in ovens is usually done with cooling fans.
  • the components to be cooled are built into an air shaft and cooled by a cooling air flow generated by a cooling fan. Since ovens are usually built into furniture, the flow of cooling air must be blown out of the front of the device.
  • the cooling fans are often operated at a very high speed immediately at the start of an operating sequence (e.g. triggered by pressing a start button).
  • the particular disadvantage here is that the user typically remains in front of the device for some time in the first few seconds after the start of the operating sequence, e.g. to check settings and / or a positioning of the food, and is blown by a strong air stream. Since the user is also directly in front of the oven and the oven is completely at rest before the start button is pressed, a noise difference between an off state and an operating sequence with fan activity is clearly perceptible.
  • DE 101 28 370 A1 discloses a cooking appliance with at least one heating unit, via which a cooking space can be heated, and with at least one cooling fan, of which at least one parameter can be controlled via a control unit to various parameter values depending on a selected heating mode.
  • EP 2 287 533 A1 discloses a method for controlling the operation of a furnace. A cooling fan is turned on to circulate air in a space between the muffle of the furnace and an outer casing of the furnace. The cooling fan is controlled depending on a selected cooking program and a temperature that is measured in the vicinity of a control unit of the oven, which is arranged within the space.
  • EP 2 705 305 B1 discloses an oven comprising an outer body, a cooking cavity in which the fermentation process is carried out, a heating device that ensures that food that is placed in the cooking cavity is cooked, a cooling fan that is between the Outer body and the cooking cavity is arranged and provides for air circulation around the cooking cavity, and a control unit that carries out the fermentation process in at least three phases, namely the first phase, the second phase and the third phase, from the beginning to the end of cooking, and although in the first phase at a first temperature, which is determined by the user at the beginning of the fermentation process for a first phase duration, in the second phase at a second temperature that is lower than the first temperature and by the user for a second phase duration is determined, and in the third phase at a third temperature, which is higher than in the first or second phase, for a Third phase duration, the activation of the cooling fan being delayed by the control unit until the end of the first phase and the cooling fan not being activated until the second phase.
  • WO 2013/098002 A1 discloses an oven with an outer body, a cooking chamber in which the cooking process is carried out, a door that allows access to the cooking chamber light, a front panel that is arranged on the top of the door, a control unit that is behind the front plate is arranged, an air duct which is arranged on the top of the cooking space, and an outlet opening that opens between the door and the front plate to the outside, wherein a moisture sensor detects the moisture rate emitted by the food, the control unit Depending on the moisture rate, a cooling fan located inside the air duct operates according to a predetermined algorithm in successive stop and operating periods in order to ensure the cooling of the control unit.
  • US 5,777,897 discloses a method of controlling cooling fans for variable electrical loads.
  • a controller monitors the fan performance, the ambient temperature and the electrical load. The controller then adjusts the fan speed and the resulting cooling to the existing electrical load and ambient temperature. As a result, a fan speed is kept to a minimum necessary to maintain an adequate level of cooling. This minimizes the generation of structure-borne noise and air flow noise.
  • US 5,688,422 discloses a cooking device for cooking food with a cooking space, a heating element arranged in the cooking space, a temperature sensor for determining the temperature in the cooking device and a fan that operates in at least three modes, namely an OFF mode, an HI mode and operated in a LO mode who can move air in the cooking appliance.
  • a fan control device is provided in order to operate the fan in the LO mode by the fan being switched on for a first predetermined period of time every other predetermined period of time in order to ensure a continuous movement of the fan.
  • the object is achieved by a method for operating a household cooking appliance with at least one cooling fan for cooling at least one component arranged outside a cooking chamber, in which at least one cooling fan starts up with a delay with a target speed profile that is fixed at the beginning of the operating sequence.
  • the delayed run-up can also be referred to as "soft start”.
  • This method has the advantage that the generation of noise from the at least one cooling fan at the beginning of the operating sequence is significantly reduced or even completely avoided.
  • the user is also advantageously not immediately blown by a strong flow of cooling air.
  • the user often moves away from the device, which is why the noise and air blown out, which increase with the start-up, are no longer perceived as disruptive.
  • a soft start has a positive effect on mechanical stress on the at least one cooling fan and thus on its service life.
  • the method is based on the knowledge that device components only emit significant thermal energy to a cooling air flow when a sufficiently high temperature difference has been established between a component surface and the cooling air.
  • Operating a cooling fan at high speed directly at the beginning of the operating sequence produces the disadvantages described above, but does not have a significant cooling effect.
  • the household cooking appliance can be an oven, steamer, microwave oven or any combination thereof, e.g. an oven with additional - also independently usable - microwave function and / or steam function or a microwave oven with at least one additional IR radiator such as an electrical resistance heating element, etc.
  • the household cooking appliance has a cooking space with a typically front loading opening that can be closed by means of a door.
  • the cooking space is surrounded by a housing, with various components or functional parts of the domestic cooking appliance being arranged in the space between a cooking space wall or "muffle" and the housing.
  • electrical and electronic components such as resistors, coils, capacitors, diodes, integrated semiconductor components, etc. are available there.
  • assemblies or "electronics” for example to form control electronics, etc.
  • a central control device can be formed by one or more control electronics.
  • electrical and electronic components or the associated electronics can be sensitive to heat and are therefore often cooled by a flow of cooling air.
  • the cooling air flows can also be used to cool other components of the household cooking appliance such as the cooking room door, screens, a microwave generator, motors, lighting equipment, etc.
  • one or more cooling fans can be present that suck in ambient air as cooling air, generate one or more cooling air flows within the device and blow the used cooling air out of the household cooking device.
  • the cooling air can be sucked in and / or blown out at the front.
  • a structural design of a household cooking appliance with cooling fan (s) is generally known and is therefore not explained further below.
  • a cooling fan starts up or is started up with a delay includes, in particular, that its target speed is increased in a deliberately delayed manner from a low value at the beginning of the operating sequence or at the start of a control sequence for the cooling fan to a high target value ("target speed").
  • target speed is therefore not set to the target speed immediately at the start of the operating sequence.
  • a cooling fan starts up with a delay with a target speed profile that is fixedly predetermined at the beginning of the operating sequence includes, in particular, that the target speed profile is or is defined with or at the beginning of the operating sequence.
  • the target speed profile can have different courses, one of these courses being selected or determined at the beginning of the operating sequence and then being maintained unchanged during the operating sequence.
  • the time required to determine the shape of the target speed profile is typically negligibly short (e.g. less than a few seconds), so that the cooling fan can be controlled by means of the target speed profile almost immediately at the start of the operating sequence.
  • a speed setpoint profile that is fixedly specified at the beginning of the operating sequence is used to run up to the high speed value or the target speed includes in particular that after the start of the control of the cooling fan by means of the speed setpoint profile or the start of a corresponding control sequence, it is no longer changed becomes.
  • the speed setpoint profile that has been established or predefined for this (current) operating sequence is not varied during its course.
  • the target speed profile is not adapted to measured values, transitions between the cooking phase, etc. determined during its run.
  • the target speed profile is run through independently of the measured value and the food being cooked.
  • the start of the operating sequence can correspond, for example, to a user (for example manual) starting of the domestic cooking appliance, to starting the operating sequence at a time specified by the user or to a program-controlled start.
  • An operating sequence can be understood, for example, as a (for example manually set or program-controlled) cooking sequence, a cleaning sequence (for example a pyrolysis sequence), etc.
  • the cooking process can include a selection of certain heating elements and / or a microwave function and / or a steam treatment function and an adjustment of their heating power.
  • the domestic cooking appliance can have one or more cooling fans. If there are several cooling fans, one, several or all of them can be controlled using the above method. If several or all cooling fans are controlled using the above method, they can be controlled using the same and / or different speed profiles.
  • the speed profile determined in this way is then specified for controlling at least one cooling fan of the current operating sequence without any further change.
  • This configuration results in the advantage that the speed profile can be adapted particularly effectively to a probable temperature profile of at least one component to be cooled.
  • a degree of a delay in the fan run-up and / or a value of a target speed can be set depending on the selected operating mode, which advantageously allows different cooking chamber temperatures and thus also different thermal loads on the components located outside the cooking chamber to be taken into account.
