EP2191205B1 - Backofen mit luftaustrittsöffnung - Google Patents

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EP2191205B1
EP2191205B1 EP08835680.3A EP08835680A EP2191205B1 EP 2191205 B1 EP2191205 B1 EP 2191205B1 EP 08835680 A EP08835680 A EP 08835680A EP 2191205 B1 EP2191205 B1 EP 2191205B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure sensor
throttle element
baking
outlet opening
control module
Prior art date
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Active
Application number
EP08835680.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2191205A2 (de
Inventor
Christian Braun
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.)
Miwe Michael Wenz GmbH
Original Assignee
Miwe Michael Wenz GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Miwe Michael Wenz GmbH filed Critical Miwe Michael Wenz GmbH
Publication of EP2191205A2 publication Critical patent/EP2191205A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2191205B1 publication Critical patent/EP2191205B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • F24C15/20—Removing cooking fumes
    • F24C15/2007—Removing cooking fumes from oven cavities
    • 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
    • F24C15/20—Removing cooking fumes
    • F24C15/2021—Arrangement or mounting of control or safety systems

Definitions

  • the invention relates to an oven with a baking chamber, which is provided with an outlet opening, can escape through the gases from the oven. It further relates to a method for operating a baking oven.
  • Ovens usually have a heating device, are heated by the air and / or steam as the heating medium to the temperature required for baking (usually considerably above 100 ° C).
  • the gaseous heating medium in particular also the steam resulting from baking, emerges out of the baking chamber of the oven after a certain time through the outlet opening.
  • Conventional ovens are constructed so that a negative pressure of approximately 0.1 mbar (10 Pa) prevails in the outlet. This low vacuum ensures optimum operating conditions during baking, with the heated and humidified atmosphere remaining in the oven for a sufficient period of time to prevent the baked goods from drying out.
  • the train in the air outlet opening ie the value of the negative pressure relative to the ambient pressure
  • the pipe for discharging the gases from the baking chamber is provided with a draft control flap, which opens to the environment. If the overpressure is too great, the draft control flap allows the inflow of ambient air into the chimney or into the pipe carrying the exhaust air and exhaust gases out of the oven.
  • the draft control valve has a certain opening resistance, so that it opens at a certain negative pressure of the outflowing gases. In this way, the negative pressure at the outlet opening for the heating medium can be adjusted to a constant value in adaptation to the installation situation of the oven.
  • ambient air changes the steam significantly its physical properties. In particular, the recoverable from the steam energy decreases.
  • a tunnel oven which has no closed oven but a tunnel-like baking chamber through which the dough pieces are passed on a conveyor belt.
  • two throttle valves are provided, which are regulated such that no unacceptably high negative pressures in the region of the bakery entry and the baked goods outlet of the respective tunnel sectors arise to prevent the influx of ambient air into the baking chamber.
  • Object of the present invention is to ensure the constant baking conditions while avoiding the admixture of ambient air to the outflowing gases.
  • the draft regulating flap is laid in the flow cross section for the outflowing gases. It no longer releases an opening leading to the environment as in the prior art. Instead, it changes the flow resistance of the gases in the channel carrying the outflowing gases.
  • a possible type of control is the setting of a constant negative pressure of 10 Pa compared to the ambient pressure. This value, which has already been preferred in the past, can be set reliably by the control loop, in which the pressure in the baking chamber or shortly before the throttle element is determined.
  • the admixture of ambient air, which reduces the saturation of the vapor in the exiting heating gas and thereby causes the dew point to drop, is not necessary for maintaining a constant underflow value at the outlet opening.
  • a need for such a setting arises in particular when the withdrawal conditions are variable behind the outlet opening.
  • the heating medium emerging from the baking chamber is often not simply released into the atmosphere.
  • the heating medium can be used for the treatment of warm water or for other heating purposes.
  • Such an energy recovery module is for example from the German utility model DE 297 09 784 U1 and DE 20 2006 003 153 U1 known. Often several ovens in a bakery are connected to a common energy recovery module.
  • the energy recovery module typically includes a fan to ensure reliable transport of the heating medium exiting the oven through the energy recovery module.
  • the negative pressure at the outlet thus depends on the fan power. If several ovens are connected in parallel and are coupled to an energy recovery module via a common piping for the exiting heating medium, they interact with each other.
  • the flow situation at the exit opening of each one of the ovens may vary widely depending on the amount of hot gases from the other ovens and depending on the operating point of the energy recovery module.
  • fluctuations in the negative pressure in the region of the outlet opening of a baking oven can result from the fact that several more, coupled to the same energy recovery module ovens, are switched on or off. But there are also fluctuations the negative pressure at the air outlet openings by atmospheric influences, such as wind, which pushes into the opening of the amine, possible.
