Kohlstrung, Peter (Thomas-Morus-Strasse 9 Kaufering, D-86916, DE)
Wiedemann, Peter (Südstrasse 8 Klosterlechfeld, D-86830, DE)
Kohlstrung, Peter (Thomas-Morus-Strasse 9 Kaufering, D-86916, DE)
| 1. | Gargerät (1) mit einem Garraum (2), einer Heizung (4), einem Umwälzsystem (5) und einem Meßund Regelsystem (7,8,9,17,26a, 26b), verbunden mit der Heizung (4) und dem Umwälzsystem (5), g e k e n n z e i c h n e t durch ein Energiespeicherund Energieentnahmesystem (10,20), verbunden mit dem Meßund Regelsystem (7,8,9,17,26a, 26b). |
| 2. | Gargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Energiespeicherund Energieentnahmesystem (10,20) zumindest einen Energiespeicher (10a, 22a, 22b, 22c, 23) umfaßt, der induktiv, resistiv und/oder konvektiv mit Energie auflad bar ist. |
| 3. | Gargerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Energiespeicher (lOa, 22a, 22b, 22c, 23) über eine Heizung (lOa, 21b), vorzugsweise in Garphasen, die keine oder wenig Energie benötigen, und/oder Garpausen, und/oder über Abwärme, wie Wärme von Abluft, Kondensat, nicht kondensierten Anteil eines Garmediums und/oder überschüssigen Dampf, mit Energie aufladbar ist. |
| 4. | Gargerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Energiespeicher (lOa, 22a, 22b, 22c, 23) ein erstes Material (23) umfaßt, das zur Wärmespeicherung geeignet ist und/oder bei einer Phasenumwandlung latente Wärme ver braucht oder freisetzt. |
| 5. | Gargerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Energiespeicher ein zweites Material umfaßt, das zur Kältespeicherung geeignet ist. |
| 6. | Gargerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Material ein Metall, ein Salz, ein Polymer, Wasser (23), Dampf und/oder überhitzten Dampf umfaßt. |
| 7. | Gargerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Material ein Metall, ein Salz, ein Polymer, Wasser und/oder Eisen umfaßt. |
| 8. | Gargerät nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der erste und/oder zweite Energiespeicher (lOa, 22a, 22b, 22c, 23) des Energiespei cherund Energieentnahmesystems (10,20) platzsparend in einer isolierenden Haut des Gar geräts (1) angeordnet ist bzw. sind. |
| 9. | Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im Energiespeicherund Energieentnahmesystem (10,20) gespeicherte Energie in Form von thermischer, elektrischer und/oder mechanischer Energie im Gargerät, insbesondere zum zumindest teilweisen Betreiben der Heizung (4), des Umwälzsystems (5), einer Feuchtrege lung, eines Dampferzeugers (6) und/oder einer Abkühleinheit, unter Einsatz des Meßund Regelsystems (7,8,9,17,26a, 26b), nutzbar ist. |
| 10. | Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Energiespeicherund Energieentnahmesystem (10,20) Energie konvektiv entnehmbar ist, insbesondere über zumindest eine Wärmeübertragungsfläche (lOe, 25c). |
| 11. | Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Energiespeicherund Energieentnahmesystem (10,20) Energie durch Drosselung und/oder Verdichtung vorzugsweise als das erste Material vorhandenen Dampfes, Zugabe von Wasser und/oder Verdampfen von Wasser an heißen Wänden entnehmbar ist, insbesondere zum Verdampfen von Wasser und/oder zur Beheizung eines Garprozesses. |
| 12. | Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Energiespeicherund Energieentnahmesystem (10,20) Energie durch Expansion und/oder Entspannung, vorzugsweise als das zweite Material vorhandenen Mediums ent nehmbar ist, insbesondere zum Kühlen des Garraums, Gefrieren von Gargut, vor und/oder nach dem Garen, und/oder Auskondensieren von Wrasen aus dem Garraum. |
| 13. | Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßund Regelsystem (7,8,9,17,26a, 26b) sicherstellt, daß die Unterhaltung eines Garprozesses stets höchste Priorität genießt. |
Herkömmliche Gargeräte sind unökonomisch, da ihre Komponenten mit extern zugeführter Energie betrieben werden.
Beispielsweise die DE 197 57 415 C 1 offenbart ein Gargerät mit Wärmerückführung, bei dem ein Heizwärmeübertrager von einem Wärmeträgerfluid zur Abgabe von Wärme an das Gar- medium des Gargeräts durchströmt wird und die Temperatur des Wärmeträgerfluids durch Verdichten stromaufwärts des Heizwärmeübertragers, gegebenenfalls unter Vorschaltung einer Vorwärmeeinrichtung, erhöht wird.
Es ist die Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung, das gattungsgemäße Gargerät derart weiter- zuentwickeln, daß es eine optimierte Energieregelung aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Energiespeicher-und Energieentnahmesy- stem, verbunden mit dem Meß-und Regelsystem, gelöst.