  • the selection based on the operating mode can include a selection based on the heating devices used (radiators, microwave ovens, superheated steam generators) and their set power. So the delay time (duration) can be reduced Gert are activated when a top heating element and / or a grill element are activated, a high set cooking space temperature is set, a steam treatment mode and / or a pyrolysis mode is set.
  • At least one cooling fan with a speed setpoint profile that is fixedly predetermined at the beginning of the operating sequence only starts up with a delay when a certain operating mode is selected or set.
  • the soft start can only be used if the operating sequence at least initially includes pure microwave operation (i.e. without activation of heating elements such as an electrical resistance heater).
  • heating elements such as an electrical resistance heater.
  • this makes use of the fact that in pure microwave operation, no strong IR radiation is generated in the cooking space, but rather, above all, the microwave generator has to be cooled.
  • this is not as time-critical as cooling with activated heating elements. If, however, heating elements are already activated initially, the delayed start-up can be dispensed with and at least one cooling fan can be operated at maximum speed when the operating sequence begins.
  • the speed profile can additionally or alternatively be selected according to whether the cooking appliance or cooking chamber is cold or still from one previous operation is warm. This in turn allows the current thermal load on the components to be taken into account at the beginning of the operating sequence. If the cooking appliance or the cooking space is still warm, the at least one cooling fan can e.g. can be brought to its target speed more quickly by reducing the deceleration.
  • the at least one sensor measured value comprises a value of a cooking space temperature. This has the advantage that it is particularly effective to determine whether the cooking appliance or the cooking space is cold or is still warm from a previous operation.
  • the at least one sensor measured value comprises a value of a temperature of an ambient air. This has the advantage that the speed profile is specified based on an estimate of the cooling effect of the ambient air leaves. The cooler the temperature of the ambient air, the greater the delay can be.
  • the at least one sensor measured value comprises a value of a temperature of a device component.
  • the device component is basically arbitrary and can for example be a sheet metal part, e.g. a case of a magnetron.
  • the device component is an electrical component and thus the at least one sensor measured value is a value of a temperature of an electrical component, e.g. an electronic component.
  • the temperature sensor can be, for example, an NTC resistor or NTC thermistor.
  • the speed profile can be defined independently of one, several or all of these settings. It is generally an embodiment that the target speed profile (hereinafter also simply referred to as "speed profile") of at least one cooling fan is the same for all operating sequences. This speed profile is therefore also independent of the environment (i.e. independent of the measured value, independent of the length of time since the end of a previous operating sequence, etc.). In this case, there is only exactly one speed profile for the respective cooling fan. This configuration has the advantage that it can be implemented in a particularly simple and inexpensive manner.
  • the target speed profile includes a delay time (duration) between the start of the operating sequence or activation of the control sequence of the cooling fan and the start of the cooling fan running up to its target speed.
  • the delay time is up to 45 seconds, in particular up to 30 seconds. This results in the advantage that for typical times a user stays at a cooking device after the start of an operating sequence, at least one cooling fan does not generate any disturbing noises or air blown out currents, but the delay The storage time is so short that the cooling of device components compared to continuous operation of the cooling fan at high speeds is sufficiently high from the start to avoid damaging thermal loads, especially peak loads. It is a further development that the delay time is at least 5 seconds, in particular at least 10 seconds, in particular at least 20 seconds.
  • At least one cooling fan is a fan with a fixed or non-variable target speed, e.g. a cooling fan whose drive motor is a shaded pole motor that can be switched on and off by means of a switching relay.
  • a fan has in particular two states, namely a configured state and a switched-on state, the fan rotating in the switched-on state at its maximum speed (corresponding to the single target speed). Allowing such a cooling fan to run up thus corresponds to a speed profile in which the cooling fan first remains switched off for the duration of the delay time and is then switched on when the delay time is reached or expired.
  • a speed-controlled cooling fan can also be controlled using such a speed profile.
  • the cooling fan is a variable speed cooling fan, e.g. a cooling fan whose drive motor is a BLDC motor controlled by means of a PWM signal.
  • a variable speed cooling fan e.g. a cooling fan whose drive motor is a BLDC motor controlled by means of a PWM signal.
  • the speed profile is specified so that the cooling fan is started up with a delay by means of a specified speed increase or "ramp", in particular to its target speed.
  • This ramp therefore corresponds to a time segment of the speed profile with a slope of the target speed greater than zero.
  • the use of a ramp has the advantage that the cooling fan is started up mechanically very gently. In comparison to a sudden increase in the target speed after a previous delay time, a stronger cooling effect is achieved with still low noise formation. ok
  • the speed profile is specified so that its target speed is below its maximum speed.
  • the target speed of the target rotational speed profile can in particular be defined as a function of one or more of the influencing factors described above, such as the selected operating mode, a target oven temperature, etc.
  • the target speed corresponds to at least 70%, in particular at least 80%, in particular at least 90%, of a maximum speed of the cooling fan. In this way, a high cooling performance is achieved with a noticeably lower mechanical load and a noticeable reduction in noise. However, even with a variable-speed cooling fan, the target speed can correspond to the maximum speed, which results in a maximum cooling capacity.
  • the target speed corresponds to a target speed that is reached after the targeted or defined run-up.
  • the target speed can in particular correspond to a target speed which is held for a noticeable period of time after starting up (and in particular after reaching or exceeding at least 70% of the maximum speed), that is to say represents the value of a speed plateau.
  • This holding period can e.g. at least 30 seconds, in particular at least one minute, in particular five minutes, in particular 10 minutes, in particular 15 minutes.
  • the target speed can in principle be set as desired, e.g. can be reduced again for fan run-on after cooking has ended, etc.
  • the speed profile is specified in such a way that the cooling fan is ramped up to its target speed at the start of the operating sequence or at the start of its control sequence.
  • the speed profile is specified in such a way that the cooling fan is ramped up to its target speed only after a delay time has elapsed. It is a further development that the ramp has a linearly rising shape. However, the speed profile is not restricted to this, and the ramp can assume any rising, in particular continuously rising, shape, for example a parabolic shape.
  • At least one cooling fan is a variable-speed cooling fan
  • the cooling fan is operated at a low initial target speed between the start of the operating sequence and the end of the delay time or during the delay period. This has the advantage that a cooling air flow, albeit a comparatively small one, is generated right from the start of the operating process, which develops a cooling effect with little user nuisance due to the blown cooling air flow and the noise.
  • the initial setpoint speed corresponds to no more than 40%, in particular no more than 30%, in particular no more than 25%, in particular no more than 20%, of a maximum speed of the cooling fan. It has been found that this initial target speed results in a particularly good compromise between cooling performance and low user nuisance. It is a further development that the initial target speed corresponds to more than 10%, in particular more than 20%, in particular more than 25%, of a maximum speed of the cooling fan. An initial target speed in a range between 25% and 35% of the maximum speed of the cooling fan, in particular of about 30%, is particularly advantageous.
  • the following speed profiles can be run through for at least one cooling fan: a) At the start of the operating sequence, the cooling fan initially remains switched off for a delay time or is only operated at a low initial speed. When the delay time (duration) has expired, the cooling fan is suddenly given its maximum speed or it is set to its maximum speed. b) At the start of the operating sequence, the set speed of the cooling fan is increased to its maximum speed by means of a defined ramp. c) At the start of the operating sequence, the cooling fan initially remains switched off for a delay time or is only operated at a low initial speed and then increased to its maximum speed using a defined ramp. d) Depending on whether the cooking space is cold or a subsequent operation is started with the cooking space / electrical components still warm, at least one cooling fan is started up with a delay (with a delay time and / or ramp) or not.
  • the object is also achieved by a household cooking appliance with a cooking chamber, at least one cooling fan for cooling components arranged outside a cooking chamber, and a control device, the control device being set up to carry out the method described above.
  • the household cooking appliance can be designed analogously to the method and has the same advantages.
  • the at least one component comprises at least one electronic component, e.g. an electrical or electronic component (such as a diode, a capacitor, a battery, an integrated circuit, etc.), a motor, a light source, etc. It is a further development that the at least one component represents a component of an electronic circuit board. It is a development that the at least one component represents a component of a control device.
  • an electrical or electronic component such as a diode, a capacitor, a battery, an integrated circuit, etc.
