BE1031670B1 - Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts (1) umfassend einen Garraum (2), eine Steuereinrichtung (3), eine Heizeinrichtung (4) mit einem Heizelement (5) und mit einem Dampferzeuger (6), und eine Sensoreinheit (7) mit einem Temperaturfühler (8) zur Ermittlung eines Maßes für eine Garraumtemperatur (9) und mit einem Feuchtefühler (10) zur Ermittlung eines Maßes für eine Feuchte (11). Eine Dampferzeugerleistung und eine Heizelementleistung werden durch die Steuereinrichtung (3) in Abhängigkeit des Maßes für die Garraumtemperatur (9) in einem Sollbereich (14) zum Dampfgaren (26) geregelt. Zusätzlich wird die Dampferzeugerleistung in Abhängigkeit des Maßes für die Feuchte (11) geregelt.

Description

Beschreibung BE2023/5459 „Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts“

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts, insbesondere eines Dampfgarers, umfassend wenigstens einen Garraum, wenigstens eine Steuereinrichtung, wenigstens eine Heizeinrichtung mit wenigstens einem

Heizelement und mit wenigstens einem Dampferzeuger, und wenigstens eine

Sensoreinheit mit wenigstens einem Temperaturfühler zur Ermittlung wenigstens eines

Maß es für eine Garraumtemperatur und mit wenigstens einem Feuchtefühler zur

Ermittlung eines Maßes für eine Feuchte. Wenigstens eine Dampferzeugerleistung und wenigstens eine Heizelementleistung werden durch die Steuereinrichtung wenigstens in

Abhängigkeit des Maßes für die Garraumtemperatur in einem Sollbereich zum

Dampfgaren geregelt.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zum Betreiben von solchen

Gargeräten bekannt geworden. Es sind vor allem solche Verfahren bekannt geworden, die in Abhängigkeit der Garraumtemperatur geführt werden. Bei diesen Verfahren ist die

Taupunkttemperatur identisch mit der Garraumtemperatur, d. h. die Feuchte im

Garraum kann durch einen einfachen Temperaturfühler gemessen werden. Beim

Dampfgaren wird die Temperatur innerhalb des Garraums kontinuierlich auf einen

Sollwert geregelt. Mit zunehmender Garraumtemperatur wird immer mehr Dampf benötigt, um eine Luftfeuchtigkeit in einem hohen Bereich zu halten, damit genügend

Wärme in ein Gargut übertragen werden kann. Deshalb muss dem Garraum geregelt neuer Dampf durch einen Dampferzeuger zugeführt werden, um angemessene

Garzeiten zu erreichen. Hierbei muss kontinuierlich eine größere Menge an Wasser verdampft werden, was jedoch entsprechend viel Energie benötigt.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts zur Verfügung zu stellen, durch welches Energie einspart werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen DEZO29/9459

Beschreibung und aus der Beschreibung zu dem Ausführungsbeispiel.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts, insbesondere eines Dampfgarers, umfassend wenigstens einen Garraum, wenigstens eine s Steuereinrichtung, wenigstens eine Heizeinrichtung mit wenigstens einem Heizelement und mit wenigstens einem Dampferzeuger und wenigstens eine Sensoreinheit mit wenigstens einem Temperaturfühler zur Ermittlung wenigstens eines Maßes für eine

Garraumtemperatur und mit wenigstens einem Feuchtefühler zur Ermittlung eines

Maß es für eine Feuchte, werden wenigstens eine Dampferzeugerleistung und wenigstens eine Heizelementleistung durch die Steuereinrichtung wenigstens in

Abhängigkeit des Maßes für die Garraumtemperatur innerhalb eines Sollbereichs zum

Dampfgaren geregelt. Wenigstens die Dampferzeugerleistung wird (zusätzlich) in

Abhängigkeit des Maßes für die Feuchte geregelt.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass eine Regelung (zusätzlich) in Abhängigkeit der Feuchte erfolgt. Für einen

Dampfgarprozess ist die Luftfeuchtigkeit maßgeblich, sodass eine Regelung der

Dampferzeugerleistung in Abhängigkeit es Feuchte ermöglicht, dass eine höhere

Luftfeuchtigkeit und somit bessere Bedingungen zur Übertragung von Wärme aus dem

Dampf in ein Gargut vorliegen.

