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WO2020074476A1 - Haushalts-dampfgargerät und verfahren zum betreiben eines haushalts-dampfgargeräts - Google Patents

Haushalts-dampfgargerät und verfahren zum betreiben eines haushalts-dampfgargeräts Download PDF

Info

Publication number
WO2020074476A1
WO2020074476A1 PCT/EP2019/077161 EP2019077161W WO2020074476A1 WO 2020074476 A1 WO2020074476 A1 WO 2020074476A1 EP 2019077161 W EP2019077161 W EP 2019077161W WO 2020074476 A1 WO2020074476 A1 WO 2020074476A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
temperature
cooking space
steam
steam cooker
cooking
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/077161
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Victorien BIERG
Christophe Cadeau
Olivier Hoffmann
Jeremy Jellimann
Flavien MARTOS
Original Assignee
BSH Hausgeräte GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Hausgeräte GmbH filed Critical BSH Hausgeräte GmbH
Publication of WO2020074476A1 publication Critical patent/WO2020074476A1/de

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A21—BAKING; EDIBLE DOUGHS
    • A21B—BAKERS' OVENS; MACHINES OR EQUIPMENT FOR BAKING
    • A21B3/00—Parts or accessories of ovens
    • A21B3/04—Air-treatment devices for ovens, e.g. regulating humidity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q25/00—Extinguishing-devices, e.g. for blowing-out or snuffing candle flames
    • 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
    • F24C15/003—Details moisturising of air
    • 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
    • F24C15/32—Arrangements of ducts for hot gases, e.g. in or around baking ovens
    • F24C15/322—Arrangements of ducts for hot gases, e.g. in or around baking ovens with forced circulation
    • F24C15/327—Arrangements of ducts for hot gases, e.g. in or around baking ovens with forced circulation with air moisturising
    • 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
    • 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
    • F24C7/087—Arrangement or mounting of control or safety devices of electric circuits regulating heat

Definitions

  • the invention relates to a domestic steam cooker, comprising a cooking chamber, a steam generator located outside the cooking chamber, a temperature sensor for measuring a cooking chamber temperature and a control device which is set up to activate the steam generator to dispense steam into the cooking chamber.
  • the invention relates to a method for operating a domestic steam cooker.
  • the invention is particularly advantageously applicable to independent steam cookers and to ovens with a steam generating function.
  • the boiling temperature of water depends on the atmospheric pressure, which in turn depends on an altitude above sea level and / or weather fluctuations. For example, the boiling temperature decreases by approx. 1 ° C every 300 m with increasing altitude. Even weather-related fluctuations in atmospheric pressure can amount to ⁇ 30 mbar over a year, which corresponds to a variation in the boiling point of approx. ⁇ 0.8 ° C. In the case of steam cookers, precise knowledge of the boiling point of water is important in order to be able to precisely adjust the addition of steam.
  • DE 10 2010 054 607 B3 discloses a method for operating a cooking device with the following steps: determination of the oxygen partial pressure by means of a lambda probe, determination of the actual ambient pressure on the basis of the determined oxygen partial pressure and calibration of the cooking device on the basis of the actual ambient pressure.
  • DE 198 12 345 A1 discloses in cooktop with heating elements for heating cooktops or cooking appliances placed thereon, as well as with a temperature sensor which measures the temperature of a wall or a bottom of the cooking vessel placed and forwards it to a control unit which transmits the heating output of the Controls heating elements, and with an operating unit, which is connected to the control unit, for specifying a temperature setpoint for the temperature control by the control unit, at least in a "water boiling” operating mode.
  • an air pressure sensor is connected to the control unit, which corrects the temperature setpoint in "water boiling” mode according to the measured air pressure.
  • CN 103047693 A discloses an electromagnetic furnace with an atmospheric pressure sensor. The atmospheric pressure sensor is attached to a blower in a furnace body.
  • a heat radiation fin is attached to the surface of the atmospheric pressure intensity sensor and is connected to a single chip control circuit.
  • the sensor can detect an atmospheric pressure signal value of the geographic location where the electromagnetic furnace is located, transmit the signal value to the single chip control circuit, the signal value with a preset atmospheric pressure value (stored in the chip) and simultaneously automatically calculate the height above sea level of the geographic location. If the detected signal value is less than the preset value, the electromagnetic furnace is switched off automatically.
  • the atmospheric pressure of a work place of the electromagnetic furnace is judged intelligently, so that the situation in which the electromagnetic furnace is used when the atmospheric pressure is too low is avoided, and it becomes timely Power shutdown performed, since the altitude above sea level of the operating environment is known, an environmental parameter is provided for scientific research.
  • DE 10 2010 010 497 A1 discloses a steam cooking vessel with a vessel body and a cover which can be connected to it in a pressure-tight manner and with a valve device.
  • a sensor device communicating with an evaluation unit and having at least one pressure sensor and a temperature sensor is provided, the pressure sensor detecting an ambient air pressure, while the temperature sensor detects an internal temperature within the steam cooker, the evaluation unit being designed such that it detects an internal pressure of the detected internal temperature assigns and controls the valve device as a function of the ambient air pressure, or that a sensor device communicating with an evaluation unit is provided with at least one temperature sensor that detects an internal temperature and a temperature profile within the steam cooking vessel, the evaluation device being designed such that it is one assigns an ambient air pressure within the boiling temperature without pressure, and only after the lid has been closed with the pressure-tight seal Vessel body assigns an internal pressure to the then increasing internal temperature and controls the valve device as a function of the previously determined ambient air pressure.
  • WO 1996/010354 A1 discloses a method and a device in which a desired consistency is first set using a selector switch and a storage temperature of an egg to be cooked is set using a selector switch if these have not already been set as desired. The egg is then placed on a scale to determine its weight. At the same time, the air pressure is determined by an air pressure meter installed in the housing. This data is fed to a computer which calculates the cooking time of the egg from the parameter values determined or entered in this way and on the basis of a stored relationship between egg size, desired consistency and cooking time and displays it on a display.
  • DE 103 01 526 B3 discloses a cooking appliance with a satellite-based positioning system for the cooking appliance, the location and / or installation height of the cooking appliance being or being able to be determined via the satellite-based positioning system and the national language for the person depending on the installation location and / or the installation height determined Installation location can be set, predetermined cooking programs can be set in the cooking appliance and / or internal parameters of the cooking appliance can be adapted to the installation location and / or the installation height.
  • EP 0 903 097 A2 discloses a method for operating a domestic appliance for pressure-free steam cooking with a steam generator by controlling the amount of steam with the aid of a temperature value actually detected by a temperature sensor and passing this value on to an electronic evaluation system.
  • a method for operating a household appliance for pressureless steam cooking which determines an optimal working point regardless of the altitude of the operating location of the household appliance and the tolerances of the components and always guarantees a constant cooking result
  • an automatic adjustment of the tem - temperature sensor and all components subject to tolerances are made in the cooking space with a defined amount of food, whereby water is heated in the steam generator until the temperature value in the cooking space, which does not rise any further, is recorded as a temperature value and this measured value is stored in the evaluation electronics and for controlling subsequent cooking processes is used.
  • a household steam cooker comprising
  • a temperature sensor for measuring a cooking space temperature
  • control device which is set up to set the cooking space to a target cooking space temperature which is below a boiling temperature of water in at least one steam treatment operating mode and to activate the steam generator to emit steam into the cooking space
  • the pressure sensor is arranged outside the cooking space for measuring an ambient air pressure
  • the household steam cooker is set up to adapt the target cooking space temperature depending on the ambient air pressure.
  • This household steam cooker has the advantage that there is a good compromise between a high cooking space temperature for quick cooking of the food and an energetically effective steam generation.
  • This solution is particularly reliable and can be adapted to basically any installation heights and weather-related pressure fluctuations with little operational effort.
  • the target cooking space temperature below the boiling temperature. It is advantageous for quick cooking if the target cooking space temperature is as close as possible to the cooking temperature. If the value of the boiling temperature for the household steam cooker is fixed (e.g. calibrated to a sea level), it can happen that the actual boiling temperature drops so far that it reaches the target cooking chamber temperature when the household steam cooker is installed at a higher location , as a result of which the above-described disadvantageous effect of an excessive supply of steam would be restored. To avoid this, the boiling point at the installation site can be calculated or corrected by a pressure measurement and the target cooking space temperature can be adjusted accordingly, in particular to a constant temperature difference ("temperature offset") to the calculated boiling point.
  • temperature offset a constant temperature difference
  • This household steam cooker thus advantageously also avoids carrying out an independent calibration procedure while heating water, which keeps energy consumption low and saves time.