  • a second pressure sensor which is connected to the control module, can be arranged on the side of the throttle element which is located outside the baking chamber.
  • This second pressure sensor essentially measures the ambient pressure and is therefore preferably mounted on the outside of the furnace housing or the tube for the exiting heating gas.
  • the second pressure sensor may be formed in practice from the second side of a diaphragm of a differential pressure sensor.
  • the first side of the diaphragm of the differential pressure sensor forms the first pressure sensor. In this way, the differential pressure sensor provides a signal which the differential pressure between the outlet opening of the oven and the environment.
  • the ambient pressure but the pressure directly behind the Drosseklappe as a reference value.
  • the static pressure measured immediately after the throttle valve is supplied to the second pressure sensor.
  • the control module may be configured such that it forms a difference value from the measured value of the second pressure sensor and the measured value of the first pressure sensor, which is used for the control of the drive for the throttle element.
  • This differential pressure between ambient pressure and pressure in the region of the air outlet opening is decisive for the flow velocity of the heating medium within the baking chamber and through the air outlet opening.
  • the control module can regulate the throttle element such that a constant difference value is maintained.
  • the control module can also regulate the throttle element to a variable difference value. For example, it may be desirable at certain times of a baking program for certain dough pieces that the baking atmosphere remains unchanged over a longer period of time. This can be the case, for example, immediately after humidification of the baking chamber with superheated steam. If a hot steam is supplied to the baking chamber, it may be advantageous for the baking result if the high humidity is kept for as long as possible.
  • the control module can regulate the throttle element such that the air outlet is closed.
  • a particularly fast exchange of the baking atmosphere may be desired.
  • a quick change of the baking temperature at a certain time of the baking program can be beneficial. This can be achieved by: the throttle valve is fully opened and thereby a maximum pull in the air outlet opening of the oven is achieved.
  • a throttle element in particular a pivotable throttle valve or a linearly displaceable slide can be used.
  • Throttle valves are already sold ready installed in Rohfabitesen, where they are provided with electric drives and differential pressure measuring devices.
  • the differential pressure gauges measure the difference between the pressure immediately before the throttle and immediately after the throttle.
  • the pressure value immediately behind the throttle valve may be influenced by the flow velocity of the medium in the region of the throttle valve. Therefore, for the value of the ambient pressure, it is preferable to arrange an external pressure sensor, for example, on the housing of the furnace.
  • the invention further relates to a method for operating a baking oven with a baking chamber, which is provided with an outlet opening through which gases can escape from the baking chamber.
  • a throttle element arranged in the region of the outlet opening is actuated by a drive controlled by a regulating module to vary the flow cross section for the outflowing gases, and a first pressure sensor, which is arranged on the side of the throttle element lying to the baking chamber, conducts a measurement signal to the control module.
  • the measuring signal can be transmitted either electrically via a pressure line or via a converter, which converts the detected pressure value into an electrical quantity, and an electrical conductor.
  • any negative pressure in the region of the air outlet opening can be set by the control module.
  • a second pressure sensor on the side of the throttle element lying outside the baking chamber can conduct a measuring signal to the control module.
  • the control module preferably forms the measured value of the second pressure sensor and the measured value of the first Pressure sensor, a difference value, which is used for the control of the drive for the throttle element.
  • control module can regulate the throttle element such that a constant difference value is maintained.
  • a variable difference value can be achieved, which assumes specific values over the time of the baking program.
  • the air exiting through the exit port may be directed to an energy recovery module.
  • the outlet opening of the oven can be sealed by the throttle element substantially. In this way, the negative pressure in the region of the air outlet opening can be set to virtually zero.
  • Fig. 1 is to recognize a craft baking oven 1, which is coupled via an exhaust pipe 2 with a power recovery module 3.
  • the oven 1 consists of a thermally insulated wall, which delimits the oven.
  • Other components of the oven 1 such as heater, blower, steam generator, oven control, etc. are not shown in the drawings.
  • an outlet opening 4 is arranged, to which a pipe socket 5 is connected.
  • the medium in the oven chamber of the oven 1, in particular the heated air and heated water vapor escape from the oven.
  • the emerging from the baking chamber through the pipe socket 5 heating medium, in particular the hot steam, is passed through the exhaust pipe 2 to the energy recovery module 3, where thermal energy is removed from the gaseous medium via heat exchangers.
  • the thermal energy is used in particular for heating domestic water.
  • the energy recovery module can also be fed with the burner's hot flue gas. This gas is released from toxins in a flue gas scrubber. Furthermore, it is also deprived of thermal energy for heating service water.