Vorteilhaft resultieren hieraus kürzere Garzeiten als bei den im Stand der Technik bekannten Verfahren. Gleichzeitig kann bei der Regelung anhand der Feuchte die

Luftfeuchtigkeit stets hoch und insbesondere nahe an dem Taupunkt gehalten werden, sodass das Gargerät über einen längeren Zeitraum bei gleicher nutzbarer

Wassermenge betreibbar ist, bevor beispielsweise ein Wassertank nachgefüllt werden

Muss. Im Ergebnis weist das Verfahren daher eine höhere Energieeffizienz als die im

Stand der Technik bekannten Verfahren auf.

Weiterhin muss durch die Berücksichtigung der Feuchte in dem Garraum Dampf nicht im Überschuss eingebracht werden. Die Energieeffizienz von einem konventionellen

Heizelement liegt bei ca. 98 %. Die Energieeffizienz der Produktion von Dampf mittels eines Dampferzeugers, der in der Regel 15 °C bis 25 °C kaltes Wasser aufheizen und verdampfen muss, liegt nur bei ca. 75 °C. Somit kann der energieintensive DERO2SAS9

Verdampfungsprozess mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens minimiert werden.

Durch die Berücksichtigung der Feuchte kann die Dampfproduktion punktgenau bzw. möglichst schnell abgestellt werden.

Um dennoch eine gewünschte Feuchte im Garraum zu erreichen und/oder zu halten, kann beispielsweise durch das Zuführen von trockener Hitze mittels des Heizelements während des Aufheizens am Lebensmittel entstehendes Kondensat verdampft und in das Dampfvolumen im Garraum eingebracht werden.

Bevorzugt umfasst der Feuchtefühler wenigstens einen Taupunktfühler oder ist als 11 Taupunktfühler ausgebildet. Dann wird die Feuchte wenigstens über die

Taupunkttemperatur abgebildet. So kann ein MaB für die Feuchte in dem Garraum effektiv bestimmt werden. Dabei wird der Begriff Taupunkttemperatur in der vorliegenden Anmeldung auch synonym für Feuchte verwendet.

Besonders bevorzugt wird die Regelung der Garraumtemperatur und/oder der Feuchte ıs Über bestimmte Schaltpunkte und/oder kontinuierlich geregelt. Dazu kann je nach

Ausgestaltung beispielsweise für eine getaktete Regelung wenigstens ein

Schaltpunktregler wie z. B. ein Zweipunktregler und/oder für eine kontinuierliche

Regelung wenigstens ein PID-Regler verwendet werden.

Bevorzugt wird die Dampferzeugerleistung wenigstens reduziert, wenn ein Mal für die

Garraumtemperatur in dem Sollbereich liegt und gleichzeitig ein Maß für die Feuchte bzw. Taupunkttemperatur einen Grenzwert überschritten hat. Zweckmäßig wird die

Dampferzeugerleistung erhöht, wenn die Feuchte bzw. die Taupunkttemperatur den

Grenzwert unterschritten hat. Vorteilhaft kann hierdurch ein Energieverbrauch weiter reduziert werden. Außerdem wird dadurch die zum Betrieb notwendige Leistung zumindest zeitweise reduziert.

Besonders bevorzugt wird der Dampferzeuger vollständig abgeschaltet, wenn ein Maß für die Garraumtemperatur in dem Sollbereich liegt und gleichzeitig ein Maß für die

Taupunkttemperatur den Grenzwert überschritten hat. Zweckmäßig wird der

Dampferzeuger eingeschaltet, wenn die Taupunkttemperatur den Grenzwert unterschritten hat. Vorteilhaft wird in den Phasen, wenn der Dampferzeuger abgeschaltet ist, keine Energie zur Dampferzeugung benötigt, sodass über den DEZO29/9459 gesamten Garprozess noch mehr Energie eingespart werden kann.

Insbesondere liegt der Grenzwert der Taupunkttemperatur bei größer/gleich 90 °C und insbesondere bei größer/gleich 95 °C. Vorteilhaft wird eine hohe Feuchte bzw. ein hoher Taupunkt angestrebt, sodass eine möglichst große Wassermenge bei hoher

Luftfeuchtigkeit in der Luft im Gargerät gelöst ist und dadurch eine hohe Menge an

Wärme auf das Gargut übertragen werden kann. Vorzugsweise liegt ein oberer

Grenzwert für die Taupunkttemperatur bei einer Temperatur, ab welcher negative

Auswirkungen auf das Garergebnis und/oder den Energieverbrauch im Verhältnis zum

Stand der Technik zu erwarten sind. Zweckmäßig liegt der Sollbereich der

Garraumtemperatur zwischen wenigstens 90 °C und maximal 115 °C. Vorzugsweise liegt der Sollbereich der Gartemperatur zwischen 97 °C und 105 °C. Vorteilhaft wird bei diesen hohen Temperaturen im Garraum erreicht, dass die Garraumwände sich so stark erwärmen, dass eine Kondensatbildung an den Wänden des Garraumes bzw. der

Garraumwandung deutlich reduziert wird oder sogar vollständig ausbleiben kann. So kann mehr Dampf im Garraum gehalten werden.

