EP2860458A1 - Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts in Form eines Kombidämpfers und Gargerät zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts in Form eines Kombidämpfers und Gargerät zur Durchführung des Verfahrens Download PDF

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EP2860458A1
EP2860458A1 EP20130188601 EP13188601A EP2860458A1 EP 2860458 A1 EP2860458 A1 EP 2860458A1 EP 20130188601 EP20130188601 EP 20130188601 EP 13188601 A EP13188601 A EP 13188601A EP 2860458 A1 EP2860458 A1 EP 2860458A1
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EP
European Patent Office
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cooking
cooking chamber
temperature
volume flow
time
Prior art date
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EP20130188601
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English (en)
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EP2860458B1 (de
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Peter Helm
Dirk Ruhe
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MKN Maschinenfabrik Kurt Neubauer GmbH and Co KG
Original Assignee
MKN Maschinenfabrik Kurt Neubauer GmbH and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • 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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a cooking appliance in the form of a combi steamer and to such a cooking appliance for carrying out the method.
  • Modern combi steamer have a cooking chamber, a heater, at least one fan for circulating the cooking chamber existing in the cooking chamber, at least one temperature sensor, a control or regulating device and a device for introducing water of an adjustable volume flow, which is directed to the fan and means fine distribution is converted into steam.
  • Combi steamer are convection ovens with an additional steam generating unit.
  • the device actuators such as the heater, the fan, the water introduction device, etc.
  • the steam generating units have two different technologies and embodiments.
  • a first embodiment consists of a steam generator arranged outside the cooking chamber. The steam is generated outside the cooking chamber and fed via a pipe to the cooking chamber. By means of suitable measuring means the amount of steam is regulated.
  • the other, second embodiment comprises the so-called. Direct steam generation in the cooking chamber.
  • liquid water is introduced into the cooking chamber via a line and then fed to the fan or its fan wheel in the cooking chamber.
  • the fan wheel shreds the impinging drops of water so much that they evaporate in the hot oven air.
  • the amount of steam produced compared to the steam generation outside the cooking chamber is lower. As a result, there may be quality problems with the cooking medium when starting a cooking process or cooking process.
  • a continuous flow of water to the fan wheel or impeller must occur during cooking in the cooking / steaming mode.
  • this flow is between 10 and 30 liters per hour, depending on the size and type of appliance.
  • This volume flow value is a compromise of desired cooking quality and as far as possible reduced energy consumption.
  • a small volumetric flow automatically means lower energy consumption, since the injected water volume flow must be heated to 100 ° C, which corresponds to the common temperature value in the cooking chamber in the "cooking / steaming" operating mode.
  • the present invention is therefore an object of the invention to provide a method for operating a cooking appliance in the form of a combi steamer, with which the above-mentioned disadvantages are overcome and both the quality requirements sufficient cooking mode "cooking / steaming" and a corresponding reduction of Energy expenditure for the production of water vapor in the cooking chamber is achieved.
  • the inventive method is characterized in that at the beginning of the cooking process in the "steaming" a dependent of the respective type of device predetermined water volume flow is guided in the cooking chamber on the fan, and that due to the detected by means of the temperature sensor cooking chamber temperature, the control or regulating a Time determined after the expiration of the water flow rate is reduced or reduced.
  • the temperature is usually lower than the setpoint temperature. This is also the case when the cooking appliance is preheated.
  • the power of the heater is known, it can be empirically determined by experiments, but also theoretically, what degree of loading is present in the cooking chamber at a determined temperature rise. More specifically, it is determined a heat capacity of the food in the cooking chamber, and, since the food is usually mainly made of water, this heat capacity corresponds to the load.
  • a lower load means a lower heat capacity of the added food. The actual temperature rises faster to the setpoint than at a higher load. In conclusion, therefore, from the increase, the heat capacity of the loaded food can be determined, and therefore, with a known type of cooking, the amount of food to be cooked.
  • the present invention thus comprises an embodiment in which it is determined in the device control or device software that the slope of the temperature increase is determined and certain slope values (the time derivative of the temperature dT / dt) correspond to a loading state.
  • the following table is given by way of example. Time increase in temperature dT / dt Category Degree of loading Time for input water volume flow Duration for high volume flow 0.5 K / s - 0.4 K / s 1 2 minutes 0.4 K / s - 0.3 K / s 2 4 minutes 0.3 K / s - 0.2 K / s 3 6 minutes
  • the above table shows the determination of the degree of loading as a function of the temperature increase in the cooking chamber at the beginning of the cooking process.
  • the time duration depending on the loading amount can be determined such that the temporal change of the temperature determined over a certain period of time dT / dt in the cooking chamber. This determination can, with knowledge of the existing degree of loading, be determined for certain food items by appropriate cooking experiments.
  • the loading amount can be determined by how long it takes until the imprompertaur is available again in the oven. With a nearly empty cooking space, this may be reached again in a few seconds after loading, whereas it can take several minutes at full load.
  • the prerequisite is that the temperature sensor is arranged in the cooking chamber in the vicinity of the cooking products, e.g. at the oven wall close to the food.
  • the present invention also includes the alternative solution that corresponds to the length of time that elapses after loading the cooking chamber with food to reach the target temperature of the cooking process.
  • the match can then be determined and is lowered from there the water flow rate.