  • the use of the pressure sensor produces particularly precise measured values, in particular also due to the arrangement outside the cooking space. For example, ambient pressures can be measured precisely within ⁇ 10 mbar without any special design effort, which results in an accuracy in determining the boiling temperature of ⁇ 0.3 ° C.
  • the domestic steam cooker can be an independent steam cooker, that is, it can only be provided for steam treatment.
  • the domestic steam cooker can be an oven with steam treatment functionality.
  • the wall delimiting the cooking space can also be referred to as a muffle.
  • the muffle typically has a loading opening on the front for the cooking space, which can be closed by means of a cooking space door.
  • the cooking space can be heated independently (i.e. one or more heating sources can be assigned to heat or heat it) or it cannot be heated independently (but only via the hot steam).
  • the oven with steam treatment functionality is an oven, alternatively e.g. a microwave oven.
  • the oven can e.g. have at least one bottom heat, top heat, grill and / or hot air radiator.
  • the domestic steam cooker can also be viewed as an oven with steaming functionality.
  • the oven can also be designed as a cooking device without steam being introduced into the cooking space or with steam being introduced only in bursts of steam.
  • the ambient air pressure can also be referred to as atmospheric pressure.
  • the calculated boiling point can be determined from the measured ambient air pressure, for example using conversion tables or characteristic curves and / or using conversion formulas can be determined.
  • conversion formulas can be determined.
  • the Rankine formula, the Duperray formula, the Dupre formula, etc. can be used for the conversion.
  • the temperature sensor can be a measuring resistor, in particular a platinum measuring resistor, a platinum measuring resistor of the Pt1000 type being advantageous for a particularly precise temperature measurement.
  • the domestic steam cooker is set up to determine a boiling temperature of water from the at least one ambient air pressure measured by the pressure sensor and to adapt the target cooking space temperature to a value which is below a predetermined temperature offset below the determined boiling temperature.
  • the target cooking space temperature can be adjusted or set based on the at least one measured ambient air pressure without explicit calculation of the current boiling temperature.
  • the pressure sensor is an absolute pressure sensor, in particular a barometric pressure sensor. This has the advantage that the ambient air pressure can be measured or recorded particularly easily.
  • a pressure sensor can in particular be understood to mean a sensor which converts the physical quantity pressure into an electrical output quantity as a measure of the pressure.
  • the pressure sensor is designed as a sensor chip or is part of a sensor chip, e.g. as a barometric sensor chip of the type MPL1 15A1 from NXP Semiconductors, which has a working range between 50 and 1 15 kPa.
  • the pressure sensor can be connected to an integrated adaptation circuit ("conditioning IC"), which gives the advantage of a very particularly precise pressure measurement.
  • the integrated adaptation circuit can be integrated in the sensor chip.
  • the type of pressure sensor is fundamentally not limited and can, for example, also be designed as a differential pressure sensor or relative pressure sensor.
  • Pressure sensors also work “indirectly”, the electrical output variable of which is converted into a pressure value, for example a lambda sensor.
  • the pressure sensor is a MEMS sensor.
  • MEMS Micro-Electro-Mechanical System
  • the use of a MEMS (“Micro-Electro-Mechanical System”) sensor results in the advantage that a particularly accurate pressure measurement and / or a particularly high durability and / or robustness is achieved.
  • the pressure sensor is arranged on an electronic circuit board, which in particular also has the control device or a part thereof. In this way, a particularly compact arrangement is advantageously achieved. In addition, signal paths are kept short if the control device also serves to evaluate the measurement signals of the pressure sensor, e.g. to calculate the boiling temperature depending on the pressure.
  • the pressure sensor can be soldered to the electronics board.
  • the cooking space is provided for the pressure-free steam treatment of the food to be cooked therein.
  • the advantage of a particularly simple and inexpensive construction of the domestic steam cooker is achieved, since there is no need for a pressure-resistant design of the cooking space and the associated cooking space door.
  • the domestic steam cooker has a blower or fan for ventilating a housing or housing area outside the cooking chamber (“cooling fan”). Overheating from areas outside the cooking space is thus particularly effectively avoided.
  • the air flow generated by the cooling fan can be directed, for example, along the outside of the cooking space wall or muffle and / or via electronic components.
  • a housing area which can be cooled by the cooling air can in particular comprise an area in which the pressure sensor is present, for example an area which receives the electronics board (“electronics compartment”).
  • the pressure at the location of the pressure sensor can in many cases be equated to the ambient air pressure even when the cooling fan is switched on.
  • the household steam cooker has a cooling fan for flowing areas of the household steam cooker outside the cooking chamber with ambient air and is set up to measure the ambient air pressure when the cooling fan is switched off. This advantageously also excludes the very slight effect of a pressure increase at the location of the pressure sensor when the cooling fan is switched on or activated.
  • the ambient air pressure can be measured by the pressure sensor, for example when the household steam cooker is switched on, at the beginning of a steam treatment process or during a steam treatment process. The measured ambient air pressure can then be stored and used for one or more subsequent steam treatment procedures.
  • the household steam cooker has a cooling fan for flowing areas of the household steam cooker outside the cooking chamber with ambient air and is set up to set a fan speed on the basis of the ambient air pressure measured by the pressure sensor.
  • a speed and thus a fan output can be increased if the ambient air pressure is low, e.g. if the domestic steamer is at an altitude of more than 2000 m above sea level.
  • the set temperature offset AT_offset between the boiling temperature determined by means of the pressure sensor and the target cooking space temperature is between 3 ° C and 5 ° C, in particular 4 ° C.
  • the temperature offsets AT_offset are lower, in unfavorable cases the real cooking space temperature Tg may reach the boiling temperature Ts and then too much water io
  • the temperature offset AT_offset can depend on a setting of at least one operating parameter, in particular at least one cooking parameter.
  • the temperature offset AT_offset is between 3 ° C and 5 ° C, in particular 4 ° C.
  • the household steam cooker is set up to perform a self-test or the like.
  • the ambient air pressure can be determined with a high degree of accuracy and directly (ie, only on the basis of the acquisition of a measured variable and without any further settings of the domestic steam oven required), so that the boiling temperature can also be determined particularly precisely and reliably.
  • the current cooking chamber temperature should be below the boiling temperature by a certain value when the steam generator is operating at maximum.
  • This current cooking space temperature can be determined in the factory, for example, by tests. However, if the current cooking space temperature deviates more than the specified threshold value from the cooking space temperature that is actually to be reached (up or down), this is an indication of a problem (e.g. a component fault, an aging drift of the temperature sensor, calcification in the steam generator etc.) in the measuring chain for determining the temperature.
  • the action can issue a notice to a user a service authority to the manufacturer of the domestic steam cooker, etc.
  • the action can include an adaptation of the predetermined temperature difference between the boiling temperature and the target cooking space temperature.
  • the domestic steam cooker has at least one further sensor and is set up to use at least one ambient air pressure measured by the pressure sensor and at least one measured value measured by the at least one further sensor, a humidity of the air (or another gas mixture ) to determine.
  • the at least one further sensor can e.g. a lambda sensor, an airtight sensor, etc. It is a further development that the humidity of the air or atmosphere in the cooking space can be determined.
  • a relative humidity HR% can for example be according to the formula
  • HR% (p_vap / p_sat) * 100.
  • p_vap corresponds to a vapor pressure of the water vapor in the cooking space
  • p_sat corresponds to the absolute pressure in the cooking space.
  • the pressure p_sat depends on the cooking space temperature Tg and can be calculated from the ambient air pressure measured by the pressure sensor, for example using thermodynamic tables or characteristic curves or corresponding approximate formulas.
  • d_ad and d_as can be calculated from thermodynamic tables or characteristic curves or approximate formulas with knowledge of temperature and air pressure be true.
  • the density d_m can be calculated, for example, by measuring a current absorption of a cooking space blower, the cooking space temperature and the ambient air pressure (which corresponds to the pressure in the cooking space 2 with sufficient accuracy).
  • the object is also achieved by a method for operating a domestic steam cooker with a cooking space and a steam generator arranged outside the cooking space, in which
  • At least one measured value of an ambient air pressure is measured by means of a pressure sensor arranged outside the cooking space,
  • a target cooking space temperature is adjusted by means of the measured ambient air pressure so that it is lower by a predetermined temperature difference than a boiling temperature of water associated with the measured ambient air pressure, and
  • a steam generator is activated to deliver steam into a cooking space until a target cooking space temperature below a boiling point of water is present in the cooking space.
  • the method can be designed analogously to the household steam cooker and gives the same advantages.
  • the steam generator is activated in the at least one steam treatment operating mode for delivering steam into a cooking space in order to maintain the target cooking space temperature in the cooking space. This includes, in particular, that after the target cooking space temperature is reached for the first time due to the water vapor introduced, the steam generator is operated such that the target cooking space temperature is held in the cooking space for a desired period of time, in particular by means of a control.