  • a motor such as a motor, a light source, etc.
  • the at least one component represents a component of an electronic circuit board.
  • the at least one component represents a component of a control device.
  • FIG. 1 shows, as a sectional illustration in a side view, a simplified sketch of a
  • FIG. 3 shows a diagram of a temperature of a device component under various cooling situations.
  • FIG. 1 shows, as a sectional illustration in a side view, a domestic cooking appliance 1 with an outer housing 2.
  • the housing 2 surrounds a cooking chamber 3, which is opened by means of a door 4 Has closable front loading opening 5.
  • Various device components are accommodated in an intermediate space 6 between a cooking chamber wall or muffle 7 and the housing 2, as shown here by way of example with the aid of a control device 8 and a microwave generator 9.
  • microwaves can be generated, which are fed into the cooking space 3 for cooking food (not shown).
  • the microwave generator 9 can be an inverter-controlled microwave generator.
  • the household cooking appliance 1 can also have one or more electrical resistance heating elements, of which an upper heating element 10 is shown here.
  • the microwave generator 9 and the resistance heating elements 10 can be controlled or activated by means of the control device 8.
  • the control device 8 and e.g. an inverter of the microwave generator 9 can have one or more electrical and / or electronic components or components (not shown), which can be combined to form respective assemblies.
  • the control device 8 also controls at least one cooling fan, precisely one cooling fan 11 being shown here.
  • the switched-on cooling fan 11 sucks in ambient air, for example from a front side, a rear side, a left side and / or or a right side of the household cooking appliance 1.
  • a front-side suction is shown.
  • This ambient air flows as cooling air K through the space 6 and can cool one or more device components, e.g. the control device 8, the microwave generator 9, etc.
  • the used cooling air K is then blown out of the domestic cooking appliance 1 again, advantageously at the front.
  • the cooling fan 11 is a variable-speed cooling fan here.
  • the household cooking appliance 1 also has a temperature sensor for sensing a cooking room temperature (o. Fig.) And a temperature sensor 12 for sensing a tempera ture of an ambient air.
  • the control device is set up, for example programmed, to carry out a method for operating the domestic cooking appliance 1 in such a way that at least one cooling fan (here: the cooling fan 11) is permanently preset at the beginning of an operating sequence.
  • the nominal speed profile starts up or is started up with a delay.
  • n ma x of the maximum speed of the cooling fan 11.
  • v t> 5 s and / or nziei n m ax.
  • the fan operating parameters n ,, t v , nziei, t1 and / or h can for example be based on:
  • a period of time since the end of a previous operating sequence and / or at least one measured sensor value measured immediately before the operating sequence began in particular a temperature of ambient air, a cooking space temperature and / or a component temperature (in particular electrical component temperature),
  • t 0 (possibly plus a negligibly short period of time to determine it) without any further changes.
  • 2 shows as a plot of a set target speed n as a percentage of a maximum speed n max against the time t since the beginning of an operating sequence, two possible speed target profiles P1 and P2 of the cooling fan 11, which follow the form described above.
  • the associated slope h is constant here, purely by way of example.
  • FIG. 3 shows a diagram of a plot of an outside temperature T ext of a device component (for example a high-voltage diode) in ° C. against the time t in minutes since the start of an operating sequence under different cooling situations.
  • the temperature curves shown have been calculated using a thermal equivalent model, but can alternatively or additionally also be determined experimentally.
  • the temperature curves each show a temperature overshoot that occurs in the first few minutes, the level of which is more pronounced the greater the delay time t v .
  • the temperature profiles then asymptotically approach the same final temperature T en d.
  • the performance of the cooling fan or cooling fan 11 is not tracked to a measured temperature signal here, but rather the longest possible waiting or delay time t v and / or a time based on the fixed specifications of the device components to be cooled minimum required initial target speed n, determined so that the thermal specification limits of all components are adhered to in the further course of operation.
  • this does not represent a temperature-controlled fan operation, but only serves to calculate the fan operating parameters n ,, t v , nzi ei , t1 and / or h more precisely.
  • a number can also include exactly the specified number as well as a customary tolerance range, as long as this is not explicitly excluded.

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Abstract

Ein Verfahren dient zum Betreiben eines Haushalts-Gargeräts (1) mit mindestens einem Kühllüfter (11) zum Kühlen mindestens einer außerhalb eines Garraums (3) angeordneten Komponente (8, 9), bei dem mindestens ein Kühllüfter (11) mit einem zu Beginn des Betriebsablaufs fest vorgegebenen Drehzahl-Sollprofil (P1, P2) verzögert hochläuft. Ein Haushalts-Gargerät (1) weist einen Garraum (3), mindestens einen Kühllüfter (11) zum Kühlen von außerhalb eines Garraums (3) angeordneten Komponenten (8, 9) und eine Steuervorrichtung (8) auf, wobei die Steuervorrichtung (8) dazu eingerichtet ist, das Verfahren durchzuführen. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf Backöfen, Mikrowellengeräte und beliebige Kombinationen davon.

Description

Betreiben eines Haushalts-Gargeräts mit Kühllüfter
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Haushalts-Gargeräts mit mindes tens einem Kühllüfter zum Kühlen mindestens einer außerhalb eines Garraums angeord neten Komponente. Die Erfindung betrifft auch ein Haushalts-Gargerät mit einem Gar raum, mindestens einem Kühllüfter zum Kühlen von außerhalb eines Garraums angeord neten Komponenten und einer Steuervorrichtung, wobei die Steuervorrichtung dazu ein gerichtet ist, das Verfahren durchzuführen. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft an wendbar auf Backöfen, Mikrowellengeräte und beliebige Kombinationen davon.
Die Kühlung von Bauteilen und ganzen Baugruppen in Backöfen erfolgt üblicherweise mit Kühllüftern. Hierbei werden die zu kühlenden Komponenten in einen Luftschacht einge baut und durch einen mittels eines Kühllüfters erzeugten Kühlluftstrom gekühlt. Da Backöfen meist im Möbel eingebaut sind, muss der Kühlluftstrom aus der Gerätefront ausgeblasen werden. Die Kühllüfter werden hierbei oftmals mit Beginn eines Betriebsab laufs (der z.B. durch Drücken eines Startknopfs ausgelöst wird) unmittelbar mit einer sehr hohen Drehzahl betrieben. Nachteilig ist hierbei insbesondere, dass der Nutzer in den ersten Sekunden nach dem Beginn des Betriebsablaufs typischerweise noch für einige Zeit vor dem Gerät verbleibt, z.B. um Einstellungen und/oder eine Platzierung des Gar guts zu überprüfen, und dabei von einem starken Luftstrom angeblasen wird. Da sich der Nutzer außerdem direkt vor dem Backofen befindet und sich der Backofen vor dem Drü cken des Startknopfs völlig in Ruhe befindet, ist ein Geräuschunterschied zwischen einem Aus-Zustand und einem Betriebsablauf mit Lüfteraktivität deutlich wahrnehmbar.
Es ist ein typisches Merkmal kostengünstiger und einfacher Backöfen, dass deren Kühllüf ter nicht drehzahlvariabel ansteuerbar sind und deren Gerätesteuerungen keine Ansteue rungssequenzen für die Kühllüfter vorsehen.
DE 101 28 370 A1 offenbart ein Gargerät mit zumindest einer Heizeinheit, über die ein Garraum heizbar ist, und mit wenigstens einem Kühllüfter, von dem zumindest eine Kenngröße abhängig von einer gewählten Heizbetriebsart über eine Steuereinheit auf verschiedene Kenngrößenwerte steuerbar ist. EP 2 287 533 A1 offenbart ein Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Ofens. Ein Kühllüfter wird eingeschaltet, um Luft in einem Zwischenraum zwischen der Muffel des Ofens und einem äußeren Gehäuse des Ofens umzuwälzen. Der Kühllüfter wird abhängig von einem gewählten Garprogramm und von einer Temperatur gesteuert, die in der Nähe einer Steuereinheit des Ofens gemessen wird, die innerhalb des Zwischenraums ange ordnet ist.