  • the reduction of the water volume flow does not take place in one stage or in one step, but in several steps.
  • the degree of reduction in the case of small steps is correspondingly lower, in which case ideally an at least section-wise linear lowering of the water volume flow is conceivable.
  • the type of cooking product or its physical state property can be determined on the basis of the detected temperature profile, and the result in the time duration calculation can be taken into account for the reduction of the water volume flow. Namely, there are significant differences in the case of a room temperature having food in contrast to a frozen food.
  • the water volume flow is particularly reduced. This is possible because of the Thawing the frozen food from the food a significant amount of water is discharged itself.
  • the steps of reducing the water volume flow can be of different lengths and determined as a function of the measured cooking chamber temperature.
  • the degree of reduction of the water volume flow in dependence on the temperature profile in the cooking chamber is determined by the control or regulating device.
  • the amount of reduction can be made smaller than at a low load advantageously at a large load, ie a low value dT / dt or a long time to reach the target temperature.
  • the present invention also includes a cooking appliance capable of and capable of carrying out a method according to any one of claims 1 to 10.
  • the temperature sensor at a large distance from the heater, preferably arranged on the heater opposite wall of the cooking chamber, so that, contrary to the prior art, the adverse effects of a neighboring heater on the temperature sensor, which then substantially the temperature of the heater and not detected the temperature in the oven, be avoided.
  • the actual temperature can be detected in the oven.
  • control or regulating device detects the time course of the temperature rise in the cooking chamber after charging and determines or determines therefrom the time duration until the reduction of the water volume flow.
  • control or regulating device determines from the comparison between the current cooking chamber temperature and the setpoint temperature of the cooking process when a reduction of the water volume flow takes place and sends a corresponding signal to a water supply valve.
  • Fig. 1a a temperature-time diagram is shown with a curve 10, which represents the temperature in the cooking chamber over time.
  • the curve 10 forms the temperature profile in the cooking chamber when feeding with frozen food. It is preheated to 100 ° C and injected with 25 l / h volume flow of water before the food is fed into the oven.
  • the cooking chamber door is opened for the loading of food, so that the temperature drops abruptly in the oven, as the curve section 12 represents.
  • Frozen food is introduced in the period between t 1 and t 2 and closed the cooking chamber. Due to the frozen food then decreases in the period t 2 to t 3 despite further heating by the cooking device, the temperature according to curve section 14 on.
  • the temperature measurement in the cooking chamber determines at time t 3 that a further decrease in the temperature is omitted and a slow rise in temperature, due to the thawing process of the frozen food begins, as the curve section 16 shows.
  • the curve 10 is shorter in the range t 2 to t 3 and significantly steeper in the range t 4 to t 5 .
  • Fig. 1b a graph showing the water volume flow V ⁇ in l / h over the time t in minutes, the time axes of Fig. 1b and Fig. 1a are identical. This results in a corresponding curve 30 of the volume flow V ⁇ for generating a corresponding amount of steam in the cooking chamber with frozen food to be cooked.
  • the water volume flow V ⁇ is interrupted at time t 1 by opening the cooking chamber door and after loading and closing the cooking chamber door at time t 2 , the initially large water volume flow of 25 l / h is continued until time t 3 . Since the cooking appliance has recognized that it is frozen food, according to the invention at time t 3, the water volume flow V ⁇ is significantly reduced, in the example of 25 l / h to 15 l / h. This amount is continued until shortly after the time t 5 , the time t 6 by the cooking space temperature has reached the target temperature T soll , after which the water volume flow V ⁇ is further significantly reduced, in the example to 10 l / h.
  • the supply of the water volume flow is interrupted at the end of the cooking process at time t END .
  • Fig. 2a shows a temperature-time diagram with the curves 1 and 2 and the Fig. 2b also shows two curves 1 and 2 in a water volume flow time diagram.
  • the curve 1 shows a load with a small amount of food
  • the curve 2 shows the temperature profile when loaded with a large amount of food.
  • the curve 2 of the water volume flow V ⁇ drops below the curve 1, because the larger load further lowers the oven temperature.
  • the curve 2 shows a shallower rise and needed until the time t 5 to reach the temperature T soll .
  • Fig. 2c is an idealized curve of a substantially linear reduction of Beschwadungsmenge shown.
  • the amount of food is determined as described.
  • Beschwadungsaku the amount of water supplied is lowered in small steps from the maximum to the minimum volume flow. Due to the essentially linear behavior, the disturbing influences on the regulation of the cooking process are minimized, so that in comparison with curves 1 and 2 in FIG Fig. 2b essentially linear Reduzierverrise the curves 1 and 2 zwichen t 3 and t 4 or t 5 and t 6 result.