  • the function of such an energy reclaim module is, for example, in the German Utility Model DE 297 09 784 U1 described.
  • a pipe section 6 is placed, which is flowed through by the exiting from the baking chamber gases and in which a throttle valve 7 is received as a throttle element.
  • the pipe section 6 with the throttle valve 7 is detailed in the FIGS. 2 and 3 shown.
  • the rotational position of the throttle valve 7 is adjusted by an electric drive motor 8 and changes the flow cross section for the exiting gases.
  • the drive motor 8 is controlled by a flanged control module 9.
  • the control module 9 has two signal inputs 10,11. These signal inputs 10,11 can be fed signals from pressure sensors.
  • the first pressure sensor 12 (see Fig. 3 ) is arranged upstream of the throttle valve 7 in the flow direction.
  • the pressure sensor 12 essentially measures the pressure prevailing at the outlet opening of the baking chamber.
  • the second pressure sensor 13 is connected via a pressure line 14 to the environment. In other words, the second pressure sensor 13 detects the pressure values of the air surrounding the oven. This pressure value is independent of the suction generated from the energy recovery module 3 via the exhaust pipe 2 in the area behind the throttle valve 7. As mentioned above, alternatively, the pressure value directly behind the throttle valve may be supplied to the second pressure sensor.
  • a plurality of ovens 1 can be connected to an energy recovery module 3.
  • the throttle valve 7 allows a constant adjustment of the negative pressure in the region of the outlet opening 4 of each of these furnaces, regardless of the operating parameters of the other furnaces and independent of the operating parameters of the energy recovery module. 3
  • the tube cross-section is substantially sealed. In this way, escape of the atmosphere into the oven 1 can be completely prevented in certain phases of the baking program.
  • an increased outflow of gases from the oven 1 can be promoted by the throttle valve 7 is pivoted in a pipe axis intersecting plane. This results in a low flow resistance through which e.g. a particularly rapid exchange of the atmosphere in the baking chamber of the oven, e.g. to lower the temperature, can be achieved.
  • any suitable throttle element can be used.
  • a slider can be used, which covers the cross-section of the pipe section 6 more or less.
  • a dazzle-like tube closure with which the flow cross-section can be varied.
  • control module 9 can be coupled to the control of the oven.
  • the baking oven control gives the control module 9 different desired pressure values as a function of the baking program.
  • the desired pressure values preferably define differential pressures, ie the value of the negative pressure, which prevails in the region of the outlet opening 4 with respect to the atmosphere surrounding the furnace.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Baking, Grill, Roasting (AREA)

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft einen Backofen mit einem Backraum, welcher mit einer Austrittsöffnung versehen ist, durch die Gase aus dem Backraum entweichen können. Sie betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb eines Backofens.
    • Stand der Technik
  • Backöfen weisen üblicherweise eine Heizvorrichtung auf, über die Luft und/oder Wasserdampf als Heizmedium auf die für das Backen erforderliche Temperatur (meist erheblich über 100°C) erhitzt werden. Das gasförmige Heizmedium, insbesondere auch der durch Ausbackung entstehende Dampf, tritt nach einer gewissen Zeit durch die Austrittsöffnung aus dem Backraum des Ofens nach außen Herkömmliche Backöfen sind so konstruiert, dass im Austritt ein Unterdruck von etwa 0,1 mbar (10 Pa) herrscht. Diesen schwache Unterdruck sorgt für optimale Betriebsbedingungen beim Backen, wobei die erhitzte und befeuchtete Atmosphäre über einen ausreichenden Zeitraum im Backraum verweilt, um ein Austrocknen der Backwaren zu vermeiden.
  • Im Stand der Technik wird der Zug in der Luftaustrittsöffnung, d.h. der Wert des Unterdrucks gegenüber dem Umgebungsdruck, durch die Konstruktion des Ofens und den sich an die Luftaustrittsöffnung anschließenden Kamin erreicht. Bei modernen Öfen ist das Rohr zum Abführen der Gase aus dem Backraum mit einer Zugregelklappe versehen, die zur Umgebung hin öffnet. Bei einem zu großen Überdruck ermöglicht die Zugregelklappe das Einströmen von Umgebungsluft in den Kamin oder in das die Abluft und Abgase aus dem Backraum führende Rohr. Die Zugregelklappe weist dabei einen bestimmten Öffnungswiderstand auf, so dass sie bei einem bestimmten Unterdruck der abströmenden Gase öffnet. Hierdurch kann der Unterdruck an der Austrittsöffnung für das Heizmedium in Anpassung an die Einbausituation des Backofens auf einen konstanten Wert eingestellt werden. Durch die hinzuströmende Umgebungsluft ändert allerdings der Dampf erheblich seine physikalischen Eigenschaften. Insbesondere sinkt die aus dem Dampf rückgewinnbare Energie.