  • the steam generator does not need to be located outside the cooking space, but can, for example, be designed as a heatable water dish, which in particular is embedded in a floor of the cooking space or the cooking space wall or is arranged there.
  • FIG. 1 shows a sectional side view of a domestic steam cooker
  • the domestic steam cooker 1 shows a sectional side view of a domestic steam cooker 1.
  • the domestic steam cooker 1 has a cooking chamber 2 which has a front loading opening 3 which can be closed by means of a cooking chamber door 4.
  • the cooking space 2 can e.g. electrically operated radiators 5 are assigned, but do not need it.
  • the cooking space 2 is provided for the pressure-free steam treatment of food to be cooked therein.
  • a cooking space temperature Tg can be sensed in the cooking space 2.
  • the domestic steam cooker 1 also has a control device 8 for its operation.
  • the control device 8 controls, for example, the operation of the steam generator 6, if there is a heating element 5, etc.
  • the control device 8 can be set up to control the steam generator 6 depending on a selected steam treatment operating mode, e.g. suitable to activate or deactivate.
  • the domestic steam cooker 1 also has a pressure sensor 9, which is arranged outside the cooking chamber 2 and is used to measure an ambient air pressure p_atm. is seen.
  • the pressure sensor 9 is arranged on an electronic board 10, which also provides the control device 8.
  • the pressure sensor 9 is designed here as a barometric MEMS sensor which is connected to an integrated adaptation circuit or is integrated with this in a sensor chip.
  • the control device 8 is coupled to the temperature sensor 7 and the pressure sensor 9 and receives their measured values.
  • the domestic steam cooker 1, in particular its control device 8 is thus set up to adapt the target cooking space temperature Tg_z as a function of at least one pressure measurement value p_atm measured by the pressure sensor 9, here by way of example by calculating the boiling point Ts.
  • the control device 8 is also set up to set the cooking chamber 2 to the target cooking chamber temperature Tg_z in at least one steam treatment operating mode, in particular to regulate it, and in particular only by adding the water vapor D flowing in with the boiling temperature Ts.
  • Cooking chamber temperature Tg_z thus serves as a setpoint for the setting, in particular regulation, of the cooking chamber temperature Tg in the cooking chamber 2.
  • the control device 8 is also provided for controlling a cooling blower 11, the cooling blower 11 being provided to cool areas of the domestic steam cooker 1 outside the cooking space 2 with cool ambient air, here also to overflow the electronic circuit board 10 with the ambient air.
  • the domestic steam cooker 1 can furthermore have at least one further sensor 12, such as a lambda probe, and can be set up to use the ambient air pressure p_atm measured by the pressure sensor 9 and at least one measured value measured by the at least one further sensor 12 to determine the humidity of the air in the cooking space 2 to determine.
  • the at least one further sensor 12 can be connected to the Control device 8 may be connected, which is also set up to calculate the moisture.
  • a steam treatment process starts.
  • step S2 when the cooling fan 11 is switched off, the ambient air pressure p_atm is measured by means of the pressure sensor 9.
  • a step S3 the measured ambient air pressure p_atm is converted into a pressure-corrected boiling temperature Ts by means of the control device 8.
  • step S5 the steam generator 6 is activated by means of the control device 8 in order to raise the cooking space temperature Tg to the target cooking space temperature Tg_z as a setpoint and to regulate it by admitting steam D into the cooking space 2.
  • a step S6 the steam treatment process or an existing section of the steam treatment process is ended after a predetermined period of time, by a user action or after the occurrence of a predetermined event (e.g. regarding a state of the food).
  • a predetermined event e.g. regarding a state of the food.
  • FIG. 3 shows, in a representation which is not necessarily to scale, temperatures which occur during the course of the process or steam treatment as a plot of a temperature T in ° C. against a time, for example in minutes.
  • the temperatures or temperature profiles for a steady state are shown in which the target cooking space temperature Tg_z is added to the cooking space 2 by adding water vapor D. has already been reached and now in step S5 the cooking space temperature Tg is kept regulated at the target cooking space temperature Tg_z.
  • the boiling temperature Ts calculated from the atmospheric pressure p_atm is determined before the procedure and thus remains constant. It can have an area of uncertainty or error ATs, e.g. is given by a measurement inaccuracy of the pressure sensor 9.
  • the cooking space temperature Tg measured by the temperature sensor 7 also has an uncertainty or error range ATg, which e.g. is given by the measurement inaccuracy of the temperature sensor 7.
  • control oscillations Osz can occur in the measured cooking space temperature Tg, e.g. due to the regulation of the cooking space temperature Tg by short bursts of steam.
  • a can be understood to mean a single number or a plurality, in particular in the sense of “at least one” or “one or more” etc., as long as this is not explicitly excluded, eg by the expression “exactly one” etc.
  • a number can also include the specified number as well as a customary tolerance range, as long as this is not explicitly excluded.

Landscapes

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Abstract

Ein Haushalts-Dampfgargerät (1) weist einen Garraum (2), einen außerhalb des Garraums befindlichen Dampferzeuger (6), einen Temperatursensor (7) zum Messen einer Garraumtemperatur (Tg), einen Drucksensor (9) und eine Steuereinrichtung (8), die dazu eingerichtet ist, in mindestens einer Dampfbehandlungsbetriebsart den Garraum (2) auf eine Ziel-Garraumtemperatur (Tg_z), die unterhalb einer Siedetemperatur (Ts) von Wasser liegt, einzustellen und den Dampferzeuger (6) zur Abgabe von Dampf (D) in den Garraum (2) zu aktivieren, auf, wobei der Drucksensor (7) außerhalb des Garraums (2) zum Messen eines Umgebungsluftdruck (p_atm) angeordnet ist und wobei das Haushalts-Dampfgargerät (1) dazu eingerichtet ist, die Ziel-Garraumtemperatur (Tg_z) in Abhängigkeit des Umgebungsluftdrucks (p_atm) anzupassen. Ein Verfahren (S1-S6) dient zum Betreiben eines Haushalts-Dampfgargeräts (1). Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf eigenständige Dampfgargeräte und auf Backöfen mit Dampferzeugungsfunktion.

Description

Haushalts-Dampfgargerät und Verfahren zum Betreiben eines
Haushalts-Dampfgargeräts
Die Erfindung betrifft ein Haushalts-Dampfgargerät, aufweisend einen Garraum, einen außerhalb des Garraums befindlichen Dampferzeuger, einen Temperatursensor zum Messen einer Garraumtemperatur und eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, den Dampferzeuger zur Abgabe von Dampf in den Garraum zu aktivieren. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Haushalts-Dampfgargeräts. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf eigenständige Dampfgargeräte und auf Backöfen mit Dampferzeugungsfunktion.
Die Siedetemperatur von Wasser hängt von dem Atmosphärendruck ab, welcher wiede- rum von einer Höhe über dem Meeresspiegel und/oder Wetterschwankungen abhängt. Beispielsweise erniedrigt sich die Siedetemperatur mit steigender Höhe alle 300 m um ca. 1 °C. Auch wetterbedingte Schwankungen des Atmosphärendrucks können über ein Jahr betrachtet ± 30 mbar betragen, was einer Variation des Siedepunkts um ca. ± 0,8°C ent- spricht. Bei Dampfgargeräten ist die genaue Kenntnis des Siedepunkts von Wasser wich- tig, um eine Dampfzugabe genau einstellen zu können.
DE 10 2010 054 607 B3 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Gargerätes mit fol- genden Schritten: Ermittlung des Sauerstoffpartialdrucks über eine Lambdasonde, Be- stimmung des tatsächlichen Umgebungsdrucks auf Basis des ermittelten Sauerstoffparti- aldrucks und Kalibrieren des Gargerätes auf Basis des tatsächlichen Umgebungsdrucks.