Bevorzugt wird das Heizelement der Heizeinrichtung so geregelt bzw. betrieben, dass die Temperatur der Garraumwandung wenigstens 95 °C beträgt. So kann verhindert werden, dass Dampf durch Kondensation aus dem Garprozess entnommen wird. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Wandung des Garraumes nicht beheizt ist.

Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn in dem Boden des Garraumes ein

Kondensatablauf vorgesehen und somit kein Bodenheizkörper verbaut ist.

Allgemein ist vorteilhaft, dass das Betreiben des Heizelements zur Produktion von trockener Hitze gegenüber der Dampferzeugung bevorzugt wird, da die Erzeugung von trockener Hitze wie zuvor ausgeführt wesentlich effektiver als die Dampferzeugung ist.

Vorzugsweise wird beim Dampfgaren eine Heizelementleistung des Heizelements eröht, wenn die Dampferzeugerleistung wenigstens reduziert wird. Zweckmäßig wird die

Heizelementleistung des Heizelements insbesondere reduziert, wenn die

Dampferzeugerleistung erhöht wird. Vorteilhaft hält das Heizelement die Temperatur im

Garraum und/oder erhöht die Taupunkttemperatur beim Dampfgaren, d.h. wenn

Temperatur im Sollbereich liegt und die Dampferzeugerleistung reduziert wird oder der 79/9459

Dampferzeuger vollständig abgeschaltet wird. Durch die Erhöhung der

Taupunkttemperatur kann die gesättigte feuchte Luft mehr Wärme an das Gargut übertragen werden, sodass der Garprozess weiter (zeitlich) beschleunigt wird. 5 In einer bevorzugten Weiterbildung wird die Garraumtemperatur bei einem

Aufheizvorgang (d. h. nach dem Einschalten und bevor die Garraumtemperatur den

Grenzwert erreicht hat), insbesondere vor dem Dampfgaren, ca. 5 °C bis ca. 15 °C über der Taupunkttemperatur geregelt. Vorteilhaft ist der Dampf hierdurch beim Aufheizen nicht gesättigt, sodass wenigstens die Gefahr von Kondensatbildung an den Wänden 11 des Garraumes bzw. an der Garraumwandung während des Aufheizens reduziert wird.

Insbesondere umfasst der Garraum wenigstens einen Ablauf für Kondensat und wenigstens eine Abwasserpumpe zum Abpumpen des Kondensats. Zweckmäßig wird die Abwasserpumpe wenigstens während des Dampfgarens abgeschaltet. Vorteilhaft wird dadurch eine Verminderung der zum Dampfgaren zur Verfügung stehenden ıs Wassermenge verhindert, sodass eine Feuchtigkeit und auch die Taupunkttemperatur auf einem hohen Wert gehalten werden können. Weiter vorteilhaft wird hierdurch ein gleichmäßiger Dampfgarprozess ermöglicht.

Vorteilhaft umfasst der Dampfgarer wenigstens ein Umluftgebläse. Zweckmäßig wird durch das Umluftgebläse wenigstens während des Dampfgarens wenigstens ein

Umluftstrom erzeugt. Vorteilhaft unterstützt eine Konvektion des Umluftstroms eine erneute Verdampfung von Kondensat in dem Garraum. Besonders vorteilhaft kann dadurch die Luftfeuchtigkeit hoch gehalten werden.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem

Ausführungsbeispiel, welches im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert wird.

In den Figuren zeigen:

Figur 1 eine rein schematische Darstellung eines anmeldungsgemäßen Gargeräts zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Figur 2 eine rein schematische Darstellung des Ablaufs des erfindungsgemänen 5459

Verfahrens.

Figur 1 zeigt eine rein schematische Darstellung eines anmeldungsgemäßen

Gargeräts 1 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das Gargerät 1 ist s hier als Dampfgarer 1a ausgebildet. Das Gargerät 1 umfasst einen Garraum 2 mit einer

Garraumwandung 30, eine Steuereinrichtung 3, eine Heizeinrichtung 4 mit einem

Heizelement 5 und mit einem Dampferzeuger 6. Die Garraumwandung 30 umfasst dabei hier die Seitenwände und die Decke des Garraumes.