  • Aus der Druckschrift GB 2 146 884 A ist ein Tunnelofen bekannt, der keinen geschlossenen Backraum aufweist sondern eine tunnelartige Backkammer, durch die die Teiglinge auf einem Förderband hindurchgeführt werden. Bei diesem Tunnelofen sind zwei Drosselklappen vorgesehen, die derart geregelt sind, dass keine unzulässig hohen Unterdrücke im Bereich des Backwareneintritts und des Backwarenaustritts der jeweiligen Tunnelsektoren entstehen, um das Einströmen von Umgebungsluft in die Backkammer zu vermeiden.
    • Darstellung der Erfindung
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die konstanten Backzustände unter Vermeidung der Beimischung von Umgebungsluft zu den abströmenden Gasen zu gewährleisten.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Backofen mit der Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Sie wird ferner durch ein Verfahren zum Betrieb eines Backofens mit der Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 8 gelöst. Als Drosselelement kann in der Praxis eine Drosselklappe verwendet werden.
  • Mit anderen Worten wird die Zugregelklappe in den Strömungsquerschnitt für die ausströmenden Gase verlegt. Sie gibt nun nicht mehr wie im Stand der Technik eine zur Umgebung führende Öffnung frei. Stattdessen verändert sie den Strömungswiderstand der Gase in dem die abströmenden Gase führenden Kanal.
  • Hierdurch wird es ermöglicht, den Unterdruck im Bereich der Austrittsöffnung für das Heizmedium aus dem Backraum dynamisch zu regeln. Eine mögliche Art der Regelung ist die Einstellung eines konstant bleibenden Unterdrucks von 10 Pa gegenüber dem Umgebungsdruck. Dieser bereits in der Vergangenheit bevorzugte Wert kann durch die Regelschleife, bei der der Druck im Backraum bzw. kurz vor dem Drosselelement ermittelt wird, zuverlässig eingestellt werden. Die Beimischung von Umgebungsluft, welche die Sättigung des Dampfes im austretenden Heizgas reduziert und den Taupunkt dadurch absinken lässt, ist zur Beibehaltung eines konstanten Unterdurckwertes an der Austrittsöffnung nicht erforderlich.
  • Eine Notwendigkeit für eine derartige Einstellung ergibt sich insbesondere, wenn die Abzugsbedingungen hinter der Austrittsöffnung variabel sind. In modernen Bäckereien wird häufig das aus dem Backraum austretende Heizmedium nicht einfach in die Atmosphäre abgelassen. Das Heizmedium kann zur Aufbereitung von warmem Wasser oder für andere Heizzwecke verwendet werden. Zu diesem Ziel schließt sich häufig an den Backofen ein Energie-Rückgewinnungsmodul an. Ein derartiges Energie-Rückgewinnungsmodul ist beispielsweise aus den deutschen Gebrauchsmustern DE 297 09 784 U1 und DE 20 2006 003 153 U1 bekannt. Häufig sind mehrere Backöfen in einer Backstube an ein gemeinsames Energie-Rückgewinnungsmodul angeschlossen.
  • Das Energie-Rückgewinnungsmodul weist in der Regel ein Gebläse auf, um den zuverlässigen Transport des aus dem Backofen austretenden Heizmediums durch das Energie-Rückgewinnungsmodul hindurch zu gewährleisten. Der Unterdruck an der Austrittsöffnung hängt also von der Gebläseleistung ab. Wenn mehrere Backöfen parallel geschaltet sind und über eine gemeinsame Rohrleitung für das austretende Heizmedium mit einem Energie-Rückgewinnungsmodul gekoppelt sind, beeinflussen sie sich gegenseitig. Die Strömungssituation an der Austrittsöffnung jedes einzelnen der Backöfen kann in Abhängigkeit von der aus den anderen Backöfen stammenden Menge an Heizgasen und in Abhängigkeit von dem Betriebspunkt des Energie-Rückgewinnu.ngsmoduls stark variieren. So können sich Schwankungen des Unterdrucks im Bereich der Austrittsöffnung eines Backofens dadurch ergeben, dass mehrere weitere, mit dem gleichen Energie-Rückgewinnungsmodul gekoppelte Backöfen, zugeschaltet oder abgeschaltet werden. Es sind aber auch Schwankungen des Unterdrucks an den Luftaustrittsöffnungen durch atmosphärische Einflüsse, z.B. Wind, der in die Öffnung des Amins hineindrückt, möglich.