DE 198 12 345 A1 offenbart in Kochfeld mit Heizelementen zum Beheizen von Kochstel- len bzw. von darauf abgestellten Gargeräten, sowie mit einem Temperatursensor, der die Temperatur einer Wand oder eines Bodens des abgestellten Gargefäßes misst und an eine Steuereinheit weitergibt, die die Heizleistung der Heizelemente regelt, und mit einer Bedieneinheit, die mit der Steuereinheit in Verbindung steht, zum Vorgeben eines Tempe- ratursollwertes für die Temperaturregelung durch die Steuereinheit zumindest in einer Betriebsart "Wasserkochen". Um Messfehler zu vermeiden, steht ein Luftdrucksensor mit der Steuereinheit in Verbindung, die den Temperatursollwert in der Betriebsart "Wasser- kochen" entsprechend dem gemessenen Luftdruck korrigiert. CN 103047693 A offenbart einen elektromagnetischen Ofen mit einem Atmosphären- drucksensor. Der Atmosphärendrucksensor ist an einem Gebläse in einem Ofenkörper angebracht. Eine Wärmestrahlrippe ist an der Oberfläche des Atmosphärendruckintensi- tätssensors angebracht und ist mit einem Einzelchipsteuerkreis verbunden. Wenn der elektromagnetische Ofen in einer Betriebsumgebung angeordnet ist, kann der Sensor einen atmosphärischen Drucksignalwert des geographischen Ortes, an dem sich der elektromagnetische Ofen befindet, erfassen, den Signalwert an die Einzelchipsteuerschal- tung übertragen, den Signalwert mit einem voreingestellten Atmosphärendruckwert (ge- speichert in dem Chip) vergleichen und gleichzeitig automatisch die Höhe über dem Mee- resspiegel des geographischen Ortes berechnen. Wenn der erfasste Signalwert kleiner als der voreingestellte Wert ist, wird der elektromagnetische Ofen automatisch ausge- schaltet. Gemäß dem elektromagnetischen Ofen mit dem Atmosphärendruckintensitäts- sensor wird also der Atmosphärendruck eines Arbeitsplatzes des elektromagnetischen Ofens intelligent beurteilt, so dass die Situation vermieden wird, in der der elektromagne- tische Ofen verwendet wird, wenn der Atmosphärendruck zu niedrig ist, und es wird eine rechtzeitige Leistungsabschaltung durchgeführt, Da die Höhe über des Meeresspiegel der Betriebsumgebung bekannt ist, wird ein Umgebungsparameter für die wissenschaftliche Forschung bereitgestellt.
DE 10 2010 010 497 A1 offenbart ein Dampfkochgefäß mit einem Gefäßkörper und einem damit druckdicht verbindbaren Deckel und mit einer Ventileinrichtung. Es ist eine mit einer Auswerteeinheit kommunizierende Sensoreinrichtung mit zumindest einem Drucksensor und einem Temperatursensor vorgesehen, wobei der Drucksensor einen Umgebungsluft- druck erfasst, während der Temperatursensor eine Innentemperatur innerhalb des Dampfkochgefäßes erfasst, wobei die Auswerteeinheit so ausgebildet ist, dass sie der erfassten Innentemperatur einen Innendruck zuordnet und in Abhängigkeit des Umge- bungsluftdrucks die Ventileinrichtung steuert, oder dass eine mit einer Auswerteeinheit kommunizierende Sensoreinrichtung mit zumindest einem Temperatursensor vorgesehen ist, der eine Innentemperatur und einen Temperaturverlauf innerhalb des Dampfkochge- fäßes erfasst, wobei die Auswerteeinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie einer inner- halb des Dampfkochgefäßes drucklos erreichten Siedetemperatur einen Umgebungsluft- druck zuordnet, und erst nach einem druckdichten Verschließen des Deckels mit dem Gefäßkörper der dann ansteigenden Innentemperatur einen Innendruck zuordnet und in Abhängigkeit des zuvor ermittelten Umgebungsluftdrucks die Ventileinrichtung steuert.
WO 1996/010354 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei denen zuerst eine gewünschte Konsistenz mit einem Wahlschalter und eine Lagerungstemperatur eines zu kochenden Eies mit einem Wahlschalter eingestellt werden, falls diese nicht bereits wie gewünscht eingestellt sind. Anschließend wird das Ei auf eine Waage gelegt, um dessen Gewicht zu ermitteln. Gleichzeitig wird der Luftdruck von einem im Gehäuse eingebauten Luftdruckmesser ermittelt. Diese Daten werden einem Rechner zugeführt, der aus den so ermittelten bzw. eingegebenen Parameterwerten und anhand eines gespeicherten Zu- sammenhanges zwischen Eigröße, gewünschter Konsistenz und Kochdauer die Kochzeit des Eies berechnet und auf einem Display anzeigt.
DE 103 01 526 B3 offenbart ein Gargerät mit einem satellitengestütztem Ortungssystem für das Gargerät, wobei über das satellitengestützte Ortungssystem Aufstellungsort und/oder Aufstellungshöhe des Gargeräts feststellbar ist bzw. sind und in Abhängigkeit von dem festgestellten Aufstellungsort und/oder der festgestellten Aufstellungshöhe die Landessprache für den Aufstellungsort ein-stellbar ist, vorgegebene Garprogramme in dem Gargerät einstellbar sind und/oder interne Parameter des Gargeräts an den Aufstel- lungsort und/oder die Aufstellungshöhe anpassbar sind.
EP 0 903 097 A2 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Haushaltgerätes zum drucklosen Dampfgaren mit einem Dampferzeuger durch Steuerung der Dampfmenge mit Hilfe eines tatsächlich durch einen Temperaturfühler erfassten Temperaturwertes und Weitergabe dieses Wertes an eine Auswerteelektronik. Um ein Verfahren zum Betreiben eines Haushaltgerätes zum drucklosen Dampfgaren zu schaffen, welches unabhängig von der Höhenlage des Betriebsortes des Haushaltgerätes und den Toleranzen der Bau- teile einen optimalen Arbeitspunkt ermittelt und immer ein gleichbleibendes Garergebnis garantiert, wird am Einsatzort des Haushaltgerätes ein automatischer Abgleich des Tem- peraturfühlers und aller toleranzbehafteten Bauteile mit einer definierten Menge Gargut im Garraum vorgenommen, wobei Wasser im Dampferzeuger so lange erhitzt wird, bis der im Garraum nicht weiter ansteigende Temperaturwert als Temperaturwert erfasst und dieser gemessene Wert in der Auswerteelektronik abgespeichert und zur Steuerung nach- folgender Garvorgänge herangezogen wird. DE 197 26 677 A1 offenbart einen Luftdruckabgleich in einem Dampfgargerät. Im Hinblick darauf, dass der Siedepunkt des Wassers vom Luftdruck und somit sowohl vom Einbauort des Dampfgargerätes als auch von der Wetterlage abhängt, wird zur Verbesserung der Regelung der Dampfbildung vorgeschlagen, einen bedarfsweise durchführbaren Ab- gleichschritt vorzusehen, in dem das Wasser bis zum Erreichen des Siedepunkts erhitzt wird, am Siedepunkt der Siedemesswert eines Temperatursensors gemessen und die Regeleinrichtung auf diesen Siedemesswert abgeglichen wird.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere ein Haushalts-Dampfgargerät mit verbesserter Bedampfungsfunktionalität bereitzustellen.
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 Haushalts-Dampfgargerät, aufweisend
- einen Garraum,
- einen außerhalb des Garraums befindlichen Dampferzeuger,
- einen Temperatursensor zum Messen einer Garraumtemperatur,
- einen Drucksensor und
- eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, in mindestens einer Dampfbe- handlungsbetriebsart den Garraum auf eine Ziel-Garraumtemperatur, die unter- halb einer Siedetemperatur von Wasser liegt, einzustellen und den Dampferzeuger zur Abgabe von Dampf in den Garraum zu aktivieren,
wobei
- der Drucksensor außerhalb des Garraums zum Messen eines Umgebungsluft- druck angeordnet ist und
- das Haushalts-Dampfgargerät dazu eingerichtet ist, die Ziel-Garraumtemperatur in Abhängigkeit von dem Umgebungsluftdruck anzupassen. Dieses Haushalts-Dampfgargerät ergibt den Vorteil, dass sich ein guter Kompromiss zwi- schen einer hohen Garraumtemperatur zum schnellen Garen des Garguts und einer energetisch effektiven Dampferzeugung ergibt. Diese Lösung ist besonders zuverlässig und mit einem geringen operativen Aufwand an grundsätzlich beliebige Aufstellhöhen und wetterbedingte Druckschwankungen anpassbar.