  • a simple input option for example in a touch-sensitive field, the selection of frozen food by the user.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts in Form eine Kombidämpfers, welches einen Garraum, eine Heizeinrichtung, wenigstens einen Lüfter zur Umwälzung der in dem Garraum vorhandenen Garraumatmosphäre, wenigstens einen Temperatursensor, eine Steuer- oder Regeleinrichtung und eine Einrichtung zum Einbringen von Wasser eines einstellbaren Volumenstroms welcher auf den Lüfter gerichtet wird und mittels feiner Verteilung in Dampf umgewandelt wird, aufweist. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass zu Beginn des Garprozesses in der Betriebsart "Kochen/Dämpfen" ein vom jeweiligen Gerätetyp abhängiger vorbestimmter Wasservolumenstrom in den Garraum auf das Lüfterrad geführt wird, und dass in Abhängigkeit der mittels des Temperatursensors erfassten Garraumtemperatur die Steuer- oder Regeleinrichtung eine Zeitdauer ermittelt, nach deren Ablauf der Wasservolumenstrom erniedrigt bzw. reduziert wird. Die Erfindung betrifft auch ein Gargerät zur Durchführung des Verfahrens.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts in Form eines Kombidämpfers sowie ein solches Gargerät zur Durchführung des Verfahrens.
  • Moderne Kombidämpfer weisen einen Garraum, eine Heizeinrichtung, wenigstens einen Lüfter zur Umwälzung der in dem Garraum vorhandenen Garraumatmosphäre, wenigstens einen Temperatursensor, einen Steuer- oder Regeleinrichtung und eine Einrichtung zum Einbringen von Wasser eines einstellbaren Volumenstroms auf, welche auf den Lüfter gerichtet wird und mittels feiner Verteilung in Dampf umgewandelt wird.
  • Kombidämpfer sind Heißumluftöfen mit einer zusätzlichen Dampferzeugungseinheit. In der Regel werden mit Hilfe von elektronischen Steuerungen die Geräteaktoren, wie die Heizeinrichtung, die Lüfter, die Wassereinbringeinrichtung, etc., gesteuert bzw. geregelt. Bei den Dampferzeugungseinheiten bzw. -einrichtungen gibt es zwei unterschiedliche Technologien und Ausführungsformen. Eine erste Ausführungsform besteht aus einem außerhalb des Garraums angeordneten Dampferzeuger. Der Dampf wird außerhalb des Garraums erzeugt und über eine Rohrleitung dem Garraum zugeführt. Mittels geeigneter Messmittel wird die Dampfmenge reguliert.
  • Die andere, zweite Ausführungsform umfasst die sog. Direktdampferzeugung im Garraum. Dabei wird flüssiges Wasser in den Garraum über eine Leitung eingeführt und dann dem Lüfter bzw. dessen Ventilatorrad im Garraum zugeführt. Das Ventilatorrad zerkleinert durch seine Rotation die auftreffenden Wassertropfen so weit, dass diese in der heißen Ofenluft verdampfen.
  • Bei der direkten Dampferzeugung im Garraum ist die produzierte Dampfmenge gegenüber der Dampferzeugung außerhalb des Garraums geringer. Dadurch kann es beim Start eines Garvorganges bzw. Garprozesses Qualitätsprobleme mit dem Garmedium geben.
  • Bei der Ausführungsform der direkten Dampferzeugung muss während des Garvorgangs in der Betriebsart "Kochen/Dämpfen" ein kontinuierlicher Wasservolumenstrom auf das Ventilatorrad bzw. Lüfterrad erfolgen. Bei Geräten, die für den Einsatz in Großküchen bestimmt sind, liegt dieser Volumenstrom zwischen 10 und 30 Litern pro Stunde, je nach Gerätegröße und -art. Dieser Volumenstromwert ist ein Kompromiss aus gewünschter Garqualität und so weit wie möglich reduziertem Energieverbrauch. Ein kleiner Volumenstrom bedeutet automatisch einen geringeren Energieverbrauch, da der eingespeiste Wasservolumenstrom auf 100 °C erhitzt werden muss, was dem geläufigen Temperaturwert im Garraum in der Betriebsart "Kochen/Dämpfen" entspricht.
  • Ein zusätzlicher Energiebedarf ergibt sich aus der Umwandlung des Aggregatszustands des Wassers von dem flüssigen Zustand in den dampfförmigen Zustand, aufgrund der Verdampfungsenthalpie des Wassers. Bei zu geringem Wasservolumenstrom steigt der Dampfgehalt in der Garatmosphäre im Garraum im Verhältnis zur steigenden Temperatur zu langsam an. Dies bringt den negativen Effekt mit sich, dass empfindliche Gargüter, wie Blumenkohl, Broccoli, etc., durch eine Austrocknung beschädigt werden, was zu einem nicht zufriedenstellenden Garergebnis führt.
  • Erhöht man den Wasservolumenstrom, um das Problem zu vermeiden, muss sehr viel Energie für die Erwärmung und Verdampfung des Wassers aufgewendet werden. Jeder weiß, wie lange es dauert und damit welcher Energieaufwand notwendig ist, beispielsweise eine größere Menge Spaghetti in einem 10-Liter-Kochtopf zu kochen, wobei aufgrund des Aggregatszustands "flüssig" der Energiebedarf für die Verdampfungsenthalpie noch unberücksichtigt bleibt.
  • Der Energieaufwand am Beginn des Garprozesses muss zwar in Kauf genommen werden, im weiteren Verlauf des Garvorganges ist jedoch der Energieeintrag unnötig, da die Garraumatmosphäre gesättigt ist und die Garprodukte ausreichend Wasserdampf aufgenommen haben. Geräte dieses Standes der Technik verschwenden Energie, weil Wasser unnötig erwärmt wird, welches dann ungenützt durch das Gerät läuft und zum Abwassernetz geführt wird.