EP 2 705 305 B1 offenbart einen Ofen, umfassend einen Außenkörper, einen Garungs hohlraum, in dem der Gärungsprozess durchgeführt wird, eine Heizeinrichtung, die dafür sorgt, dass Lebensmittel, die in den Garungshohlraum gegeben werden, gegart werden, ein Kühlgebläse, das zwischen dem Außenkörper und dem Garungshohlraum angeordnet ist und für Luftzirkulation um den Garungshohlraum sorgt, und eine Steuereinheit, die den Gärungsprozess in wenigstens drei Phasen, nämlich der ersten Phase, der zweiten Pha se und der dritten Phase, vom Beginn bis zum Ende des Garens durchführt, und zwar in der ersten Phase bei einer ersten Temperatur, die vom Benutzer zu Beginn des Gärungs prozesses für eine erste Phasendauer bestimmt wird, in der zweiten Phase bei einer zwei ten Temperatur, die niedriger als die erste Temperatur ist und vom Benutzer für eine zwei te Phasendauer bestimmt wird, und in der dritten Phase bei einer dritten Temperatur, die höher als in der ersten oder zweiten Phase ist, für eine dritte Phasendauer, wobei die Ak tivierung des Kühlgebläses von der Steuereinheit bis zum Ende der ersten Phase verzö gert wird und das Kühlgebläse erst in der zweiten Phase aktiviert wird.
WO 2013/098002 A1 offenbart einen Ofen mit einem Außenkörper, einem Garraum, in dem der Garvorgang durchgeführt wird, einer Tür, die den Zugang zum Garraum ermög licht, einer Frontplatte, die an der Oberseite der Tür angeordnet ist, einer Steuereinheit, die hinter der Frontplatte angeordnet ist, einem Luftkanal, der an der Oberseite des Gar raums angeordnet ist, und einer Auslassöffnung, die sich zwischen der Tür und der Front platte nach außen öffnet, wobei ein Feuchtigkeitssensor die von den Gargütern abgege bene Feuchtigkeitsrate erfasst, wobei die Steuereinheit in Abhängigkeit von der Feuchtig keitsrate einen im Inneren des Luftkanals angeordneten Kühllüfter nach einem vorgege benen Algorithmus in aufeinanderfolgenden Stopp- und Betriebsperioden betreibt, um die Kühlung der Steuereinheit zu gewährleisten. US 5,777,897 offenbart ein Verfahren zum Steuern von Kühlgebläsen für variable elektri sche Lasten. Ein Controller überwacht die Lüfterleistung, die Umgebungstemperatur und die elektrische Last. Der Regler passt dann die Lüfterdrehzahl und die daraus resultieren de Kühlung an die vorhandene elektrische Last und Umgebungstemperatur an. Infolge dessen wird eine Gebläsedrehzahl auf einem Minimum gehalten, das zur Aufrechterhal tung eines angemessenen Kühlniveaus erforderlich ist. Dies minimiert die Erzeugung von Körperschall und Luftströmungsgeräuschen.
US 5,688,422 offenbart ein Gargerät zum Garen von Nahrungsmitteln mit einem Gar raum, einem in dem Garraum angeordneten Heizelement, einem Temperatursensor zum Bestimmen der Temperatur in dem Gargerät und einem Gebläse, das in mindestens drei Modi, nämlich einem AUS-Modus, einem Hl-Modus und einem LO-Modus betrieben wer den kann um Luft im Gargerät zu bewegen. Eine Lüftersteuervorrichtung ist vorgesehen, um den Lüfter im LO-Modus zu betreiben, indem der Lüfter für eine erste vorbestimmte Zeitspanne jede zweite vorbestimmte Zeitspanne eingeschaltet wird, um eine kontinuierli che Bewegung des Lüfters sicherzustellen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine Nutzerzufriedenheit und eine Langlebigkeit eines preiswert umsetzbaren Haushalts-Gargeräts zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteil hafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Haushalts-Gargeräts mit mindestens einem Kühllüfter zum Kühlen mindestens einer außerhalb eines Garraums angeordneten Komponente, bei dem mindestens ein Kühllüfter mit einem zu Beginn des Betriebsablaufs fest vorgegebenen Drehzahl-Sollprofil verzögert hochläuft. Das verzöger te Hochlaufen kann auch als "Sanftanlauf" bezeichnet werden.
Dieses Verfahren ergibt den Vorteil, dass eine Geräuschentwicklung des mindestens ei nen Kühllüfters zu Beginn des Betriebsablaufs deutlich reduziert oder sogar ganz vermie den wird. Auch wird der Nutzer vorteilhafterweise nicht unmittelbar mit Beginn des Be- triebsablaufs von einem starken Kühlluftstrom angeblasen. Im weiteren Verlauf des Be triebsablaufs entfernt sich der Nutzer oftmals von dem Gerät, weshalb die mit dem Hoch laufen zunehmende Geräuschentwicklung und Luftausblasung dann nicht mehr als stö rend empfunden wird. Darüber hinaus wirkt sich ein Sanftanlauf positiv auf eine mechani sche Belastung des mindestens einen Kühllüfters und somit auf dessen Lebenszeit aus.
Das Verfahren beruht auf der Erkenntnis, dass Gerätekomponenten erst dann nennens wert Wärmeenergie an einen Kühlluftstrom abgeben, wenn sich ein ausreichend hoher Temperaturunterschied zwischen einer Komponentenoberfläche und der Kühlluft einge stellt hat. Ein Betreiben eines Kühllüfters mit hoher Drehzahl direkt zu Beginn des Be triebsablaufs erzeugt zwar die oben beschriebenen Nachteile, aber keine nennenswerte Kühlwirkung.
Das Haushalts-Gargerät kann ein Backofen, ein Dampfgarer, ein Mikrowellengerät oder eine beliebige Kombination davon sein, z.B. ein Backofen mit zusätzlicher - auch eigen ständig nutzbarer - Mikrowellenfunktion und/oder Dampfgarfunktion oder ein Mikrowel lengerät mit mindestens einem zusätzlichen IR-Strahler wie einem elektrischen Wider standsheizelement usw.
Das Haushalts-Gargerät weist einen Garraum mit einer typischerweise frontseitigen Be schickungsöffnung auf, die mittels einer Tür verschließbar ist. Der Garraum ist von einem Gehäuse umgeben, wobei in dem Zwischenraum zwischen einer Garraumwandung oder "Muffel" und dem Gehäuse verschiedene Komponenten oder Funktionsbauteile des Haushalts-Gargeräts angeordnet sind. Insbesondere sind dort elektrische und elektroni sche Bauteile wie Widerstände, Spulen, Kondensatoren, Dioden, integrierte Halbleiterbau teile, usw. vorhanden. Diese können in Baugruppen oder "Elektroniken" zusammenge fasst sein, z.B. zu einer Steuerelektronik usw. Beispielsweise kann eine zentrale Steuer einrichtung durch ein oder mehrere Steuerelektroniken gebildet sein. Speziell elektrische und elektronische Bauteile bzw. die zugehörigen Elektroniken können wärmeempfindlich sein und werden deshalb häufig durch einen Kühlluftstrom gekühlt. Jedoch können die Kühlluftströme auch zur Kühlung anderer Bauteile des Haushalts-Gargeräts wie der Gar raumtür, von Bildschirmen, einem Mikrowellengenerator, Motoren, Beleuchtungseinrich tungen, usw. verwendet werden. Zur Erzeugung des mindestens einen Kühlluftstroms können ein oder mehrere Kühllüfter vorhanden sein, die Umgebungsluft als Kühlluft ansaugen, ein oder mehrere Kühlluftströ me innerhalb des Geräts erzeugen und die verbrauchte Kühlluft wieder aus dem Haus- halts-Gargerät ausblasen. Insbesondere kann die Kühlluft frontseitig angesaugt und/oder ausgeblasen werden. Ein konstruktiver Aufbau eines Haushalts-Gargeräts mit Kühllüf- ter(n) ist allgemein bekannt und wird deshalb im Folgenden nicht weiter ausgeführt.
Dass ein Kühllüfter verzögert hochläuft oder hochgefahren wird, umfasst insbesondere, dass seine Solldrehzahl gezielt verzögert von einem niedrigen Wert zu Beginn des Be triebsablaufs bzw. zu Beginn einer Ansteuersequenz für den Kühllüfter auf einen hohen Sollwert ("Zieldrehzahl") erhöht wird. Die Solldrehzahl wird also nicht schon unmittelbar zu Beginn des Betriebsablaufs auf die Zieldrehzahl eingestellt.