Dabei wird insbesondere ausgenutzt, dass während eines Dampfbehandlungsablaufs von dem Dampferzeuger erzeugter Wasserdampf in den Garraum eingebracht wird. Der Was- serdampf befindet sich auf der Siedetemperatur. Zu Beginn eines Dampfbehandlungsab- laufs bei kaltem Garraum erhöht sich die Garraumtemperatur aufgrund des einströmen- den Wasserdampfs. Während theoretisch so eine Garraumtemperatur von maximal der Siedetemperatur erreichbar ist, liegt aufgrund von Dampf- und andere Energieverlusten die real erreichbare Garraumtemperatur unter der Siedetemperatur. Würde die Ziel- Garraumtemperatur auf die Siedetemperatur eingestellt, würde der Dampfgenerator Dampf dauernd mit maximaler Leistung erzeugen, ohne dass die Ziel-Garraumtemperatur erreicht werden könnte. Dies ist energetisch ungünstig. Zudem würde dann viel Dampf aus dem Garraum austreten und könnte Beschädigungen hervorrufen, z.B. durch Kon- densation an umgebenden Möbeln. Durch die Wahl der Ziel-Garraumtemperatur unter- halb der Siedetemperatur kann dieser Effekt vermieden werden. Dabei ist es für ein schnelles Garen vorteilhaft, wenn die Ziel-Garraumtemperatur möglichst nahe an der Sie- detemperatur liegt. Ist der Wert der Siedetemperatur für das Haushalts-Dampfgargerät fest vorgegeben (z.B. auf eine Höhe des Meeresspiegels kalibriert), kann es bei einem höheren Aufstellort des Haushalts-Dampfgeräts Vorkommen, dass die real vorliegende Siedetemperatur so weit absinkt, dass sie die Ziel-Garraumtemperatur erreicht, wodurch sich der oben beschriebene nachteilige Effekt einer zu starken Dampfzufuhr wieder ein- stellen würde. Um dies zu vermeiden, kann der Siedepunkt am Aufstellort durch eine Druckmessung berechnet oder korrigiert und die Ziel-Garraumtemperatur entsprechend angepasst werden, insbesondere auf eine konstante Temperaturdifferenz ("Temperatur- Offset") zum berechneten Siedepunkt.
In anderen Worten ist das Haushalts-Dampfgargerät dazu eingerichtet, die Soll- oder Ziel- Garraumtemperatur Tg_z auf einen Wert einzustellen, der um den Temperatur-Offset AT_offset mit AT_offset > 0 geringer ist als die berechnete Siedetemperatur Ts, d.h., dass Tg_z = Ts - AT_offset gilt. Ändert sich die berechnete Siedetemperatur Ts mit dem Um- gebungsluftdruck, wird die einzustellende Ziel-Garraumtemperatur Tg_z entsprechend geändert, insbesondere um den gleichen Wert.
Dieses Haushalts-Dampfgargerät vermeidet es somit vorteilhafterweise auch, einen ei- genständigen Kalibrierungsablauf unter Erhitzung von Wasser durchzuführen, was einen Energieverbrauch geringhält und Zeit spart. Zudem ergibt die Nutzung des Drucksensors besonders präzise Messwerte, insbesondere auch aufgrund der Anordnung außerhalb des Garraums. Beispielsweise können ohne besonderen konstruktiven Aufwand Umge- bungsdrücke innerhalb von ± 10 mbar genau gemessen werden, wodurch sich eine Ge- nauigkeit bei der Bestimmung der Siedetemperatur von ± 0,3°C ergibt.
Das Haushalts-Dampfgargerät kann ein eigenständiges Dampfgargerät sein, also nur zur Dampfbehandlung vorgesehen sein. Das Haushalts-Dampfgargerät kann alternativ ein Ofen mit Dampfbehandlungsfunktionalität sein.
Die den Garraum begrenzende Wandung kann auch als Muffel bezeichnet werden. Die Muffel weist typischerweise eine frontseitige Beschickungsöffnung für den Garraum auf, die mittels einer Garraumtür verschließbar ist. Der Garraum ist eigenständig beheizbar (d.h., dass ihm ein oder mehrere Heizquellen zu seiner Erwärmung oder Erhitzung zuge- ordnet sein können) oder nicht eigenständig beheizbar (sondern nur über den heißen Wasserdampf).
Es ist eine Weiterbildung, dass der Ofen mit Dampfbehandlungsfunktionalität ein Back- ofen ist, alternativ z.B. ein Mikrowellengerät. Der Backofen kann z.B. mindestens einen Unterhitze- Oberhitze, Grill- und/oder Heißluft-Heizkörper aufweisen. Ist der Garraum ein Backofen, kann das Haushalts-Dampfgargerät auch als Backofen mit Dampfgarfunktiona- lität angesehen werden. Der Backofen kann in mindestens einer anderen Betriebsart auch als Gargerät ohne Dampfeinbringung in den Garraum oder mit Dampfeinbringung nur in Dampfstößen ausgebildet sein.
Der Umgebungsluftdruck kann auch als Atmosphärendruck bezeichnet werden.
Der berechnete Siedepunkt kann aus dem gemessenen Umgebungsluftdruck beispiels- weise anhand von Umrechnungstabellen oder -kennlinien und/oder anhand von Umrech- nungsformeln bestimmt werden. Zur Umrechnung können z.B. die Rankine-Formel, die Duperray-Formel, die Dupre-Formel, usw. verwendet werden.
Der Temperatursensor kann ein Messwiderstand sein, insbesondere ein Platin- Messwiderstand, wobei für eine besonders präzise Temperaturmessung ein Platin- Messwidersand vom Typ Pt1000 vorteilhaft ist.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Haushalts-Dampfgargerät dazu eingerichtet ist, aus dem mindestens einen von dem Drucksensor gemessenen Umgebungsluftdruck eine Siedetemperatur von Wasser zu bestimmen und die Ziel-Garraumtemperatur auf einen Wert anzupassen, der um einen vorgegebenen Temperatur-Offset unterhalb der bestimm- ten Siedetemperatur liegt. Alternativ kann die Ziel-Garraumtemperatur auch ohne explizite Berechnung der aktuellen Siedetemperatur beruhend auf dem mindestens einen gemes- senen Umgebungsluftdruck angepasst oder eingestellt werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Drucksensor ein Absolutdrucksensor, insbesondere ein barometrischer Drucksensor, ist. So wird der Vorteil erreicht, dass sich der Umge- bungsluftdruck besonders einfach messen oder erfassen lässt. Unter einem Drucksensor kann insbesondere ein Sensor verstanden werden, der die physikalische Größe Druck in eine elektrische Ausgangsgröße als Maß für den Druck umformt.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Drucksensor als ein Sensorchip ausgebildet ist oder einen Teil eines Sensorchips darstellt, z.B. als ein barometrischer Sensorchip vom Typ MPL1 15A1 der Fa. NXP Semiconductors, der einen Arbeitsbereich zwischen 50 und 1 15 kPa aufweist.
Der Drucksensor kann in einer Weiterbildung mit einem integrierten Anpassungsschalt- kreis ("Conditioning IC") verbunden sein, was den Vorteil einer ganz besonders genauen Druckmessung ergibt. Der integrierte Anpassungsschaltkreis kann in den Sensorchip in- tegriert sein.