  • Obwohl moderne Kombidämpfer Feuchtemesseinrichtungen aufweisen, um die Garraumfeuchte zu bestimmen, können diese bei der Betriebsart "Dämpfen" jedoch nicht verwendet werden, weil bei dieser Betriebsart Messfehler auftreten, die für diese Garart zu groß sind. Bei der Garart "Dämpfen" muss die Garraumatmosphäre zu 100 % mit Wasserdampf gesättigt sein, weil schon geringste verbleibende Luftmengen Qualitätseinbußen beim Garprodukt zur Folge haben. Die vorhandenen Messsysteme für die Feuchte, die bei hohen Verschmutzungen und bis zu 300 °C Temperatur betrieben werden können und dennoch wirtschaftlich sind, können die Feuchte im Bereich von 98% bis 100% gesättigter Garraumatmosphäre nicht hinreichend genau bestimmen. Deshalb wird bei den Kombidämpfern des Standes der Technik in der Betriebsart "Dämpfen" kontinuierlich Wasser hinzugegeben.
  • Um diese Nachteile zu überwinden, hat die Patentanmelderin vorstehender Patentanmeldung eine Wasserdosiertechnologie entwickelt, welche gemäß EP 1 687 570 B1 geschützt wurde. Diese Technologie ermöglicht es, den Volumenstrom unabhängig vom Leitungsdruck zuverlässig und einfach zu verändern. Der Patentanmelder hat dies genutzt, um zu Beginn des Garvorgangs einen höheren Volumenstrom einzubringen und diesen zu einem späteren Zeitpunkt wieder zu erniedrigen. Der zum Anmeldezeitpunkt der EP 1 687 570 B1 existierende Stand der Technik war nicht in der Lage einen Volumenstrom während des Garvorgangs zu verändern.
  • Es hat sich jedoch herausgestellt, dass die zeitliche feste Umschaltung von einem hohen Volumenstrom auf einen niedrigeren Volumenstrom und ggf. nochmals zu einem noch niedrigeren Volumenstrom zwar erhebliche Vorteile hat, jedoch auch Nachteile mit sich bringt. Die zeitliche Abstufung bzw. Reduzierung kann gemäß diesem Stand der Technik nur für ein Produkt und vor allem nur für einen Beladungszustand des Gargeräts optimiert werden. Bei anderen abweichenden Beladungszuständen wird der Volumenstrom entweder zu früh oder zu spät geändert. Dies führt zu dem Ergebnis, dass wenn zu früh umgeschaltet wurde, sich ein Qualitätsproblem bei dem Gargut ergab, und wenn zu spät umgeschaltet wurde, eine entsprechende Energieverschwendung auftrat.
  • Eine naheliegende Lösung für das oben genannte Problem derart, dass der Bediener die Beladungsmenge in die elektronische Gerätesteuerung eingibt, ist nicht praxistauglich. Das Fehlbedienungsrisiko ist zu groß, so dass das Qualitätsproblem nicht behoben wird.
  • Alternativ könnte angedacht werden, ein Wiegesystem für das Gargut im Gerät zu integrieren. Derartige Einrichtungen sind jedoch technisch sehr aufwendig und damit entsprechend teuer, da im Garraum Temperaturen bis 300 °C herrschen und der Garraum dampfdicht zu seiner Umgebung sein muss. Entsprechend aufwendig ist auch deshalb das Abdichten der Leitungen zum Wiegesystem bzw. dessen Sensoren. Außerdem können derartige Zusatzeinrichtungen kaputtgehen nicht zuletzt deswegen, weil mit den Geräten auch grob umgegangen wird. Derart robuste Einrichtungen sind somit entsprechend teuer.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts in Form eines Kombidämpfers zu schaffen, mit dem die oben genannten Nachteile überwunden werden und sowohl ein den Qualitätsansprüchen genügendes Garen der Betriebsart "Kochen/Dämpfen" als auch eine entsprechende Reduzierung des Energieaufwands für das Erzeugen von Wasserdampf im Garraum erreicht wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass zu Beginn des Garprozesses in der Betriebsart "Dämpfen" ein vom jeweiligen Gerätetyp abhängiger vorbestimmter Wasservolumenstrom in den Garraum auf das Lüfterrad geführt wird, und dass aufgrund der mittels des Temperatursensors erfassten Garraumtemperatur die Steuer- oder Regeleinrichtung eine Zeitdauer ermittelt, nach deren Ablauf der Wasservolumenstrom erniedrigt bzw. reduziert wird.
  • Dadurch wird erreicht, dass einerseits sowohl ausreichend Wasserdampf am Beginn des Garprozesses im Garraum vorliegt und ein Austrocknen des Garguts verhindert wird als auch andererseits bei Erreichen der gewünschten gesättigten Garraumatmosphäre der Wasservolumenstrom erniedrigt bzw. reduziert wird, so dass eine entsprechende Energieeinsparung verwirklicht wird.