  • Durch den Vorschlag einer Druckmessung in dem auf der Seite des Backraums liegenden Bereich vor dem Drosselelement und einer Druckregelung durch Verstellung des Drosselelements in Abhängigkeit von dem erfassten Messwert ergibt sich die Möglichkeit, einen vorgegebenen konstanten Unterdruckwert unabhängig von den Betriebspunkten gekoppelter Backöfen zu erreichen. Das Drosselelement variiert den Strömungsquerschnitt in dem Kanal für die aus dem Backraum, austretenden Gase und ermöglicht folglich die Einstellung des Drucks im Bereich der Austrittsöffnung. Dies gilt aber auch, wenn der Backofen nicht mit einem Energie-Rückgewinnungsmodul gekoppelt ist, sondern seine Luftaustrittsöffnung direkt an den Kamin angeschlossen ist.
  • In der Praxis kann auf der außerhalb des Backraums liegenden Seite des Drosselelements ein zweiter Drucksensor angeordnet sein, der mit dem Regelmodul verbunden ist. Dieser zweite Drucksensor misst im Wesentlichen den Umgebungsdruck und ist daher bevorzugt an der Außenseite des Ofengehäuses oder des Rohrs für das austretende Heizgas-angebracht. Der zweite Drucksensor kann in der Praxis von der zweiten Seite einer Membran eines Differenzdrucksensors gebildet werden. Die erste Seite der Membran des Differenzdrucksensors bildet dabei den ersten Drucksensor. Auf diese Weise liefert der Differenzdrucksensor ein Signal, welches den Differenzdruck zwischen der Austrittsöffnung des Backraums und der Umgebung.
  • Alternativ ist es möglich die Differenz zwischen dem Druck auf der dem Backraum zugewandten Seite des Drosselelements und dem Druck auf der vom Backraum abgewandten Seite des Drosselelements zu messen. In diesem Fall sollte aber die Druckdifferenz zwischen dem Druck auf der vom Backraum abgewandten Seite des Drosselelements und der Umgebung bekannt sein, weil für die Erzielung optimaler Backergebnisse die richtige Einstellung der Druckdifferenz zwischen dem Druck in der Austrittsöffnung und dem Umgebungsdruck maßgeblich ist. Bei der Verwendung von Energie-Rückgewinnungsmodulen ist oft die Druckdifferenz zwischen dem Druck auf der vom Backraum abgewandten Seite des Drosselelement und der Umgebung bekannt, weil diese durch Druckmesser des Energie-Rückgewinnungsmoduls erfasst wird, so dass hier die Druckdifferenzmessung über die Drosselklappe eine einfache und effektive Vorgehensweise darstellt.
  • Ferner kann es in bestimmten Anwendungsfällen sinnvoll sein, nicht den Umgebungsdruck sondern den Druck direkt hinter der Drosseklappe als Referenzwert zu wählen. In diesem Fall wird der unmittelbar hinter der Drosselklappe gemessene statische Druck dem zweiten Drucksensor zugeführt.
  • Das Regelmodul kann derart konfiguriert sein, dass es aus dem Messwert des zweiten Drucksensors und dem Messwert des ersten Drucksensors einen Differenzwert bildet, der für die Regelung des Antriebs für das Drosselelement verwendet wird. Dieser Differenzdruck zwischen Umgebungsdruck und Druck im Bereich der Luftaustrittsöffnung ist entscheidend für die Strömungsgeschwindigkeit des Heizmediums innerhalb des Backraums und durch die Luftaustrittsöffnung hindurch.
  • Wie bereits erwähnt, kann das Regelmodul das Drosselelement derart regeln, dass ein konstanter Differenzwert gehalten wird. Das Regelmodul kann das Drosselelement aber auch auf einen variablen Differenzwert regeln. Beispielsweise kann es in bestimmten Zeitpunkten eines Backprogramms für bestimmte Teiglinge erwünscht sein, dass die Backatmosphäre über einen längeren Zeitraum unverändert bleibt. Dies kann z.B. unmittelbar nach der Beschwadung des Backraums mit überhitztem Wasserdampf der Fall sein. Wenn ein heißer Dampfschwaden dem Backraum zugeführt wird, kann es für das Backergebnis vorteilhaft sein, wenn die hohe Luftfeuchtigkeit für einen möglichst langen Zeitraum gehalten wird. In diesem Fall kann das Regelmodul das Drosselelement derart regeln, dass der Luftaustritt verschlossen wird. Zu anderen Zeiten des Backprogramms kann ein besonders schneller Austausch der Backatmosphäre erwünscht sein. Beispielsweise kann ein schneller Wechsel der Backtemperatur in einem bestimmten Zeitpunkt des Backprogramms förderlich sein. Dies lässt sich dadurch erreichen, dass die Drosselklappe vollständig geöffnet wird und hierdurch ein maximaler Zug in der Luftaustrittsöffnung des Backofens erzielt wird.