Jedoch ist die Art des Drucksensors grundsätzlich nicht beschränkt und kann z.B. auch als Differenzdrucksensor oder Relativdrucksensor ausgebildet sein. Ferner können als Drucksensoren auch "indirekt" arbeitende Drucksensoren verwendet werden, deren elekt- rische Ausgangsgröße in einen Druckwert umgerechnet wird, z.B. eine Lambdasonde.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Drucksensor ein MEMS-Sensor ist. Die Nutzung eines MEMS ("Micro-Electro-Mechanical System")-Sensors ergibt den Vorteil, dass eine beson- ders genaue Druckmessung und/oder eine besonders hohe Langlebigkeit und/oder Ro- bustheit erreicht wird.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Drucksensor auf einer Elektronikplatine angeordnet ist, welche insbesondere auch die Steuereinrichtung oder einen Teil davon aufweist. So wird vorteilhafterweise eine besonders kompakte Anordnung erreicht. Zudem werden so Signalwege kurz gehalten, falls die Steuereinrichtung auch dazu dient, die Messsignale des Drucksensors auszuwerten, z.B. um die Siedetemperatur druckabhängig zu berech- nen. Der Drucksensor kann mit der Elektronikplatine verlötet sein.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Garraum zum drucklosen Dampfbehandeln von darin befindlichem Gargut vorgesehen ist. So wird der Vorteil eines besonders einfachen und preiswerten Aufbaus des Haushalts-Dampfgargeräts erreicht, da auf eine druckfeste Aus- gestaltung des Garraums und der zugehörigen Garraumtür verzichtet werden kann.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Haushalts-Dampfgargerät ein Gebläse oder Lüfter zum Belüften eines Gehäuses oder Gehäusebereichs außerhalb des Garraums ("Kühlge- bläse") aufweist. So wird eine Überhitzung von außerhalb des Garraums vorhandenen Bereichen besonders effektiv vermieden. Der durch das Kühlgebläse erzeugte Luftstrom kann z.B. entlang von Außenseiten Garraumwandung oder Muffel und/oder über elektro- nische Komponenten geleitet werden. Ein durch die Kühlluft kühlbarer Gehäusebereich kann insbesondere einen Bereich umfassen, in dem der Drucksensor vorhanden ist, z.B. ein die Elektronikplatine aufnehmenden Bereich ("Elektronikkompartment"). Bei einem Betrieb des Kühlgebläses wird aber typischerweise ein nur sehr geringer Überdruck er- zeugt, der auf die Messwerte des Drucksensors keinen merklichen Einfluss hat. Daher kann der Druck am Ort des Drucksensors in vielen Fällen auch bei eingeschaltetem Kühl- gebläse dem Umgebungsluftdruck gleichgesetzt werden. Es ist eine Ausgestaltung, dass das Haushalts-Dampfgargerät ein Kühlgebläse zum Beströmen von Bereichen des Haushalts-Dampfgargeräts außerhalb des Garraums mit Umgebungsluft aufweist und dazu eingerichtet ist, den Umgebungsluftdruck zu Messen, wenn das Kühlgebläse ausgeschaltet ist. Dadurch wird vorteilhafterweise auch der nur sehr geringe Effekt eines Druckanstiegs am Ort des Drucksensors bei eingeschaltetem oder aktiviertem Kühlgebläse ausgeschlossen. Der Umgebungsluftdruck kann von dem Drucksensor beispielsweise mit Einschalten des Haushalts-Dampfgargeräts, zu Beginn eines Dampfbehandlungsablaufs oder während eines Dampfbehandlungsablaufs gemes- sen werden. Der gemessene Umgebungsluftdruck kann dann gespeichert und für einen oder mehrere folgende Dampfbehandlungsabläufe verwendet werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Haushalts-Dampfgargerät ein Kühlgebläse zum Beströmen von Bereichen des Haushalts-Dampfgargeräts außerhalb des Garraums mit Umgebungsluft aufweist und dazu eingerichtet ist, eine Lüfterdrehzahl anhand des von dem Drucksensor gemessenen Umgebungsluftdrucks einzustellen. Dadurch kann vorteil- hafterweise eine effektivere Kühlung des Haushalts-Dampfgargeräts bereitgestellt wer- den. Beispielsweise kann eine Drehzahl und damit eine Lüfterleistung erhöht werden, wenn der Umgebungsluftdruck gering ist, z.B. bei einer Aufstellhöhe des Haushalts- Dampfgargeräts auf Höhen über 2000 m NN.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der eingestellte Temperatur-Offset AT_offset zwischen der mittels des Drucksensors bestimmten Siedetemperatur und der Ziel- Garraumtemperatur zwischen 3°C und 5°C liegt, insbesondere 4°C beträgt. So wird es vorteilhafterweise ermöglicht, einen besonders guten Kompromiss zwischen einer hohen Garraumtemperatur zum schnellen Garen des Garguts und einem zuverlässigen Sicher- heitsabstand der Garraumtemperatur zu der Siedetemperatur einzustellen. Insbesondere wird es so ermöglicht, eine reale Garraumtemperatur auch dann unterhalb der Siedetem- peratur von Wasser zu halten, wenn Regelschwankungen der realen Garraumtemperatur, welche durch deren Regelung auf die als Solltemperatur dienende Ziel- Garraumtemperatur Tg_z auftreten und/oder Messungenauigkeiten des Temperatur- sensors und/oder des Drucksensors berücksichtigt werden. Bei geringeren Temperatur- Offsets AT_offset kann in ungünstigen Fällen möglicherweise der Fall auftreten, dass die reale Garraumtemperatur Tg die Siedetemperatur Ts erreicht und dann zu viel Wasser- io
dampf erzeugt wird. Bei höheren Werten des Temperatur-Offsets AT_offset wird eine Garzeit nachteiligerweise merklich erhöht.
Der Temperatur-Offset AT_offset kann von einer Einstellung mindestens eines Betriebs- parameters, insbesondere mindestens eines Garparameters, abhängig sein.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Temperatur-Offset AT_offset zwischen 3°C und 5°C beträgt, insbesondere 4°C.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Haushalts-Dampfgargerät dazu eingerichtet ist, im Rahmen eines Selbsttests o.ä.
- den Dampferzeuger mit maximaler Leistung zu betreiben;
- in einem Gleichgewichtszustand der Garraumtemperatur die Garraumtemperatur mittels des Temperatursensors zu ermitteln,
- mittels des Drucksensors eine Siedetemperatur zu bestimmen oder zu korrigieren und
- mindestens eine Aktion auszulösen, falls ein Unterschied zwischen der mittels des Temperatursensors ermittelten Garraumtemperatur und der mittels des Druck- sensor bestimmten Siedetemperatur einen vorgegebenen Schwellwert überschrei- tet.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass mögliche Probleme in der Messkette zur Tempera- turbestimmung erkennbar sind. Dazu wird ausgenutzt, dass der Umgebungsluftdruck mit hoher Genauigkeit und auf direkte Weise (d.h., nur anhand der Erfassung einer Messgrö- ße und ohne weitere benötigte Einstellungen des Haushalts-Dampfgargeräts) bestimmbar ist, so dass auch die Siedetemperatur besonders genau und zuverlässig bestimmbar ist. Theoretisch müsste die aktuelle Garraumtemperatur bei maximalem Betrieb des Dampf- erzeugers um einen bestimmten Wert unterhalb der Siedetemperatur liegen. Diese aktuel- le Garraumtemperatur kann z.B. im Werk durch Versuche ermittelt werden. Weicht jedoch die aktuelle Garraumtemperatur stärker als der vorgegebenen Schwellwert von der ei- gentlich zu erreichenden Garraumtemperatur (nach oben oder nach unten) ab, ist dies ein Hinweis auf ein Problem (z.B. auf einen Komponentenfehler, eine Alterungsdrift des Tem- peratursensor, eine Verkalkung in dem Dampferzeuger usw.) in der Messkette zur Tem- peraturbestimmung. Die Aktion kann eine Ausgabe eines Hinweises an einen Nutzer, an eine Serviceinstanz, an den Hersteller des Haushalts-Dampfgargeräts usw. umfassen.
Die Aktion kann alternativ oder zusätzlich eine Anpassung der vorgegebenen Tempera- turdifferenz zwischen der Siedetemperatur und Ziel-Garraumtemperatur umfassen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Haushalts-Dampfgargerät mindestens einen weiteren Sensor aufweist und dazu eingerichtet ist, mittels mindestens eines durch den Druck- sensor gemessenen Umgebungsluftdrucks und mindestens eines durch den mindestens einen weiteren Sensor gemessenen Messwerts eine Feuchtigkeit der Luft (oder eines anderen Gasgemischs) zu bestimmen. Der mindestens eine weitere Sensor kann z.B. eine Lambdasonde, ein Luftdichtesensor, usw. sein. Es ist eine Weiterbildung, dass die Feuchtigkeit des Luft oder Atmosphäre in dem Garraum bestimmbar ist.
Eine relative Feuchtigkeit HR% lässt sich beispielsweise gemäß der Formel
HR% = (p_vap / p_sat)*100 bestimmen. Dabei entspricht p_vap einem Dampfdruck des Wasserdampfs in dem Garraum, während p_sat dem absoluten Druck in dem Garraum entspricht. Der Druck p_sat hängt von der Garraumtemperatur Tg ab und kann aus dem von dem Drucksensor gemessenen Umgebungsluftdruck berechnet werden, z.B. über thermodynamische Tabellen oder Kennlinien oder entsprechende Näherungsformeln.
Ist der weitere Sensor eine Lambdasonde, kann p_vap beispielsweise gemäß p_vap = p_atm x (21 - g_02)/21 berechnet werden, wobei p_atm dem Umgebungsluftdruck und g_02 dem durch die Lambdasonde gemessenen Sauerstoffgehalt entspricht.
Ist der weitere Sensor eine Luftdichtesensor, kann p_vap beispielsweise gemäß p_vap = p_atm (d_m - d_ad) / (d_as - d_ad) berechnet werden, wobei d_m der Dichte der in dem Garraum 2 befindlichen Luftmi- schung, d_ad der Luftdichte trockener Luft und d_as der Luftdichte der mit Wasserdampf saturierten Luft entspricht. d_ad und d_as können aus thermodynamischen Tabellen oder Kennlinien oder Näherungsformeln unter Kenntnis von Temperatur und Luftdruck be- stimmt werden. Die Dichte d_m wird kann beispielsweise durch Messung einer Stromab- sorption eines Garraumgebläses, der Garraumtemperatur und des Umgebungsluftdrucks (der dem Druck in dem Garraum 2 mit ausreichender Genauigkeit entspricht) berechnet werden.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Haushalts- Dampfgargeräts mit einem Garraum und einem außerhalb des Garraums angeordneten Dampferzeugers, bei dem
- mittels eines außerhalb des Garraums angeordneter Drucksensor mindestens ein Messwert eines Umgebungsluftdrucks gemessen wird,
- mittels des gemessenen Umgebungsluftdrucks eine Ziel-Garraumtemperatur so angepasst wird, dass sie um eine vorgegebene Temperaturdifferenz geringer ist als eine zu dem gemessenen Umgebungsluftdruck zugehörige Siedetemperatur von Wasser, und
- in mindestens einer Dampfbehandlungsbetriebsart ein Dampferzeuger zur Abgabe von Dampf in einen Garraum aktiviert wird, bis in dem Garraum eine Ziel- Garraumtemperatur unterhalb einer Siedetemperatur von Wasser vorliegt.