  • Beim Start eines Garprogramms liegt die Temperatur in der Regel niedriger als die Soll-Temperatur. Dies ist auch dann der Fall, wenn das Gargerät vorgeheizt ist. Durch den Beschickungsvorgang entweicht nach Öffnen der Garraumtür die heiße Garraumluft schlagartig und das kalte Gargut senkt die Temperatur im Garraum zusätzlich. Da die Leistung der Heizeinrichtung bekannt ist, kann empirisch durch Versuche, aber auch theoretisch bestimmt werden, welcher Beladungsgrad im Garraum bei einem ermittelten Temperaturanstieg vorliegt. Genauer gesagt, es wird eine Wärmekapazität des Garguts im Garraum ermittelt, und, da das Gargut in der Regel hauptsächlich aus Wasser besteht, entspricht diese Wärmekapazität der Beladungsmenge. Eine geringere Beladung bedeutet eine geringere Wärmekapazität des hinzugekommenen Gargutes. Die Ist-Temperatur steigt schneller auf auf den Sollwert als bei einer höheren Beladung. Im Rückschluss lässt sich deshalb aus dem Anstieg die Wärmekapazität des beschickten Gargutes bestimmen, und deshalb, bei bekannter Gargutart, die beschickte Gargutmenge.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst somit eine Ausführungsform bei der in der Gerätesteuerung bzw. Gerätesoftware festgelegt wird, dass die Steigung der Temperaturerhöhung ermittelt wird und bestimmte Steigungswerte (die zeitliche Ableitung der Temperatur dT/dt) einem Beladungszustand entsprechen. Beispielhaft ist folgende Tabelle angegeben.
    Zeitlicher Temperaturanstieg dT/dt Kategorie Beladungsgrad Zeitdauer für Eingangs-Wasservolumenstrom Zeitdauer für hohen Volumenstrom
    0,5 K/s - 0,4 K/s 1 2 Minuten
    0,4 K/s - 0,3K/s 2 4 Minuten
    0,3 K/s - 0,2 K/s 3 6 Minuten
  • Die vorstehende Tabelle zeigt die Bestimmung des Beladungsgrades in Abhängigkeit der gemäß der Temperaturerhöhung im Garraum zu Beginn des Garvorganges.
  • Erfindungsgemäß kann in einer Ausführungsform die Zeitdauer in Abhängigkeit der Beladungsmenge derart ermittelt werden, dass die zeitliche Änderung der Temperatur über einen bestimmten Zeitabschnitt dT/dt im Garraum ermittelt wird. Diese Ermittlung kann, unter Kenntnis des vorhandenen Beladungsgrades, für bestimmte Gargüter durch entsprechende Garversuche festgelegt werden.
  • Alternativ kann auch die Beladungsmenge dadurch bestimmt werden, wie lange es dauert, bis im Garraum wieder die Solltempertaur vorhanden ist. Bei einem fast leeren Garraum mag das in wenigen Sekunden nach dem Beschicken wieder erreicht sein, wohingegen es bei voller Beladung mehrere Minuten dauern kann. Die Vorraussetzung ist, dass der Temperaturfühler im Garraum in der Nähe der Garprodukte angeordnet wird, z.B. an der Ofenwand in Gargutnähe.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst auch die alternative Lösung, dass die Zeitdauer der Zeit entspricht, die nach Beschicken des Garraums mit Gargut bis zum Erreichen der Soll-Temperatur des Garprozesses verstreicht. Beim Vergleich der Soll-Temperatur mit der gemessenen Ist-Temperatur kann dann die Übereinstimmung festgestellt werden und wird ab da der Wasservolumenstrom erniedrigt.
  • Weiterhin ist vorteilhaft, dass die Reduzierung des Wasservolumenstroms nicht in einer Stufe oder in einem Schritt erfolgt, sondern in mehreren Schritten. Das Maß der Reduzierung bei kleinen Stufen ist entsprechend geringer, wobei im Idealfall ein zumindest abschnittsweises lineares Absenken des Wasservolumenstroms vorstellbar ist.
  • Mit Vorteil kann gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren anhand des erfassten Temperaturverlaufs die Gargutart bzw. dessen physikalische Zustandseigenschaft ermittelt werden und das Ergebnis bei der Zeitdauerberechnung für die Reduzierung des Wasservolumenstroms berücksichtigt werden. Es ergeben sich nämlich erhebliche Unterschiede für den Fall eines Zimmertemperatur aufweisenden Garguts im Gegensatz zu einem gefrorenen Gargut.
  • Vorteilhafterweise wird nach Ermittlung eines gefrorenen Garguts, was aufgrund des charakteristischen Temperaturverlaufs im Garraum festgestellt werden kann, der Wasservolumenstrom besonders stark reduziert. Dies ist deshalb möglich, weil beim Auftauen des gefrorenen Garguts vom Gargut eine deutliche Menge an Wasser selbst abgegeben wird.
  • Wie oben ausgeführt, kann beim Öffnen der Garraumtür nicht verhindert werden, dass die darin befindliche heiße Garatmosphäre schlagartig den Garraum verlässt, so dass erfindungsgemäß nach einem solchen Öffnen der Garraumtür das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 wiederholt wird und zwar mit den vorher bestimmten Werten.
  • Vorteilhafterweise können die Schritte der Reduzierung des Wasservolumenstroms unterschiedlich lang sein und in Abhängigkeit der gemessenen Garraumtemperatur bestimmt werden.
  • Weiterhin ist vorteilhaft, dass das Maß der Reduzierung des Wasservolumenstroms in Abhängigkeit des Temperaturverlaufs im Garraum durch die Steuer- oder Regeleinrichtung ermittelt wird.