Dass ein Kühllüfter mit einem zu Beginn des Betriebsablaufs fest vorgegebenen Dreh zahl-Sollprofil verzögert hochläuft, umfasst insbesondere, dass das Drehzahl-Sollprofil mit oder zu Beginn des Betriebsablaufs festgelegt wird oder ist. Das Drehzahl-Sollprofil kann, wie weiter unten genauer beschrieben, unterschiedliche Verläufe aufweisen, wobei zu Beginn des Betriebsablaufs einer dieser Verläufe ausgewählt oder bestimmt und dann während des Betriebsablaufs unverändert beibehalten wird. Die zur Bestimmung der Form des Drehzahl-Sollprofils benötigte Zeitdauer ist typischerweise vernachlässigbar gering (z.B. weniger als einige Sekunden), so dass der Kühllüfter praktisch unmittelbar zu Beginn des Betriebsablaufs mittels des Drehzahl-Sollprofils angesteuert werden kann.
Dass zum Hochfahren auf den hohen Drehzahlwert oder die Zieldrehzahl ein zu Beginn des Betriebsablaufs fest vorgegebenes Drehzahl-Sollprofil verwendet wird, umfasst also insbesondere, dass nach Beginn der Ansteuerung des Kühllüfters mittels des Drehzahl- Sollprofils bzw. mit Beginn einer entsprechenden Ansteuersequenz dieses nicht mehr geändert wird. In anderen Worten wird das einmal für diesen (aktuellen) Betriebsablauf festgelegte oder vorgegebene Drehzahl-Sollprofil während seines Verlaufs nicht variiert. Dies umfasst, dass das Drehzahl-Sollprofil nicht an während seines Durchlaufs ermittelte Messwerte, Übergänge zwischen Garphase usw. angepasst wird. Das Drehzahl-Sollprofil wird folglich messwert- und gargutunabhängig durchlaufen. Der Beginn des Betriebsablaufs kann beispielsweise einem nutzerseitigen (z.B. manuel len) Starten des Haushalts-Gargeräts, einem Starten des Betriebsablaufs zu einem nut zerseitig vorgegebenen Zeitpunkt oder einem programmgesteuerten Starten entsprechen. Unter einem Betriebsablauf kann beispielsweise ein (z.B. manuell eingestellter oder pro grammgesteuerter) Garablauf, ein Reinigungsablauf (z.B. ein Pyrolyse-Ablauf) usw. ver standen werden. Der Garablauf kann eine Wahl bestimmter Heizkörper und/oder einer Mikrowellenfunktion und/oder einer Dampfbehandlungsfunktion und eine Einstellung ihrer Heizleistung umfassen.
Das Haushalts-Gargerät kann einen oder mehrere Kühllüfter aufweisen. Sind mehrere Kühllüfter vorhanden, können einer, mehrere oder alle davon mittels des obigen Verfah rens angesteuert werden. Werden mehrere oder alle Kühllüfter mittels des obigen Verfah rens angesteuert, können sie mittels gleicher und/oder unterschiedlicher Drehzahlprofile angesteuert werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Drehzahlprofil zu Beginn des Betriebsablaufs beru hend auf:
- einer Betriebsart des Betriebsablaufs;
- einer Zeitdauer seit Beendigung eines vorherigen Betriebsablaufs und/oder
- mindestens einem unmittelbar vor Beginn des Betriebsablaufs gemessenen Sen sormesswert
bestimmt oder ausgewählt wird. Das so bestimmte Drehzahlprofil ist dann folgend für die Ansteuerung mindestens eines Kühllüfters des aktuellen Betriebsablaufs ohne weitere Änderung vorgegeben. Diese Ausgestaltung ergibt den Vorteil, dass das Drehzahlprofil besonders effektiv an einen wahrscheinlichen Temperaturverlauf mindestens einer zu kühlenden Komponente anpassbar ist.
Beispielweise kann ein Grad einer Verzögerung des Lüfterhochlaufs und/oder ein Wert einer Zieldrehzahl abhängig von der gewählten Betriebsart eingestellt werden, wodurch vorteilhafterweise unterschiedliche Garraumtemperaturen und damit auch unterschiedli che thermische Belastungen der außerhalb des Garraums befindlichen Komponenten berücksichtigt werden können. Die Auswahl anhand der Betriebsart kann eine Auswahl anhand der verwendeten Heizeinrichtungen (Heizkörper, Mikrowelle, Heißdampferzeuger) und deren eingestellter Leistung umfassen. So kann die Verzögerungszeit(dauer) verrin- gert werden, wenn ein Oberhitze-Heizkörper und/oder ein Grillheizkörper aktiviert werden, eine hohe Soll-Garraumtemperatur eingestellt ist, ein Dampfbehandlungsbetrieb und/oder ein Pyrolysebetrieb eingestellt ist.
Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens ein Kühllüfter mit einem zu Beginn des Be triebsablaufs fest vorgegebenen Drehzahl-Sollprofil nur dann verzögert hochläuft, wenn eine bestimmte Betriebsart ausgewählt oder eingestellt ist. Beispielweise kann bei einem Backofen/Mikrowellen-Kombinationsgerät der Sanftanlauf nur dann verwendet werden, wenn der Betriebsablauf zumindest anfänglich einen reinen Mikrowellenbetrieb (also ohne Aktivierung von Heizelementen wie z.B. eines elektrischen Widerstandsheizkörpers) um fasst. Dabei wird ausgenutzt, dass bei einem reinen Mikrowellenbetrieb keine starke IR- Strahlung in dem Garraum erzeugt wird, sondern vor allem der Mikrowellengenerator zu kühlen ist. Dies ist aber nicht so zeitkritisch wie die Kühlung bei aktivierten Heizelemen ten. Sind hingegen bereits anfänglich Heizelemente aktiviert, kann auf das verzögerte Hochfahren verzichtet werden und mindestens ein Kühllüfter mit Beginn des Betriebsab laufs mit Maximaldrehzahl betrieben werden.
Durch die Berücksichtigung einer Zeitdauer seit Beendigung eines vorherigen Betriebsab laufs und/oder eines unmittelbar vor Beginn einer Lüfteransteuerung bzw. Aktivierung des Drehzahlprofils gemessenen Sensormesswerts lässt sich das Drehzahlprofil zusätzlich oder alternativ danach auswählen, ob das Gargerät bzw. der Garraum kalt ist oder noch von einem vorherigen Betrieb warm ist. Dadurch wiederum lässt sich eine aktuelle thermi sche Belastung der Komponenten zu Beginn des Betriebsablaufs berücksichtigen. Ist das Gargerät bzw. der Garraum noch warm, kann der mindestens eine Kühllüfter z.B. schnel ler auf seine Zieldrehzahl gebracht werden, indem die Verzögerung verringert wird.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Sensormesswert einen Wert einer Garraumtemperatur umfasst. So wird der Vorteil erreicht, dass sich besonders effektiv feststellen lässt, ob das Gargerät bzw. der Garraum kalt ist oder noch von einem vorheri gen Betrieb warm ist.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Sensormesswert einen Wert einer Temperatur einer Umgebungsluft umfasst. So wird der Vorteil erreicht, dass sich das Drehzahlprofil anhand einer Abschätzung der Kühlwirkung der Umgebungsluft vorgeben lässt. Je kühler die Temperatur der Umgebungsluft ist, desto stärker kann die Verzöge rung sein.
Es ist eine Weiterbildung, dass der mindestens eine Sensormesswert einen Wert einer Temperatur einer Gerätekomponente umfasst. Die Gerätekomponente ist grundsätzlich beliebig und kann beispielsweise ein Blechteil sein, z.B. ein Gehäuse eines Magnetrons. Es ist eine Weiterbildung, dass die Gerätekomponente eine elektrische Komponente ist und damit der mindestens eine Sensormesswert einen Wert einer Temperatur einer elektrischen Komponente, z.B. eines elektronischen Bauteils, umfasst. Der Temperatur sensor kann beispielsweise ein NTC-Widerstand oder Heißleiter sein.