Das Verfahren kann analog zu dem Haushalts-Dampfgargerät ausgebildet werden und ergibt die gleichen Vorteile.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Dampferzeuger in der mindestens einer Dampfbe- handlungsbetriebsart zur Abgabe von Dampf in einen Garraum aktiviert wird, um in dem Garraum die Ziel-Garraumtemperatur zu halten. Dies umfasst insbesondere, dass nach erstmaligem Erreichen der Ziel-Garraumtemperatur aufgrund des eingeleiteten Wasser- dampfs der Dampferzeuger so betrieben wird, dass die Ziel-Garraumtemperatur in dem Garraum für eine gewünschte Zeitdauer gehalten wird, insbesondere mittels einer Rege- lung.
Grundsätzlich braucht sich der Dampferzeuger nicht außerhalb des Garraums zu befin- den, sondern kann z.B. als eine beheizbare Wasserschale ausgebildet sein, die insbe- sondere in einen Boden des Garraums bzw. der Garraumwandung eingelassen oder dort angeordnet ist. 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 ein Haushalts-Dampfgargerät;
Fig.2 zeigt einen möglichen Verfahrensablauf zu Betreiben des Haushalts- Dampfgargeräts; und
Fig.3 zeigt eine Auftragung von während des Verfahrensablaufs auftretende Tempe- raturen.
Fig.1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Haushalts-Dampfgargerät 1. Das Haushalts-Dampfgargerät 1 weist eine Garraum 2 auf, der eine frontseitige Beschi- ckungsöffnung 3 aufweist, die mittels einer Garraumtür 4 verschließbar ist. Dem Garraum 2 können z.B. elektrisch betriebene Heizkörper 5 zugeordnet sein, brauchen es aber nicht. Der Garraum 2 ist zum drucklosen Dampfbehandeln von darin befindlichem Gargut vorgesehen.
Außerhalb des Garraums 2 ist ein z.B. elektrisch heizbarer Dampferzeuger 6 vorhanden, dessen Dampfauslass mit dem Garraum 2 verbunden ist. Wird von dem Dampferzeuger 6 Wasserdampf D erzeugt, strömt dieser in den Garraum 2. Der Garraum 2 ist folglich ge- zielt mit dem Wasserdampf D beaufschlagbar.
Mittels eines Temperatursensors 7, z.B. eines Heizwiderstands vom Typ Pt1000, ist eine Garraumtemperatur Tg in dem Garraum 2 abfühlbar.
Das Haushalts-Dampfgargerät 1 weist ferner eine Steuereinrichtung 8 zu seinem Betrei- ben auf. Die Steuereinrichtung 8 steuert beispielsweise den Betrieb des Dampferzeugers 6, falls vorhanden der Heizkörper 5, usw. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 8 da- zu eingerichtet sein, den Dampferzeugers 6 in Abhängigkeit einer gewählten Dampfbe- handlungsbetriebsart zu steuern, z.B. geeignet zu aktivieren oder zu deaktivieren.
Das Haushalts-Dampfgargerät 1 weist außerdem einen Drucksensor 9 auf, der außerhalb des Garraums 2 angeordnet ist und zum Messen eines Umgebungsluftdruck p_atm vor- gesehen ist. Vorliegend ist der Drucksensor 9 an einer Elektronikplatine 10 angeordnet, welche auch die Steuereinrichtung 8 stellt. Der Drucksensor 9 ist hier als ein barometri- scher MEMS-Sensor ausgebildet, der mit einem integrierten Anpassungsschaltkreis ver- bunden ist oder mit diesem in einem Sensorchip integriert ist.
Die Steuereinrichtung 8 ist mit dem Temperatursensor 7 und dem Drucksensor 9 gekop- pelt und empfängt deren Messwerte. Die Steuereinrichtung 8 ist speziell dazu eingerich- tet, aus dem gemessenen Umgebungsluftdruck p_atm eine druckkorrigierte Siedetempe- ratur Ts (p_atm) von Wasser zu berechnen, z.B. anhand von Tabellen oder Kennlinien. Auch ist sie dazu eingerichtet, aus der berechneten Siedetemperatur Ts eine Ziel- Garraumtemperatur Tg_z gemäß Tg_z = Ts - AT_offset mit AT_offset > 0, z.B. AT_offset = 4°C, einzustellen. Das Haushalts-Dampfgargerät 1 , insbesondere dessen Steuereinrich- tung 8, ist also dazu eingerichtet ist, die Ziel-Garraumtemperatur Tg_z in Abhängigkeit mindestens eines von dem Drucksensor 9 gemessenen Druckmesswerts p_atm anzupas- sen, und zwar hier beispielhaft über eine Berechnung des Siedepunkts Ts.
Die Steuereinrichtung 8 ist ferner dazu eingerichtet, in mindestens einer Dampfbehand- lungsbetriebsart den Garraum 2 auf die Ziel-Garraumtemperatur Tg_z einzustellen, insbe- sondere einzuregeln, und zwar insbesondere nur durch Zugabe des mit der Siedetempe- ratur Ts einströmenden Wasserdampfs D. Die Ziel-Garraumtemperatur Tg_z dient also als ein Sollwert für die Einstellung, insbesondere Regelung, der Garraumtemperatur Tg in dem Garraum 2.
Die Steuereinrichtung 8 ist außerdem zum Steuern eines Kühlgebläses 11 vorgesehen, wobei das Kühlgebläse 1 1 zum Beströmen von Bereichen des Haushalts-Dampfgargeräts 1 außerhalb des Garraums 2 mit kühler Umgebungsluft vorgesehen ist, hier auch zum Überströmen der Elektronikplatine 10 mit der Umgebungsluft.
Das Haushalts-Dampfgargerät 1 kann ferner mindestens einen weiteren Sensor 12 wie eine Lambdasonde aufweisen und dazu eingerichtet sein, mittels des durch den Druck- sensor 9 gemessenen Umgebungsluftdrucks p_atm und mindestens eines durch den mindestens einen weiteren Sensor 12 gemessenen Messwerts eine Feuchtigkeit der Luft im Garraum 2 zu bestimmen. Dazu kann der mindestens eine weitere Sensor 12 mit der Steuereinrichtung 8 verbunden sein, welche auch dazu eingerichtet ist, die Feuchtigkeit zu berechnen.
Fig.2 zeigt einen möglichen Verfahrensablauf zu Betreiben des Haushalts-Dampfgar- geräts 1.
In einem Schritt S1 wird - z.B. nach Beschickung des Garraums 2 mit Gargut und Schlie- ßen der Garraumtür 4 - ein Dampfbehandlungsablauf gestartet.
In einem Schritt S2 wird - bei ausgeschaltetem Kühlgebläse 11 - mittels des Druck- sensors 9 der Umgebungsluftdruck p_atm gemessen.
In einem Schritt S3 wird mittels der Steuereinrichtung 8 der gemessene Umgebungsluft- druck p_atm in eine druckkorrigierte Siedetemperatur Ts umgerechnet.
In einem Schritt S4 wird mittels der Steuereinrichtung 8 aus der berechneten Siedetempe- ratur Ts eine Ziel-Garraumtemperatur Tg_z mit Tg_z = Ts - AT_offset mit z.B. AT_offset = 4°C, berechnet.
In einem Schritt S5 wird mittels der Steuereinrichtung 8 der Dampferzeuger 6 aktiviert, um durch Einlassen von Wasserdampf D in den Garraum 2 die Garraumtemperatur Tg auf die Ziel-Garraumtemperatur Tg_z als Sollwert anzuheben und darauf einzuregeln.
In einem Schritt S6 wird der Dampfbehandlungsablauf oder ein vorliegender Abschnitt des Dampfbehandlungsablauf nach einer vorgegebenen Zeitdauer, durch eine Nutzerhand- lung oder nach Eintritt eines vorgegebenen Ereignisses (z.B. betreffend einen Zustand des Garguts) beendet.