  • Weiterhin kann vorteilhaft bei einer großen Beladungsmenge, also einem niedrigen Wert dT/dt oder einer langen Zeitdauer bis zum Erreichen der Soll-Temperatur, das Maß der Reduzierung geringer vorgenommen wird als bei einer niedrigen Beladung.
  • Weiterhin ist es sinnvoll, die zeitliche Umschaltung der Volumenströme in Abhängigkeit der Art der Garprodukte vorzunehmen. Dabei ist besonders von Vorteil, wenn das Gerät selbst erkennen kann, um welche Produktart es sich handelt. Z. B. kann man bei tiefgefrorenen Lebensmitteln schon sehr früh den Volumenstrom reduzieren, weil die Produkte durch das anhaftende Eis Wasser mitbringen. Dieses anhaftende Wasser schützt das Gargut vor einer anfänglichen trockenen Ofenatmosphäre. Tiefgefrorene Garprodukte haben einen charakteristischen Temperaturverlauf, der dadurch bestimmt wird, dass große Produktmengen einen besonders starken Temperaturabfall aufweisen, der für eine erhebliche Gardauer sehr niedrig ist und erst dann schneller ansteigt, wenn das Eis geschmolzen ist. Physikalisch ist das der Effekt der Schmelzethalpie. Gerade bei diesen Produkten ist eine energetische Entlastung der Heizeinrichtung besonders vorteilhaft, da die Heizleistung benötigt wird, um das Gargut zu erhitzen.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein Gargerät, das in der Lage und geeignet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.
  • Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß der Temperatursensor in großem Abstand zur Heizeinrichtung, vorzugsweise an der der Heizeinrichtung gegenüberliegenden Wand des Garraums angeordnet, so dass, entgegen dem Stand der Technik, die nachteiligen Effekte einer benachbarten Heizeinrichtung auf den Temperatursensor, der dann im Wesentlichen die Temperatur der Heizung und nicht die Temperatur im Garraum erfasst, vermieden werden. Somit kann die tatsächliche Temperatur im Garraum erfasst werden.
  • Vorteilhafterweise erfasst die Steuer- oder Regeleinrichtung den zeitlichen Verlauf des Temperaturanstiegs im Garraum nach Beschickung und ermittelt bzw. bestimmt daraus die Zeitdauer bis zur Reduktion des Wasservolumenstroms.
  • Alternativ ergibt sich ebenfalls ein großer Vorteil, dass die Steuer- oder Regeleinrichtung aus dem Vergleich zwischen aktueller Garraumtemperatur und Soll-Temperatur des Garprozesses bestimmt, wann eine Reduzierung des Wasservolumenstroms erfolgt und ein entsprechendes Signal an ein Wasserzuführventil sendet.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Darin zeigt:
    • Fig. 1a
    ein Temperatur-Zeit-Diagramm mit einer Temperaturkurve im Garraum am Beispiel von gefrorenem Gargut;
    Fig. 1b
    ein Volumenstrom-Zeit-Diagramm mit identischer Zeitachse zu Fig. 1a und dem Kurvenverlauf des zugeführten Wasservolumenstroms;
    Fig. 2a
    ein Temperatur-Zeit-Diagramm mit dem Temperaturkurvenverlauf 1 für geringe Beladung und dem Temperaturkurvenverlauf 2 für große Beladung;
    Fig. 2b
    ein Volumenstrom-Zeit-Diagramm mit einem Kurvenverlauf 1 für geringe Beladung und einem Kurvenverlauf 2 für große Beladung mit den entsprechenden Volumenstromreduzierungen zu bestimmten Zeitpunkten; und
    Fig. 2c
    ein Volumenstrom-Zeit-Diagramm mit gegenüber Fig. 2b linearisierten Verläufen der Volumenstromreduktion der beiden Kurvenverläufe 1 und 2.
  • In Fig. 1a ist ein Temperatur-Zeit-Diagramm dargestellt mit einem Kurvenverlauf 10, der die Temperatur im Garraum über die Zeit darstellt. Die Kurve 10 bildet den Temperaturverlauf im Garraum bei der Beschickung mit gefrorenem Gargut. Dabei wird auf 100°C vorgeheizt und mit 25 l/h Volumenstrom Wasser eingespritzt, bevor das Gargut in den Garraum beschickt wird.
  • Zum Zeitpunkt t1 wird die Garraumtür geöffnet für die Beschickung von Gargut, so dass die Temperatur im Garraum schlagartig abfällt, wie das der Kurvenabschnitt 12 darstellt. Im Beispielsfalle von Fig. 1a wird gefrorenes Gargut im Zeitraum zwischen t1 und t2 eingebracht und die Garraumtür geschlossen. Durch das gefrorene Gargut sinkt anschließend im Zeitraum t2 bis t3 trotz weiterer Aufheizung durch das Gargerät die Temperatur gemäß Kurvenabschnitt 14 weiter ab. Die Temperaturmessung im Garraum stellt zum Zeitpunkt t3 fest, dass ein weiteres Absinken der Temperatur unterbleibt und ein langsames Ansteigen der Temperatur, bedingt durch den Auftauprozess des gefrorenen Garguts beginnt, wie der Kurvenabschnitt 16 zeigt. Ab dem Zeitpunkt t4 ist der Auftauprozess ersichtlich abgeschlossen und eine deutlich schnellere Erwärmung des Garraums erfolgt im Kurvenabschnitt 18 zwischen den Zeitpunkten t4 und t5. Danach nähert sich der Temperaturverlauf schnell dem gewünschten Sollwert Tsoll von 100°C, wie der Kurvenabschnitt 20 zeigt. Dieser wird bis zum Ende des Garprozesses zum Zeitpunkt tEND beibehalten.