  • Als Drosselelement kann insbesondere eine schwenkbare Drosselklappe oder ein linear verschiebbarer Schieber verwendet werden. Drosselklappen werden bereits fertig eingebaut in Rohfabschnitten vertrieben, wobei sie mit elektrischen Antrieben und Differenzdruck-Messvorrichtungen versehen sind. Die Differenzdruck-Messvorrichtungen messen die Differenz zwischen dem Druck unmittelbar vor der Drosselklappe und unmittelbar hinter der Drosselklappe. Der Druckwert unmittelbar hinter der Drosselklappe kann allerdings durch die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums im Bereich der Drosselklappe beeinflusst sein. Deswegen wird für den Wert des Umgebungsdrucks bevorzugt, einen externen Drucksensor zum Beispiel am Gehäuse der Ofens anzuordnen.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb eines Backofens mit einem Backraum, welcher mit einer Austrittsöffnung versehen ist, durch die Gase aus dem Backraum entweichen können.
  • Zur Lösung der oben näher erläuterten Aufgabe wird zur Variation des Strömungsquerschnitts für die ausströmenden Gase ein im Bereich der Austrittsöffnung angeordnetes Drosselelement mit einem durch ein Regelmodul geregelten Antrieb betätigt, und ein erster Drucksensor, der auf der zum Backraum liegenden Seite des Drosselelements angeordnet ist, leitet ein Messsignal zum Regelmodul. Das Messsignal kann entweder über eine Druckleitung pneumatisch oder über einen Wandler, der den erfassten Druckwert in eine elektrische Größe umwandelt, und einen elektrischen Leiter elektrisch übertragen werden.
  • Auf der Grundlage des erfassten Messwerts kann ein beliebiger Unterdruck im Bereich der Luftaustrittsöffnung durch das Regelmodul eingestellt werden.
  • In der Praxis kann ein zweiter Drucksensor auf der außerhalb des Backraums liegenden Seite des Drosselelements ein Messsignal zum Regelmodul leiten. Vorzugsweise bildet das Regelmodul aus dem Messwert des zweiten Drucksensors und dem Messwert des ersten Drucksensors einen Differenzwert, der für die Regelung des Antriebs für das Drosselelement verwendet wird.
  • Wie weiter oben erwähnt, kann das Regelmodul das Drosselelement derart regeln, dass ein konstanter Differenzwert gehalten wird. Alternativ kann ein variabler Differenzwert erzielt werden, der über die Zeit des Backprogramms bestimmte Werte annimmt.
  • Die durch die Austrittsöffnung austretende Luft kann zu einem Energie-Rückgewinnungsmodul geleitet werden. Die Austrittsöffnung des Backofens kann durch das Drosselelement im Wesentlichen dicht verschlossen werden. Auf diese Weise kann der Unterdruck im Bereich der Luftaustrittsöffnung praktisch auf Null gesetzt werden.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
    • Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Backofen mit Energie-Rückgewinnungsmodul.
    • Fig. 2 zeigt eine geschnittene Vorderansicht des sich an die Austrittsöffnung anschließenden Rohrabschnitts, in dem das Drosselelement angeordnet ist.
    • Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des Drosselelements aus Fig. 2. Ausführungsform(en) der Erfindung
  • In der Fig. 1 ist ein Handwerksbackofen 1 zu erkennen, der über ein Abluftrohr 2 mit einem Energie-Rückgewinnungsmodul 3 gekoppelt ist. Der Backofen 1 besteht aus einer wärmeisolierten Wand, welche den Backraum abgrenzt. Weitere Bestandteile des Backofens 1 wie Heizvorrichtung, Gebläse, Schwadenapparat, Backofensteuerung etc. sind in den Zeichnungen nicht dargestellt.
  • An einer oberen hinteren Ecke des Backofens 1 ist eine Austrittsöffnung 4 angeordnet, an die sich ein Rohrstutzen 5 anschließt. Durch den Rohrstutzen 5 kann das Medium im Backraum des Backofens 1, insbesondere die erhitzte Luft und erhitzter Wasserdampf, aus dem Backraum austreten. Das aus dem Backraum durch den Rohrstutzen 5 austretenden Heizmedium, insbesondere der heiße Dampfschwaden, wird durch das Abluftrohr 2 zu dem Energie-Rückgewinnungsmodul 3 geleitet, wo über Wärmetauscher thermische Energie aus dem gasförmigen Medium entnommen wird. Die thermische Energie wird insbesondere zur Aufheizung von Brauchwasser verwendet. Bei Backöfen, die mit Ölbrennern oder Gasbrennern beheizt werden, kann dem Energie-Rückgewinnungsmodul zusätzlich das heiße Rauchgas des Brenners zugeführt werden. Dieses Gas wird in einem Rauchgaswäsche von Giftstoffen befreit. Ferner wird ihm ebenfalls thermische Energie zur Beheizung von Brauchwasser entzogen. Wie erwähnt, ist die Funktion eines derartigen Energie-Rückgewihnungsmoduls beispielsweise in dem deutschen Gebrauchsmuster DE 297 09 784 U1 beschrieben.