Fig.3 zeigt in einer nicht notwendigerweise maßstabsgetreuen Darstellung während des Verfahrensablaufs oder Dampfbehandlungsablaufs auftretende Temperaturen als Auftra- gung einer Temperatur T in °C gegen eine Zeit, z.B. in Minuten. Dabei sind die Tempera- turen oder Temperaturverläufe für einen eingeschwungenen Zustand gezeigt, bei dem die Ziel-Garraumtemperatur Tg_z durch Zugabe von Wasserdampf D in den Garraum 2 be- reits erreicht worden ist und nun in Schritt S5 die Garraumtemperatur Tg geregelt auf der Ziel-Garraumtemperatur Tg_z gehalten wird.
Die aus dem Atmosphärendruck p_atm berechnete Siedetemperatur Ts wird vor dem Ver- fahrensablauf bestimmt und bleibt somit konstant. Sie kann einen Unsicherheits- oder Fehlerbereich ATs aufweisen, der z.B. durch eine Messungenauigkeit des Drucksensors 9 gegeben ist.
Die durch den Temperatursensor 7 gemessene Garraumtemperatur Tg weist ebenfalls einen Unsicherheits- oder Fehlerbereich ATg auf, der z.B. durch die Messungenauigkeit des Temperatursensors 7 gegeben ist.
Zudem können in der gemessenen Garraumtemperatur Tg Regeloszillationen Osz auftre- ten, die z.B. aufgrund der Regelung der Garraumtemperatur Tg durch kurze Dampfstöße auftreten.
Werden die obigen Effekte im Hinblick auf eine möglichst große Annäherung der Gar- raumtemperatur Tg and die Siedetemperatur Ts berücksichtigt (d.h., dass angenommen wird, dass die Siedetemperatur Ts als innerhalb der Messgenauigkeit des Drucksensors 9 maximal zu hoch berechnet worden ist, die Garraumtemperatur Tg innerhalb der Mess- genauigkeit des Temperatursensors 7 maximal zu niedrig berechnet worden ist und dass Regeloszillationen Osz auftreten), ergibt sich real ein Sicherheitsabstand AT_saf zwi- schen der realen Siedetemperatur Ts und der realen Garraumtemperatur Tg. Der Tempe- ratur-Offset AT_offset ist mit z.B. ca. 4°C so bemessen, dass AT_saf > 0 gilt und ausrei- chend groß ist, um zu verhindern, dass die reale Garraumtemperatur Tg die reale Siede- temperatur Ts erreicht.
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.
Bezuqszeichenliste
1 Haushalts-Dampfgargerät
2 Garraum
3 Beschickungsöffnung
4 Garraumtür
5 Heizkörper
6 Dampferzeuger
7 Temperatursensor
8 Steuereinrichtung
9 Drucksensor
10 Elektronikplatine
1 1 Kühlgebläse
12 Weiterer Sensor
D Wasserdampf
Osz Regeloszillationen der Garraumtemperatur p_atm Umgebungsluftdruck
AT_offset Temperatur-Offset
Tg Garraumtemperatur
ATg Fehlerbereich der Garraumtemperatur
Tg_z Ziel-Garraumtemperatur
Ts Siedetemperatur
ATs Fehlerbereich der Siedetemperatur
AT_saf Sicherheitsabstand
S1-S6 Verfahrensschritte

Claims

Patentansprüche
1. Haushalts-Dampfgargerät (1 ), aufweisend
einen Garraum (2),
einen außerhalb des Garraums befindlichen Dampferzeuger (6), einen Temperatursensor (7) zum Messen einer Garraumtemperatur (Tg), einen Drucksensor (9) und
eine Steuereinrichtung (8), die dazu eingerichtet ist, in mindestens einer Dampfbehandlungsbetriebsart den Garraum (2) auf eine Ziel- Garraumtemperatur (Tg_z), die unterhalb einer Siedetemperatur (Ts) von Wasser liegt, einzustellen und den Dampferzeuger (6) zur Abgabe von Dampf (D) in den Garraum (2) zu aktivieren,
wobei
der Drucksensor (7) außerhalb des Garraums (2) zum Messen eines Umge- bungsluftdruck (p_atm) angeordnet ist und wobei
das Haushalts-Dampfgargerät (1 ) dazu eingerichtet ist, die Ziel- Garraumtemperatur (Tg_z) in Abhängigkeit des Umgebungsluftdrucks (p_atm) anzupassen.
2. Haushalts-Dampfgargerät (1 ) nach Anspruch 1 , wobei das Haushalts-Dampf- gargerät (1 ) dazu eingerichtet ist, aus dem mindestens einen von dem Druck- sensor (7) gemessenen Umgebungsluftdruck (p_atm) eine Siedetemperatur (Ts) von Wasser zu bestimmen und die Ziel-Garraumtemperatur (Tg_z) auf einen Wert anzupassen, der einen vorgegebenen Temperatur-Offset (AT_offset) unterhalb der bestimmten Siedetemperatur (Ts) liegt.
3. Haushalts-Dampfgargerät (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Drucksensor (7) ein Absolutdrucksensor, insbesondere ein barometrischer Drucksensor, ist.
4. Haushalts-Dampfgargerät (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Drucksensor (7) ein MEMS-Sensor ist.
5. Haushalts-Dampfgargerät (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Drucksensor (7) auf einer auch die Steuereinrichtung (8) aufweisenden Elekt- ronikplatine (10) angeordnet ist.
6. Haushalts-Dampfgargerät (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Garraum (2) zum drucklosen Dampfbehandeln von darin befindlichem Gargut vorgesehen ist.
7. Haushalts-Dampfgargerät (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Haushalts-Dampfgargerät (1 ) ein Kühlgebläse (1 1 ) zum Beströmen von Berei- chen des Haushalts-Dampfgargeräts (1 ) außerhalb des Garraums (2) mit Umge- bungsluft aufweist und dazu eingerichtet ist, den Umgebungsluftdruck (p_atm) zu messen, wenn das Kühlgebläse (11 ) ausgeschaltet ist.
8. Haushalts-Dampfgargerät (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Haushalts-Dampfgargerät (1 ) ein Kühlgebläse zum Beströmen von Bereichen des Haushalts-Dampfgargeräts (1 ) außerhalb des Garraums (2) mit Umgebungs- luft aufweist und dazu eingerichtet ist, eine Lüfterdrehzahl anhand des von dem Drucksensor (9) gemessenen Umgebungsluftdrucks (p_atm) einzustellen.
9. Haushalts-Dampfgargerät (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Temperatur-Offset (AT_offset) zwischen 3°C und 5°C liegt, insbesondere 4°C beträgt.
10. Haushalts-Dampfgargerät (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Haushalts-Dampfgargerät (1 ) dazu eingerichtet ist, im Rahmen eines Selbst- tests
den Dampferzeuger (6) mit maximaler Leistung zu betreiben;
in einem Gleichgewichtszustand der Garraumtemperatur (Tg) die Garraum- temperatur (Tg) mittels des Temperatursensors (7) zu ermitteln, mittels des Drucksensors (9) eine Siedetemperatur (Ts) zu bestimmen und mindestens eine Aktion auszulösen, falls ein Unterschied zwischen der Gar- raumtemperatur (Tg) und der Siedetemperatur (Ts) einen vorgegebenen
Schwellwert überschreitet.
1 1 . Haushalts-Dampfgargerät (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Haushalts-Dampfgargerät (1 ) mindestens einen weiteren Sensor (12) aufweist und dazu eingerichtet ist, mittels mindestens eines durch den Drucksensor (7) ge- messenen Umgebungsluftdrucks (p_atm) und mindestens eines durch den min- destens einen weiteren Sensor (12) gemessenen Messwerts eine Feuchtigkeit zu bestimmen.
12. Verfahren (S1-S6) zum Betreiben eines Haushalts-Dampfgargeräts (1 ) mit einem Garraum (2) und einem außerhalb des Garraums (2) angeordneten Dampferzeu- gers (6), bei dem
mittels eines außerhalb des Garraums (2) angeordneter Drucksensor (7) min- destens ein Umgebungsluftdruck (p_atm) gemessen wird (S2),
mittels des gemessenen Umgebungsluftdrucks (p_atm) eine Ziel- Garraumtemperatur (Tg_z) eines Garraums (2) so angepasst wird, dass sie um einen vorgegebenen Temperatur-Offset (AT_offset) geringer ist als eine zu dem gemessenen Umgebungsluftdruck (p_atm) zugehörige Siedetemperatur (Ts) von Wasser (S3, S4), und
in mindestens einer Dampfbehandlungsbetriebsart ein Dampferzeuger (6) zur Abgabe von Wasserdampf (D) in dem Garraum (2) aktiviert wird, bis in dem
Garraum (2) die Ziel-Garraumtemperatur (Tg_z) vorliegt (S5).
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