  • Bei einem Gargut, dass mit Umgebungstemperatur oder nur leicht gekühlt eingestzt wird, verläuft die Kurve 10 im Bereich t2 bis t3 kürzer und im Bereich t4 bis t5 deutlich steiler.
  • In Fig. 1b, auf die nunmehr Bezug genommen wird und die in Zusammenhang mit Fig. 1a gebracht wird, ist ebenfalls ein Diagramm dargestellt, das den Wasservolumenstrom V̇ in l/h über die Zeit t in Minuten angibt, wobei die Zeitachsen von Fig. 1b und Fig. 1a identisch sind. Es ergibt sich somit ein entsprechender Kurvenverlauf 30 des Volumenstroms V̇ zum Erzeugen einer entsprechenden Dampfmenge im Garraum bei eingebrachtem gefrorenen Gargut.
  • Der Wasservolumenstrom V̇ wird zum Zeitpunkt t1 durch Öffnen der Garraumtür unterbrochen und nach Beschicken und Schließen der Garraumtür im Zeitpunkt t2 wird der anfangs große Wasservolumenstrom von 25 l/h bis zum Zeitpunkt t3 fortgesetzt. Da das Gargerät erkannt hat, dass es sich um gefrorenes Gargut handelt, wird erfindungsgemäß zum Zeitpunkt t3 der Wasservolumenstrom V̇ deutlich reduziert, im Beispielsfalle von 25 l/h auf 15 l/h. Diese Menge wird bis kurz nach dem Zeitpunkt t5, dem Zeitpunkt t6 fortgesetzt, indem die Garraumtemperatur die Solltemperatur Tsoll erreicht hat, wonach der Wasservolumenstrom V̇ weiter deutlich reduziert wird, im Beispielsfalle auf 10 l/h. Die Zufuhr des Wasservolumenstroms wird am Ende des Garprozesses zum Zeitpunkt tEND unterbrochen.
  • Nachfolgend wird auf die beiden Diagramme gemäß Fig. 2a und 2b Bezug genommen. Die Fig. 2a zeigt ein Temperatur-Zeit-Diagramm mit den Kurvenverläufen 1 und 2 und die Fig. 2b zeigt ebenfalls zwei Kurvenverläufe 1 und 2 in einem Wasser-volumenstrom-Zeit-Diagramm.
  • Zum Zeitpunkt t1 wird die Garraumtür geöffnet und die Temperatur im Garraum sinkt schlagartig ab während der Beschickung, wobei zum Zeitpunkt t2 bei der Wiederaufnahme des Heizens sich Unterschiede in den Kurvenverläufen 1 und 2 aus folgenden Gründen ergeben.
  • Der Kurvenverlauf 1 zeigt eine Beladung mit geringer Gargutmenge, wohingegen der Kurvenverlauf 2 den Temperaturverlauf bei Beschickung mit großer Gargutmenge zeigt. Nach Beschicken sinkt deshalb die Kurve 2 des Wasservolumenstroms V̇ unter die Kurve 1, weil die größere Beladung die Garraumtemperatur weiter absenkt. Im Zeitraum t2 bis t3 steigt bei geringer Beladung gemäß Kurve 1 die Garraumtemperatur bis zum gewünschten Temperaturwert Tsoll, wohingegen bei großer Beladung die Kurve 2 einen flacheren Anstieg zeigt und bis zum Zeitpunkt t5 benötigt, um die Temperatur Tsoll zu erreichen.
  • Aus der zeitlichen Änderung dT/dt beider Kurven 1 und 2 ist es dem Gargerät möglich, die Gargutmenge zu ermitteln und beispielsweise Kennzeiträume Δ t1 und Δ t2 zu ermitteln, in denen der maximale Volumenstrom, wie aus Fig. 2b gemäß den Fig. 1 und 2 zugeführt wird.
  • Da bei geringer Beladung die Temperatur Tsoll zum Zeitpunkt t3 erreicht wird, wird der Wasservolumenstrom zu diesem Zeitpunkt reduziert, wie der Kurvenverlauf in Fig. 2b zeigt. Entsprechend später wird erst im Zeitpunkt t5 gemäß Kurvenverlauf 2 von Fig. 2b die zugeführte Wassermenge reduziert.
  • Erfindungsgemäß ist es möglich, eine weitere Absenkung zu einem Zeitpunkt t4 bei geringer Beladung und zu einem Zeitpunkt t6 bei großer Beladung durchzuführen, bis zu einem minimalen Wert der gemäß Fig. 2b 12 l/h beträgt. Die Zufuhr von Wasser endet selbstverständlich mit Ende des Garprozesses zum Zeitpunkt TEND.