  • Auf den Rohrstutzen 5 ist ein Rohrabschnitt 6 aufgesetzt, der von den aus dem Backraum austretenden Gasen durchströmt wird und in dem als Drosselelement eine Drosselklappe 7 aufgenommen ist. Der Rohrabschnitt 6 mit der Drosselklappe 7 ist detailliert in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Die Drehstellung der Drosselklappe 7 wird durch einen elektrischen Antriebsmotor 8 eingestellt und verändert den Strömungsquerschnitt für die austretenden Gase.
  • Der Antriebsmotor 8 ist über ein angeflanschtes Regelmodul 9 geregelt. Das Regelmodul 9 weist zwei Signaleingänge 10,11 auf. Diesen Signaleingänge 10,11 können Signale von Drucksensoren zugeleitet werden. Der erste Drucksensor 12 (siehe Fig. 3) ist in Strömungsrichtung vor der Drosselklappe 7 angeordnet. Der Drucksensor 12 misst im Wesentlichen den Druck, der an der Austrittsöffnung des Backraums herrscht.
  • Der zweite Drucksensor 13 ist über eine Druckleitung 14 mit der Umgebung verbunden. Mit anderen Worten erfasst der zweite Drucksensor 13 die Druckwerte der Luft, welche den Backofen umgibt. Dieser Druckwert ist unabhängig von dem Sog, der aus dem Energie-Rückgewinriungsmodul 3 über das Abluftrohr 2 in dem Bereich hinter der Drosselklappe 7 erzeugt wird. Wie oben angesprochen, kann alternativ der Druckwert direkt hinter der Drosselklappe dem zweiten Drucksensor zugeführt werden.
  • Auf diese Weise ist es möglich, im Bereich der Austrittsöffnung 4 des Backofens 1 einen in Bezug auf den Umgebungsdruck konstanten Druckwert einzustellen.
  • Wie erwähnt, können in der Praxis an ein Energie-Rückgewinnungsmodul 3 mehrere Backöfen 1 angeschlossen werden. Die Drosselklappe 7 erlaubt eine konstante Einstellung des Unterdrucks im Bereich der Austrittsöffnung 4 jedes einzelnen dieser Öfen, unabhängig von den Betriebsparametern der anderen Öfen und unabhängig von den Betriebsparametern des Energie-Rückgewinnungsmoduls 3.
  • Wird die Drosselklappe 7 in die Position rechtwinklig zur Rohrachse verschwenkt, wird der Rohrquerschnitt im Wesentlichen dicht verschlossen. Auf diese Weise kann in bestimmten Phasen des Backprogramms ein Austritt der Atmosphäre in den Backofen 1 vollständig unterbunden werden.
  • Genauso kann bei Bedarf ein erhöhtes Ausströmen der Gase aus dem Backofen 1 gefördert werden, indem die Drosselklappe 7 in eine die Rohrachse schneidende Ebene verschwenkt wird. Hieraus ergibt sich ein geringer Strömungswiderstand, durch den z.B. ein besonders schneller Austausch der Atmosphäre in dem Backraum des Ofens, z.B. zur Absenkung der Temperatur, erreicht werden kann.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die Zeichnungen die Erfindung lediglich erläutern, ihren Schutzbereich jedoch nicht einschränken. Anstelle der Drosselklappe 7 kann jedes geeignete Drosselelement verwendet werden. Beispielsweise kann ein Schieber eingesetzt werden, der den Querschnitt des Rohrabschnitts 6 mehr oder weniger weit abdeckt. Auch kann als Drosselelement ein blendenartiger Rohrverschluss verwendet werden, mit dem der Strömungsquerschnitt variiert werden kann.