Weiterhin ist eine Sensoreinheit 7 mit einem Temperaturfühler 8 zur Ermittlung eines ıo Maß es für eine Garraumtemperatur 9 und mit einem Feuchtefühler 10 zur Ermittlung eines Maßes für die Feuchte 11 umfasst. Dabei wird umfasst der Feuchtefühler 10 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Taupunktfühler 28, mittels dessen als Maß für die Feuchte 11 die Taupunkttemperatur 29 erfasst wird.

In dem Garraum 2 ist hier ein Gargut 23 angeordnet. Weiter umfasst das Gargerät 1 eine Abwasserpumpe 20 und einen Ablauf 19, wodurch Kondensat aus dem Garraum 2 abgepumpt und in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in einen Wassertank 27 als

Reservoir zur Dampferzeugung zurückgeführt werden kann. Außerdem weist das

Gargerät 1 ein Umluftgebläse 21 zur Erzeugung eines Umluftstroms 22 auf, um durch die Konvektion eine erneute Verdampfung von Kondensat in dem Garraum 2 zu

Unterstützen.

Die Dampferzeugerleistung und die Heizelementleistung werden hier durch die

Steuereinrichtung 3 in Abhängigkeit der Garraumtemperatur 9 innerhalb eines

Sollbereichs zum Dampfgaren 26 geregelt. Darüber hinaus wird die

Dampferzeugerleistung hier auch zusätzlich in Abhängigkeit des Maßes für die

Feuchte 11 und hier in Abhängigkeit der Taupunkttemperatur 11 geregelt.

Figur 2 zeigt eine rein schematische Darstellung des Ablaufs des erfindungsgemäßen

Verfahrens. In dem Diagramm ist die Temperatur 24 über der Zeit 25 aufgetragen. Zu

Beginn des Garprozesses findet ein Aufheizvorgang 18 statt. Beim Aufheizvorgang 18 liegt die Garraumtemperatur 9 ca. 5 °C bis 15 °C über der Taupunkttemperatur 29,

welche hier ein Maß für die Feuchte 11 ist, um eine Kondensatbildung im Garraum da 059 minimieren.

Im Anschluss an den Aufheizvorgang 18 beginnt das Dampfgaren 26, wenn die

Garraumtemperatur 9 innerhalb des Sollbereichs 14 liegt, welcher in dem gezeigten

Ausführungsbeispiel zwischen 97 °C und 105 °C liegt, und wenn die

Taupunkttemperatur 11 einen Grenzwert 17 von ca. wenigstens 90 °C überschritten hat.

Anschließend wird die Dampferzeugerleistung reduziert oder der Dampferzeuger 6 sogar vollständig abgeschaltet, wenn ausreichend Dampf vorliegt.

Gleichzeitig wird eine Heizleistung des Heizelements 5 erhöht, sodass die

Taupunkttemperatur 11 weiter steigt und verbleibendes Kondensat im Garraum 2 wieder verdampft, hier auch über 95 °C. Mit steigender Garraumtemperatur 9 erhöht sich ebenfalls die Temperatur der Wände, sodass sich hier weniger oder im Idealfall kein Kondensat mehr bildet. Dadurch kann mehr Dampf im Garraum 2 gehalten werden.

Zur Unterstützung des Garprozesses während des Dampfgarens 26 kann die

Abwasserpumpe 20 abgeschaltet werden, sodass das Kondensat im Garraum 2 verbleibt und erneut durch die Wärme des Heizelements 5 verdampft. Der

Umluftstrom 22 des Umluftgebläses 21 kann diesen Prozess unterstützen.

Durch die steigende Taupunkttemperatur 11 kann mehr Feuchtigkeit in der Luft im

Garraum 2 gelöst werden, sodass mehr Wärme in das Gargut 23 übertragen werden kann, wodurch sich die Garzeit des Garguts 23 reduziert. Gleichzeitig werden weniger

Wasser und Energie verbraucht.

Je nach Ausgestaltung kann die Garraumtemperatur 9 so eingestellt werden, dass die

Temperatur der Garraumwandung 30 ca. über 95 °C liegt. So kann das Kondensieren von Dampf an der Garraumwandung verhindert werden, wodurch Dampf bzw.

Feuchte 11 aus dem Garprozess entnommen würde.

Weiterhin kann durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht werden, dass sich beim

Garen zwangsläufig an dem Gargut bildendes Kondensat durch trockene Hitze bzw.

eine entsprechend gewählte Garraumtemperatur verdampft und so in den Garprozess eingebracht wird.

Grundsätzlich wird die Verwendung des Heizelements 5 der Verwendung des

Dampferzeugers 6 vorgezogen, da die Energieeffizienz einer konventionellen

Heizquelle der eines Dampfgarers überlegen ist.