  • In Fig. 2c ist ein idealisierter Kurvenverlauf einer im Wesentlichen linearen Absenkung der Beschwadungsmenge dargestellt. Die Gargutmenge wird wie beschrieben ermittelt. Mittels einer gut dosierbaren Beschwadungseinheit wird die zugeführte Wassermenge in kleinen Schritten von dem maximalen auf den minimalen Volumenstrom abgesenkt. Durch das im Wesentlichen lineare Verhalten werden die Störeinflüsse auf die Regelung des Garvorgangs minimiert, so dass sich im Vergleich zu den Kurven 1 und 2 in Fig. 2b im wesentlichen lineare Reduzierverläufe der Kurven 1 und 2 zwichen t3 und t4 bzw t5 und t6 ergeben.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispielse beschänkt. Beispielsweise kann alternativ zu der automatischen Ermittlung ob es sich um gefrorenes Gargut handelt, eine einfache Eingabemöglichkeit z.B. in einem berührungsempfindlichen Feld die Auswahl Tiefkühlware durch den Benutzer erfolgen.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1 - Kurvenverlauf
    • 2 - Kurvenverlauf
    • 10 - Kurvenverlauf
    • 12 - Kurvenabschnitt
    • 14 - Kurvenabschnitt
    • 16 - Kurvenabschnitt
    • 18 - Kurvenabschnitt
    • 20 - Kurvenabschnitt
    • 30- Kurvenverlauf

Claims (14)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts in Form eine Kombidämpfers, welches einen Garraum, eine Heizeinrichtung, wenigstens einen Lüfter zur Umwälzung der in dem Garraum vorhandenen Garraumatmosphäre, wenigstens einen Temperatursensor, eine Steuer- oder Regeleinrichtung und eine Einrichtung zum Einbringen von Wasser eines einstellbaren Volumenstroms welcher auf den Lüfter gerichtet wird und mittels feiner Verteilung in Dampf umgewandelt wird, aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zu Beginn des Garprozesses in der Betriebsart "Kochen/Dämpfen" ein vom jeweiligen Gerätetyp abhängiger vorbestimmter Wasservolumenstrom in den Garraum auf das Lüfterrad geführt wird, und dass in Abhängigkeit der mittels des Temperatursensors erfassten Garraumtemperatur die Steuer- oder Regeleinrichtung eine Zeitdauer ermittelt, nach deren Ablauf der Wasservolumenstrom erniedrigt bzw. reduziert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer in Abhängigkeit von der Beladungsmenge derart ermittelt wird, dass die zeitliche Änderung der Temperatur über einen bestimmten Zeitabschnitt dT/dt im Garraum ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer der Zeit entspricht, die nach Beschicken des Garraums mit Gargut bis zum Erreichen der Solltemperatur der Garprozesses verstreicht.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erniedrigung des Wasservolumenstroms in mehreren Schritten erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des erfassten Temperaturverlaufs die Gargutart bzw. deren physikalische Zustandseigenschaft ermittelt wird und das Ergebnis bei der Zeitdauerberechnung für die Reduzierung des Wasservolumenstroms berücksichtigt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach Ermittlung eines gefrorenen Garprodukts aufgrund des charakteristischen Temperaturverlaufs im Garraum, der Wasservolumenstrom besonders stark reduziert wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Öffnen der Garraumtür das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 wiederholt wird und zwar mit den vorher bestimmten Werten.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte der Reduzierung des Wasservolumenstroms unterschiedlich lang sind und in Abhängigkeit der gemessenen Garraumtemperatur bestimmt werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Maß der Reduzierung des Wasservolumenstroms in Abhängigkeit des Temperaturverlaufs im Garraum durch die Steuer- oder Regeleinrichtung ermittelt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer großen Beladungsmenge, also einem niedrigen Wert dT/dt oder einer langen Zeitdauer bis zum Erreichen der Solltemperatur, das Maß der Reduzierung geringer vorgenommen wird als bei einer niedrigen Beladung.
  11. Gargerät in Form eine Kombidämpfers, mit einem Garraum, einer ihn verschließenden Garraumtür, einer Heizeinrichtung, wenigstens einem Lüfter zur Umwälzung der in dem Garraum vorhandenen Garraumatmosphäre, wenigstens einem Temperatursensor, einer Steuer- oder Regeleinrichtung und einer Einrichtung zum Einbringen von Wasser eines einstellbaren Volumenstroms welcher auf den Lüfter gerichtet wird und mittels feiner Verteilung in Dampf umgewandelt wird
    dadurch gekennzeichnet, dass
    es geeignet und in der Lage ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.
  12. Gargerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor in großem Abstand zur Heizeinrichtung, vorzugsweise an der der Heizeinrichtung gegenüberliegenden Wand des Garraums angeordnet ist.
  13. Gargerät nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regeleinrichtung des zeitlichen Verlauf des Temperaturanstiegs im Garraum nach Beschickung erfasst und daraus die Zeitdauer bis zur Reduzierung des Wasservolumenstroms bestimmt.
  14. Gargerät nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regeleinrichtung aus dem Vergleich zwischen aktueller Garraumtemperatur und Solltemperatur des Garprozesses bestimmt, wann eine Reduzierung des Wasservolumenstroms erfolgt und ein entsprechendes Signal an ein Wasserzuführventil sendet.
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