Umgekehrt kann das Drehzahlprofil unabhängig von einer, mehreren oder allen diesen Einstellungen festgelegt werden. Es ist allgemein eine Ausgestaltung, dass das Drehzahl- Sollprofil (im Folgenden auch einfach nur als "Drehzahlprofil" bezeichnet) zumindest eines Kühllüfters für alle Betriebsabläufe gleich ist. Dieses Drehzahlprofil ist also auch umge bungsunabhängig (d.h., messwertunabhängig, unabhängig von Zeitdauer seit Beendigung eines vorherigen Betriebsablaufs, usw.). Es gibt in diesem Fall also nur genau ein Dreh zahlprofil für den jeweiligen Kühllüfter. Diese Ausgestaltung ergibt den Vorteil, dass sie besonders einfach und preiswert umsetzbar ist.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Drehzahl-Sollprofil eine Verzögerungszeit(dauer) zwi schen dem Beginn des Betriebsablaufs bzw. einer Aktivierung der Ansteue rungissequenz) des Kühllüfters und einem Beginn eines Hochlaufens des Kühllüfters auf seine Zieldrehzahl umfasst. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass innerhalb der Verzöge rungszeit der mindestens eine Kühllüfter nicht oder mit nur geringer Drehzahl in Betrieb ist und daher keine oder nur geringe Geräusche und auch keinen oder einen nur geringen Kühlluftstrom erzeugt. Darüber hinaus kann innerhalb der Verzögerungszeit eine mecha nische Belastung des Kühllüfters gering gehalten werden oder sogar ganz vermieden werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Verzögerungszeit bis zu 45 Sekunden, insbesondere bis zu 30 Sekunden, beträgt. Dies ergibt den Vorteil, dass für typische Verweildauern ei nes Nutzers an einem Gargerät nach Beginn eines Betriebsablaufs mindestens ein Kühl lüfter noch keine störenden Geräusche oder Luftausblasströme erzeugt, aber die Verzö- gerungszeit noch so kurz ist, dass eine Kühlung von Gerätekomponenten im Vergleich zu einem Dauerbetrieb des Kühllüfters bei hohen Drehzahlen von Anfang ausreichend hoch ist, um schädliche thermische Belastungen, insbesondere Spitzenbelastungen, zu ver meiden. Es ist eine Weiterbildung, dass die Verzögerungszeit mindestens 5 Sekunden, insbesondere mindestens 10 Sekunden, insbesondere mindestens 20 Sekunden, beträgt.
Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Kühllüfter ein Lüfter mit fester bzw. nicht variabler Solldrehzahl ist, z.B. ein Kühllüfter, dessen Antriebsmotor ein mittels eines Schaltrelais ein- und ausschaltbarer Spaltpolmotor ist. So wird eine besonders preiswerte Ausgestaltung bereitgestellt. Ein solcher Lüfter weist insbesondere zwei Zustände auf, nämlich einen ausgestalteten Zustand und einen eingeschalteten Zustand, wobei der Lüf ter im eingeschalteten Zustand mit seiner maximalen Drehzahl (entsprechend der einzi gen Zieldrehzahl) dreht. Ein Hochlaufenlassen eines solchen Kühllüfters entspricht somit einem Drehzahlprofil, bei dem der Kühllüfter zuerst für die Dauer der Verzögerungszeit ausgeschaltet bleibt und dann mit Erreichen oder Ablauf der Verzögerungszeit einge schaltet wird. Jedoch kann auch ein drehzahlgeregelter Kühllüfter mittels eines solchen Drehzahlprofils angesteuert werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Kühllüfter ein drehzahlvariabler Kühllüfter ist, z.B. ein Kühllüfter, dessen Antriebsmotor ein mittels eines PWM-Signals gesteuerter BLDC-Motor ist. Dies ergibt den Vorteil, dass ein besonders vielfältig geformtes Drehzahlprofil vorge geben werden kann.
Für den Fall, dass der Kühllüfter ein drehzahlvariabler Kühllüfter ist, ist es eine Ausgestal tung, dass das Drehzahlprofil so vorgegeben ist, dass der Kühllüfter mittels einer vorge gebenen Drehzahlsteigerung oder "Rampe" verzögert hochgefahren wird, insbesondere auf seine Zieldrehzahl. Diese Rampe entspricht also einem Zeitabschnitt des Drehzahl profils mit einer Steigung der Solldrehzahl größer null. Die Nutzung einer Rampe ergibt den Vorteil, dass der Kühllüfter mechanisch besonders schonend hochgefahren wird. Auch wird im Vergleich zu einem sprunghaften Anstieg der Solldrehzahl nach vorherge hender Verzögerungszeit eine stärkere Kühlwirkung bei immer noch geringer Geräusch bildung erreicht. io
Es ist eine Weiterbildung, dass dann, wenn der Kühllüfter ein drehzahlvariabler Kühllüfter ist, das Drehzahlprofil so vorgegeben ist, dass dessen Zieldrehzahl unterhalb seiner ma ximalen Drehzahl liegt. Dadurch kann eine Energieersparnis erreicht werden und eine mechanische Abnutzung des Kühllüfters verringert werden. Die Zieldrehzahl des Dreh zahl-Sollprofils kann insbesondere abhängig von einem oder mehreren der oben be schriebenen Einflussfaktoren wie der ausgewählten Betriebsart, einer Soll- Garraumtemperatur usw. festgelegt werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Zieldrehzahl mindestens 70 %, insbesondere mindes tens 80 %, insbesondere mindestens 90 %, einer Maximaldrehzahl des Kühllüfters ent spricht. So wird eine hohe Kühlleistung bei merklich geringerer mechanischer Belastung und erkennbarer Geräuschminderung erreicht. Jedoch kann die Zieldrehzahl auch bei einem drehzahlvariablen Kühllüfter der Maximaldrehzahl entsprechen, was eine maximale Kühlleistung ergibt.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Zieldrehzahl einer Solldrehzahl entspricht, die nach dem gezielten oder definierten Hochfahren erreicht wird. Die Zieldrehzahl kann insbeson dere einer Solldrehzahl entsprechen, die nach dem Hochfahren (und insbesondere nach einem Erreichen oder Überschreiten von mindestens 70 % der Maximaldrehzahl) für eine merkliche Zeitdauer gehalten wird, also den Wert eines Drehzahlplateaus darstellt. Diese Haltedauer kann z.B. mindestens 30 Sekunden, insbesondere mindestens eine Minute, insbesondere fünf Minuten, insbesondere 10 Minuten, insbesondere 15 Minuten, betra gen. Nach Erreichen der Zieldrehzahl kann die Solldrehzahl grundsätzlich beliebig einge stellt werden, z.B. für einen Lüfternachlauf nach Beendigung eines Garens wieder redu ziert werden, usw.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Drehzahlprofil so vorgegeben ist, dass der Kühllüfter mit Beginn des Betriebsablaufs bzw. mit Beginn seiner Ansteuerungssequenz rampenar tig auf seine Zieldrehzahl hochgefahren wird.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Drehzahlprofil so vorgegeben ist, dass der Kühllüfter erst nach Ablauf einer Verzögerungszeit rampenartig auf seine Zieldrehzahl hochgefahren wird. Es ist eine Weiterbildung, dass die Rampe eine linear steigende Form aufweist. Jedoch ist das Drehzahlprofil nicht darauf beschränkt, und die Rampe kann eine beliebige steigende, insbesondere stetig steigende, Form annehmen, z.B. eine Parabelform.