  • Insbesondere zur Realisierung zeitlich variabler Unterdrücke im Bereich der Austrittsöffnung 4 des Backofens kann das Regelmodul 9 mit der Steuerung des Backofens gekoppelt werden. Die Backofen Backofensteuerung gibt dem Regelmodul 9 in Abhängigkeit von dem Backprogramm unterschiedliche Solldruckwerte vor. Die Solldruckwerte definieren vorzugsweise Differenzdrücke, d.h. den Wert des Unterdrucks, der im Bereich der Austrittsöffnung 4 gegenüber der den Ofen umgebenden Atmosphäre herrscht.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Backofen
    2
    Abluftrohr
    3
    Energie-Rückgewinnungsmodul
    4
    Austrittsöffnung
    5
    Rohrstutzen
    6
    Rohrabschnitt
    7
    Drosselelement, Drosselklappe
    8
    Antriebsmotor
    9
    Regelmodul
    10
    Signaleingang
    11
    Signaleingang
    12
    erster Drucksensor
    13
    zweiter Drucksensor
    14
    Signalleitung

Claims (14)

  1. Backofen (1) mit einem Backraum, welcher durch eine wärmeisolierte Wand abgegrenzt und mit einer Austrittsöffnung (4) versehen ist, durch die Gase aus dem Backraum entweichen können, wobei im Bereich der Austrittsöffnung (4) ein Drosselelement (7) zur Variation des Strömungsquerschnitts für die ausströmenden Gase angeordnet ist, das mit einem durch ein Regelmodul (9) geregelten Antrieb (8) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster mit dem Regelmodul (9) verbundener Drucksensor (12) vor dem Drosselelement (7) und auf der zum Backraum liegenden Seite des Drosselelements (7) im Wesentlichen den Druck misst, der an der Austrittsöffnung (4) des Backraums herrscht, und dass ein zweiter mit dem Regelmodul (9) verbundener Drucksensor (13) auf der außerhalb des Backraums liegenden Seite des Drosselelements (7) im Wesentlichen den Umgebungsdruck misst.
  2. Backofen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Drucksensor von der zweiten Seite einer Membran eines Differenzdrucksensors gebildet wird, wobei erste Seite der Membran des Differenzdrucksensors den ersten Drucksensor bildet.
  3. Backofen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelmodul (9) derart konfiguriert ist, dass es aus dem Messwert des zweiten Drucksensors (13) und dem Messwert des ersten Drucksensors (12) einen Differenzwert bildet, der für die Regelung des Antriebs (8) für das Drosselelement (7) verwendet wird.
  4. Backofen (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelmodul (9) das Drosselelement (7) derart regelt, dass ein konstanter Differenzwert gehalten wird.
  5. Backofen (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelmodul (9) das Drosselelement (7) derart regelt, dass ein variabler Differenzwert erzielt wird, der über die Zeit eines Backprogramms vorbestimmte Werte annimmt.
  6. Backofen (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (4) zu einem Energie-Rückgewinnungsmodul. (3) führt.
  7. Backofen (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselelement eine Drosselklappe (7) oder ein Schieber ist.
  8. Verfahren zum Betrieb eines Backofens (1) mit einem Backraum, welcher durch eine wärmeisolierte Wand abgegrenzt und mit einer Austrittsöffnung (4) versehen ist, durch die Gase aus dem Backraum entweichen können, wobei zur Variation des Strömungsquerschnitts für die ausströmenden Gase ein im Bereich der Austrittsöffnung (4) angeordnetes Drosselelement (7) mit einem durch ein Regelmodul (9) geregelten Antrieb (8) betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Drucksensor (12) vor dem Drosselelement (7) und auf der zum Backraum liegenden Seite des Drosselelements (7) im Wesentlichen den Druck misst, der an der Austrittsöffnung (4) des Backraums herrscht, und ein Messsignal zum Regelmodul (9) leitet, wobei ein zweiter Drucksensor (13) auf der außerhalb des Backraums liegenden Seite des Drosselelements (7) im Wesentlichen den Umgebungsdruck misst und ein Messsignal zum Regelmodul (9) leitet.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Drucksensor von der zweiten Seite einer Membran eines Differenzdrucksensors gebildet wird, wobei erste Seite der Membran des Differenzdrucksensors den ersten Drucksensor bildet.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelmodul (9) aus dem Messwert des zweiten Drucksensors (13) und dem Messwert des ersten Drucksensors (12) einen Differenzwert bildet, der für die Regelung des Antriebs (8) für das Drosselelement (7) verwendet wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelmodul (9) das Drosselelement (7) derart regelt, dass ein konstanter Differenzwert gehalten wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelmodul (9) das Drosselelement (7) derart regelt, dass ein variabler Differenzwert erzielt wird, der über die Zeit eines Backprogramms vorbestimmte Werte annimmt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Austrittsöffnung (4) austretenden Gase zu einem Energie-Rückgewinnungsmodul (3) geleitet werden.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (4) durch das Drosselelement (7) im Wesentlichen dicht verschlossen werden kann.
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