Bezugszeichen: BE2023/5459 1 Gargerät 1a Dampfgarer 2 Garraum 3 Steuereinrichtung 4 Heizeinrichtung 5 Heizelement 6 Dampferzeuger 7 Sensoreinheit 8 Temperaturfühler 9 Garraumtemperatur 10 Taupunktfühler 11 Taupunkttemperatur 14 Sollbereich 17 Grenzwert von 11 18 Aufheizvorgang 19 Ablauf

Abwasserpumpe 20 21 Umluftgebläse 22 Umluftstrom 23 Gargut 24 Temperatur

Zeit 25 26 Dampfgaren 27 Wassertank 28 Taupunktfühler 29 Taupunkttemperatur

Garraumwandung 30

Claims (11)

Patentansprüche: DEZO29/9459

1. Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts (1), insbesondere eines Dampfgarers (1a), umfassend wenigstens einen Garraum (2) mit wenigstens einer Garraumwandung (30), wenigstens eine Steuereinrichtung (3), wenigstens eine Heizeinrichtung (4) mit wenigstens einem Heizelement (5) und mit wenigstens einem Dampferzeuger (6), und wenigstens eine Sensoreinheit (7) mit wenigstens einem Temperaturfühler (8) zur Ermittlung wenigstens eines Maßes für eine Garraumtemperatur (9) und mit wenigstens einem Feuchtefühler (10) zur Ermittlung eines Maßes für eine Feuchte (11), wobei wenigstens eine Dampferzeugerleistung und wenigstens eine Heizelementleistung durch die Steuereinrichtung (3) wenigstens in Abhängigkeit des Maßes für die Garraumtemperatur (9) innerhalb eines Sollbereichs (14) zum Dampfgaren (26) geregelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Dampferzeugerleistung in Abhängigkeit des Maßes für die Feuchte (11) geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Feuchtefühler (10) wenigstens einen Taupunktfühler umfasst und wobei die Feuchte (11) wenigstens über die Taupunkttemperatur (29) abgebildet wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Regelung der Garraumtemperatur (9) und/oder der Feuchte (11) über bestimmte Schaltpunkte und/oder kontinuierlich geregelt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, , wobei die Dampferzeugerleistung wenigstens reduziert wird, wenn ein Mal für die Garraumtemperatur (9) in dem Sollbereich (14) liegt und gleichzeitig ein Maf für die Feuchte (11) einen Grenzwert (17) überschritten hat und wobei die Dampferzeugerleistung insbesondere wenigstens erhöht wird, wenn die Feuchte (11) den Grenzwert (17) unterschritten hat.

5. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Dampferzeuger (6) 929999 vollständig abgeschaltet wird, wenn ein Maf für die Garraumtemperatur (9) in dem Sollbereich (14) liegt und gleichzeitig ein Mal für die Feuchte (11) den Grenzwert (17) überschritten hat und wobei der Dampferzeuger (6) eingeschaltet wird, wenn die Feuchte (11) den Grenzwert (17) unterschreitet.

6. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Grenzwert (17) der Feuchte (11) bei größer/gleich 90 °C und insbesondere größer/gleich 95 °C liegt und/oder wobei der Sollbereich (14) für die Gartemperatur (9) zwischen 97 °C und 105 °C liegt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Heizelement (5) der Heizeinrichtung (4) zu geregelt, dass die Temperatur der Garraumwandung (30) wenigstens 95 °C beträgt.

8. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Aufheizvorgang (18) eine Heizelementleistung des Heizelements (5) erhöht wird, wenn die Dampferzeugerleistung wenigstens reduziert wird und wobei vorzugsweise die Heizelementleistung des Heizelements (5) reduziert wird, wenn die Dampferzeugerleistung erhöht wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Garraumtemperatur (9) wenigstens bei einem Aufheizvorgang (18), insbesondere vor dem Dampfgaren (26), auf ca. 5 °C bis 15 °C über der Taupunkttemperatur (11) geregelt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Garraum (2) wenigstens einen Ablauf (19) für Kondensat und wenigstens eine Abwasserpumpe (20) zum Abpumpen des Kondensats umfasst, und wobei die Abwasserpumpe (20) wenigstens während des Dampfgarens (26) abgeschaltet wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dampfgarer (1) 959 wenigstens ein Umluftgebläse (21) umfasst, und wobei durch das Umluftgebläse (21) wenigstens während des Dampfgarens (26) wenigstens ein Umluftstrom (22) erzeugt wird.