Für den Fall, dass mindestens ein Kühllüfter ein drehzahlvariabler Kühllüfter ist, ist es eine Ausgestaltung, dass der Kühllüfter zwischen dem Beginn des Betriebsablaufs und dem Ablauf der Verzögerungszeit bzw. während der Verzögerungsdauer mit einer geringen initialen Solldrehzahl betrieben wird. So wird der Vorteil erlangt, dass schon von Beginn des Betriebsablaufs an ein, wenn auch nur vergleichsweise geringer, Kühlluftstrom er zeugt wird, der eine Kühlwirkung bei geringer Nutzerbelästigung durch den ausgeblase nen Kühlluftstrom und die Geräuschentwicklung entfaltet.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die initiale Solldrehzahl nicht mehr als 40 %, insbesonde re nicht mehr als 30 %, insbesondere nicht mehr als 25 %, insbesondere nicht mehr als 20 %, einer Maximaldrehzahl des Kühllüfters entspricht. Denn es hat sich herausgestellt, dass diese initiale Solldrehzahl einen besonders guten Kompromiss zwischen Kühlleis tung und geringer Nutzerbelästigung ergibt. Es ist eine Weiterbildung, dass die initiale Solldrehzahl mehr als 10 %, insbesondere mehr als 20 %, insbesondere mehr als 25 %, einer Maximaldrehzahl des Kühllüfters entspricht. Besonders vorteilhaft ist eine initiale Solldrehzahl in einem Bereich zwischen 25 % und 35 % der Maximaldrehzahl des Kühllüf ters, insbesondere von ca. 30 %.
Mittels des oben beschriebenen Verfahrens lassen sich also insbesondere folgende Drehzahlprofile für mindestens einen Kühllüfter durchlaufen: a) Mit Beginn des Betriebsablaufs bleibt der Kühllüfter zunächst für eine Verzögerungs zeit ausgeschaltet oder wird nur mit einer geringen initialen Drehzahl betrieben. Mit Ablauf der Verzögerungszeit(dauer) wird dem Kühllüfter sprunghaft seine Maximal drehzahl vorgegeben bzw. dieser auf seine Maximaldrehzahl eingestellt. b) Mit Beginn des Betriebsablaufs wird die Solldrehzahl des Kühllüfters mittels einer definierten Rampe auf seine Maximaldrehzahl hochgefahren. c) Mit Beginn des Betriebsablaufs bleibt der Kühllüfter zunächst für eine Verzögerungs zeit ausgeschaltet oder wird nur mit einer geringen initialen Drehzahl betrieben und folgend mittels einer definierten Rampe auf seine Maximaldrehzahl hochgefahren. d) Abhängig davon, ob der Garraum kalt ist oder ein Folgebetrieb mit noch warmem Garraum / elektrischen Komponenten gestartet wird, wird mindestens ein Kühllüfter verzögert (mit einer Verzögerungszeit und/oder Rampe) hochgefahren, oder nicht.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Haushalts-Gargerät mit einem Garraum, mindes tens einem Kühllüfter zum Kühlen von außerhalb eines Garraums angeordneten Kompo nenten und einer Steuervorrichtung, wobei die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, das wie oben beschriebene Verfahren durchzuführen. Das Haushalts-Gargerät kann ana log zu dem Verfahren ausgebildet sein und weist die gleichen Vorteile auf.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Komponente mindestens eine elekt ronische Komponente umfasst, z.B. ein elektrisches oder elektronisches Bauteil (wie eine Diode, einen Kondensator, eine Batterie, einen integrierten Schaltkreis, usw.), einen Mo tor, eine Lichtquelle, usw. Es ist eine Weiterbildung, dass die mindestens eine Komponen te eine Komponente einer Elektronikplatine darstellt. Es ist eine Weiterbildung, dass die mindestens eine Komponente eine Komponente einer Steuereinrichtung darstellt.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbei spiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird.
Fig.1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine vereinfachende Skizze eines
Haushalts-Gargeräts;
Fig.2 zeigt zwei mögliche Drehzahl-Sollprofile;
Fig.3 zeigt ein Diagramm einer Temperatur einer Gerätekomponente unter ver schiedenen Kühlungssituationen.
Fig.1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Haushalts-Gargerät 1 mit einem äußeren Gehäuse 2. Das Gehäuse 2 umgibt einen Garraum 3, der eine mittels einer Tür 4 verschließbare frontseitige Beschickungsöffnung 5 aufweist. In einem Zwischenraum 6 zwischen einer Garraumwandung oder Muffel 7 und dem Gehäuse 2 sind verschiedene Gerätekomponenten untergebracht, wie hier anhand einer Steuereinrichtung 8 und eines Mikrowellengenerators 9 beispielhaft gezeigt.
Mittels des Mikrowellengenerators 9 können Mikrowellen erzeugt werden, die zum Garen von Gargut in den Garraum 3 eingespeist werden (o. Abb.). Der Mikrowellengenerator 9 kann ein invertergesteuerter Mikrowellengenerator sein. Auch kann das Haushalts- Gargerät 1 ein oder mehrere elektrische Widerstandsheizelemente aufweisen, von denen hier ein Oberhitzeheizkörper 10 eingezeichnet ist. Der Mikrowellengenerator 9 und die Widerstandsheizelemente 10 können mittels der Steuereinrichtung 8 angesteuert oder aktiviert werden.
Die Steuereinrichtung 8 und z.B. ein Inverter des Mikrowellengenerators 9 können ein oder mehrere elektrisch und/oder elektronische Komponenten oder Bauelemente (o. Abb.) aufweisen, die zu jeweiligen Baugruppen zusammengefasst sein können.
Die Steuereinrichtung 8 steuert ferner mindestens einen Kühllüfter an, wobei hier genau ein Kühllüfter 11 eingezeichnet ist. Der eingeschaltete Kühllüfter 11 saugt Umgebungsluft an, beispielsweise von einer Frontseite, einer Rückseite, einer linken Seite und/oder oder einer rechten Seite des Haushalts-Gargeräts 1. Hier ist davon rein beispielhaft eine front seitige Ansaugung eingezeichnet. Diese Umgebungsluft strömt als Kühlluft K durch den Zwischenraum 6 und kann ein oder mehrerer Gerätekomponenten kühlen, z.B. die Steu ereinrichtung 8, den Mikrowellengenerator 9 usw. Die verbrauchte Kühlluft K wird dann wieder aus dem Haushalts-Gargerät 1 ausgeblasen, vorteilhafterweise frontseitig. Der Kühllüfter 11 ist hier ein drehzahlvariabler Kühllüfter.
Das Haushalts-Gargerät 1 weist ferner einen Temperatursensor zum Abfühlen einer Gar raumtemperatur (o. Abb.) und einen Temperatursensor 12 zum Abfühlen einer Tempera tur einer Umgebungsluft auf.
Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, z.B. programmiert, ein Verfahren zum Betrei ben des Haushalts-Gargeräts 1 dahingehend durchzuführen, dass mindestens ein Kühl lüfter (hier: der Kühllüfter 11) mit einem zu Beginn eines Betriebsablaufs fest vorgegebe- nen Drehzahl-Sollprofil verzögert hochläuft oder hochgefahren wird. Insbesondere kann das Drehzahl-Sollprofil folgende Form aufweisen (siehe auch Fig.2): für t = [0; tv\
für t = ]tv; tl]
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für t = [tl; ... mit n der Drehzahl des Kühllüfters 11 , n, einer initialen Drehzahl, h einer Steigung dn/dt der Drehzahl, nziei einer Zieldrehzahl, t einer Zeitdauer seit Beginn des Betriebsablaufs, tv einer Verzögerungszeit und t1 einer Zeit bis zum Erreichen der Zieldrehzahl nziei. Dabei kann vorteilhafterweise
Pΐ = [0, 0,3 nmax] ,
tv = [0; 30s];
PzίbI = [0,7 nmax, nmax]
h = ]0; °°] gelten, und zwar mit nmax der maximalen Drehzahl des Kühllüfters 11. Speziell kann für mindestens einen Betriebsablauf erfüllt sein, dass nicht gleichzeitig tv = 0 und h = 00 (ent sprechend einem sofortigen Einstellen der Drehzahl n nach Betriebsbeginn auf einen Sollwert n > 0,7 - nziei) gelten. Besonders vorteilhaft gelten tv > 5 s und/oder nziei = nmax.
Die Lüfterbetriebsparameter n,, tv, nziei, t1 und/oder h können beispielsweise beruhend auf:
einer Betriebsart des Betriebsablaufs;
einer Zeitdauer seit Beendigung eines vorherigen Betriebsablaufs und/oder mindestens einem unmittelbar vor Beginn des Betriebsablaufs gemessenen Sensormesswert, insbesondere einer Temperatur einer Umgebungsluft, einer Garraumtemperatur und/oder einer Komponententemperatur (insbesondere Elektrokomponententemperatur),
bestimmt werden. Ist das Drehzahl-Sollprofil bestimmt, wird es ab t = 0 (ggf. zuzüglich einer vernachlässigbar geringen Zeitdauer zu seiner Bestimmung) ohne weitere Änderun gen durchgeführt. Fig.2 zeigt als Auftragung einer eingestellten Solldrehzahl n als prozentualen Anteil einer maximalen Drehzahl nmax gegen die Zeit t seit Beginn eines Betriebsablaufs zwei mögli che Drehzahl-Sollprofile P1 und P2 des Kühllüfters 1 1 , die der oben beschriebenen Form folgen.
Beispielsweise kann das Drehzahl-Sollprofil P1 gewählt werden, wenn ein kalter Garraum 3 vorliegt. Dann wird mit Beginn eines Betriebsablaufs, hier: eines Garablaufs, der Kühl lüfter zunächst für tv = 10 s bei einer initialen Drehzahl n, = 0,3- nmax betrieben. Danach wird die Drehzahl n innerhalb von 15 s auf die maximale Drehzahl nmax als der Zieldreh zahl nziei erhöht. Die zugehörige Steigung h ist hier rein beispielhaft konstant.
Das Drehzahl-Sollprofil P2 kann gewählt werden, wenn ein warmer Garraum 3 vorliegt. Dass dies der Fall ist, kann z.B. durch Messung einer Garraumtemperatur einer Tempera tur einer Gerätekomponente und/oder einer Berücksichtigung einer Zeitdauer seit Beendi gung eines vorherigen Betriebsablaufs bestimmt werden. In diesem Fall kann die Verzö gerungszeit auf tv = 0 gesetzt werden, und der Kühllüfter 1 1 fährt sofort rampenartig auf die maximale Drehzahl nmax.
Fig.3 zeigt ein Diagramm einer Auftragung einer Außentemperatur Text einer Gerätekom ponente (z.B. einer Hochvolt-Diode) in °C gegen die Zeit t in Minuten seit Beginn eines Betriebsablaufs unter verschiedenen Kühlungssituationen. Die Kühlungssituationen sind anhand von Temperaturverläufen für verschiedene Verzögerungszeiten tv eingezeichnet, nämlich für tv = 0 s, 30 s, 45 s, 60 s und 90 s. Dabei wird angenommen, dass der Kühllüf ter 11 mit Erreichen oder Ablauf der Verzögerungszeit tv sprunghaft auf seine maximale Drehzahl nmax eingestellt wird. Die gezeigten Temperaturverläufe sind anhand eines ther mischen Ersatzmodells berechnet worden, können alternativ oder zusätzlich aber auch experimentell bestimmt werden.
Die Temperaturverläufe zeigen jeweils einen in den ersten paar Minuten auftretenden Temperaturüberschwinger, dessen Höhe umso ausgeprägter ist, je größer die Verzöge rungszeit tv ist. Die Temperaturverläufe nähern sich dann asymptotisch einer gleichen Endtemperatur Tend an. Vorteilhafterweise wird die Verzögerungszeit tv bis zum Lüfterstart so ausgelegt, dass die Komponenten-Endtemperatur Tend im anfänglichen Überschwinger nicht überschritten wird. Dies wird bei der gezeigten Kurvenschar durch tv = ca. 30 s erfüllt.
Anders als bei bekannten Lösungen wird hier also nicht die Leistung des Kühlgebläses oder Kühllüfters 11 einem gemessenen Temperatursignal nachgeführt, sondern es wird, sich orientierend an den feststehenden Spezifikationen der zu kühlenden Gerätekompo nenten, eine möglichst lange Warte- oder Verzögerungszeit tv und/oder eine minimal not wendige initiale Solldrehzahl n, bestimmt, so dass im weiteren Betriebsablauf die thermi schen Spezifikationsgrenzen aller Komponenten eingehalten werden. Um sich den ther mischen Grenzen möglichst nahe nähern zu können, ist es vorteilhaft, die Temperatur der angesaugten Umgebungsluft initial vor Betriebsbeginn einmalig zu erfassen, da die Effizi enz der Kühlung bei höheren Umgebungstemperaturen geringer ist. Dies stellt aber kei nen temperaturgeführten Lüfterbetrieb dar, sondern dient nur einer exakteren Vorausbe rechnung der Lüfterbetriebsparameter n,, tv, nziei, t1 und/oder h.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbei spiel beschränkt.
Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden wer den, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Tole ranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
Bezugszeichenliste
1 Haushalts-Gargerät
2 Gehäuse
3 Garraum
4 Tür
5 Beschickungsöffnung
6 Zwischenraum
7 Muffel
8 Steuereinrichtung
9 Mikrowellengenerator
10 Oberhitzeheizkörper
11 Kühllüfter
12 Temperatursensor
K Kühlluft
n Drehzahl des Kühllüfters
n, Initiale Drehzahl
nmax Maximale Drehzahl
nziei Zieldrehzahl
h Steigung der Drehzahl
P1 Drehzahl-Sollprofil
P2 Drehzahl-Sollprofil
Text Äußere Komponententemperatur
Tend Asymptotische äußere Komponentenendtemperatur t Zeit
tv Verzögerungszeit
t1 Zeit bis zum Erreichen der Zieldrehzahl.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Betreiben eines Haushalts-Gargeräts (1) mit mindestens einem Kühllüfter (11) zum Kühlen mindestens einer außerhalb eines Garraums (3) ange ordneten Komponente (8, 9), bei dem mindestens ein Kühllüfter (11) mit einem zu Beginn des Betriebsablaufs fest vorgegebenen Drehzahl-Sollprofil (P1 , P2) verzö gert hochläuft.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Drehzahl-Sollprofil (P1 , P2) zu Beginn des Betriebsablaufs beruhend auf:
einer Betriebsart des Betriebsablaufs;
einer Zeitdauer seit Beendigung eines vorherigen Betriebsablaufs und/oder mindestens einem unmittelbar vor Beginn des Betriebsablaufs gemessenen Sensormesswert
bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der mindestens eine Sensormesswert einen Wert einer Temperatur einer Umgebungsluft umfasst.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, bei dem der mindestens eine Sen sormesswert einen Wert einer Garraumtemperatur umfasst.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem der mindestens eine Sen sormesswert einen Wert einer Temperatur einer Gerätekomponente (8, 9) um fasst.
6. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem das Drehzahl-Sollprofil für alle Betriebsabläu fe gleich ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Drehzahl- Sollprofil (P1) eine Verzögerungszeit (tv) zwischen dem Beginn des Betriebsab laufs und einem Beginn des Hochlaufens des Kühllüfters (11) umfasst.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Verzögerungszeit (tv) bis zu 45 Sekun den, insbesondere bis zu 30 Sekunden, beträgt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Kühllüfter ein Lüfter mit fester Solldrehzahl ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Kühllüfter (11) ein dreh zahlvariabler Kühllüfter ist und mit einer vorgegebenen Drehzahlsteigung (h) hochgefahren wird.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 7 oder 8 und Anspruch 10, bei dem der Kühllüfter (11) zwischen dem Beginn des Betriebsablaufs und dem Ablauf der Verzöge rungszeit (tv) mit einer geringen initialen Solldrehzahl (n,) betrieben wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , bei dem die initiale Solldrehzahl (n,) nicht mehr als 40%, insbesondere nicht mehr als 30%, einer Maximaldrehzahl (nmax) des Kühllüf ters (11) entspricht.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei eine nach einem Hochfah ren erreichte Soll-Zieldrehzahl (nziei) einer Drehzahl (n) von mindestens 70 %, ins besondere von mindestens 80 %, insbesondere von mindestens 90 %, insbeson dere von 100 %, einer Maximaldrehzahl (nmax) des Kühllüfters (11) entspricht.
14. Haushalts-Gargerät (1) mit einem Garraum (3), mindestens einem Kühllüfter (11) zum Kühlen von außerhalb eines Garraums (3) angeordneten Komponenten (8, 9) und einer Steuervorrichtung (8), wobei die Steuervorrichtung (8) dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
15. Haushalts-Gargerät (1) nach Anspruch 14, wobei die mindestens eine Komponen te (8) mindestens eine elektronische Komponente umfasst.
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