Dabei kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß das Energiespeicher-und Energieentnah- mesystem zumindest einen Energiespeicher umfaßt, der induktiv, resistiv und/oder konvektiv mit Energie aufladbar ist.
Weiterhin kann vorgesehen sein, daß der zumindest eine Energiespeicher über eine Heizung, vorzugsweise in Garphasen, die keine oder wenig Energie benötigen, und/oder Garpausen, und/oder über Abwärme, wie Wärme von Abluft, Kondensat, nicht kondensiertem Anteil eines Garmediums und/oder überschüssigem Dampf, mit Energie aufladbar ist.
Die Erfindung sieht dabei vor, daß ein erster Energiespeicher ein erstes Material umfaßt, das zur Wärmespeicherung geeignet ist und/oder bei einer Phasenumwandlung latente Wärme verbraucht oder freisetzt.
Erfindungsgemäß auch vorgesehen, daß ein zweiter Energiespeicher ein zweites Material umfaßt, das zur Kältespeicherung geeignet ist.
Das erste Material kann ein Metall, ein Salz, ein Polymer, Wasser, Dampf und/oder überhitz- ten Dampf gemäß der Erfindung umfassen.
Das zweite Material kann ein Metall, ein Salz, ein Polymer, Wasser und/oder Eisen umfassen.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist, daß zumindest der erste und/oder zweite Energiespeicher des Energiespeicher-und Energieentnahmesystems platzsparend in einer isolierenden Haut des Gargeräts angeordnet ist bzw. sind.
Weiterhin kann vorgesehen sein, daß die im Energiespeicher-und Energieentnahmesystem gespeicherte Energie in Form von thermischer, elektrischer und/oder mechanischer Energie im Gargerät, insbesondere zum zumindest teilweisen Betreiben der Heizung, des Umwälzsy- stems, einer Feuchtregelung, eines Dampferzeugers und/oder einer Abkühleinheit, unter Ein- satz des Meß-und Regelsystems, nutzbar ist.
Ferner kann vorgesehen sein, daß dem Energiespeicher-und Energieentnahmesystem Energie konvektiv entnehmbar ist, insbesondere über zumindest eine Wärmeübertragungsfläche.
Ferner wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß dem Energiespeicher-und Energieentnah- mesystem Energie durch Drosselung und/oder Verdichtung, vorzugsweise als das erste Mate- rial vorhandenen Dampfes, Zugabe von Wasser und/oder Verdampfen von Wasser an heißen Wänden entnehmbar ist, insbesondere zum Verdampfen von Wasser und/oder zur Beheizung eines Garprozesses.
Auch wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß dem Energiespeicher-und Energieentnahme- system Energie durch Expansion und/oder Entspannung, vorzugsweise als das zweite Material vorhandenen Mediums, entnehmbar ist, insbesondere zum Kühlen des Garraums, Gefrieren von Gargut, vor und/oder nach dem Garen, und/oder Auskondensieren von Wrasen aus dem Garraum, zugeführt wird.
Schließlich wird eine bevorzugte erfindungsgemäße Weiterentwicklung vorgeschlagen, bei der das Meß-und Regelsystem sicherstellt, daß die Unterhaltung eines Garprozesses stets höchste Priorität genießt.
Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß durch den Einbau eines Energiespeicher-und Energieentnahmesystems, das mit dem in einem herkömmlichen Gargerät bereits vorhandenen Meß-und Regelsystem verbunden ist, der Stromverbrauch durch geregeltes Betreiben einer Heizung, eines Dampfgenerators, eines Gebläses, einer Kühleinheit, einer Feuchtigkeitsregelungseinheit etc. durch Entnahme gespeicherter Energie reduziert werden kann, unter gleichzeitiger Nutzung von Abwärme.
Dabei kann ein Energiespeicher beispielsweise in Garpausen, wie sie im Falle eines Chargen- betriebs stets anfallen oder durch den Garablauf bedingt sind, und/oder in aprioren Garphasen, in denen ein Garprozeß wenig oder keine Energie benötigt, mittels einer, gegebenenfalls zu- sätzlichen, Heizung, gesteuert über das Meß-und Regelsystem, nach einer Prioritätshierarchie zur Sicherstellung eines ungestörten Ablaufs eines Garprozesses, oder durch die Wärme aus dem Garraum austretender Abluft beziehungsweise austretenden überschüssigen Dampfes aufgeladen werden, um dann in hyperprioren Garphasen, in denen der Garprozeß viel Energie benötigt, mehr als die zum Heizen des Garguts installierte Heizung liefern kann, Energie aus dem Energiespeicher entnehmen zu können.
Garprozesse mit hohem Energieverbrauch können durch Verwendung eines erfindungsgemä- ßen Gargeräts zudem, insbesondere zu Anfang, beschleunigt werden. Ist der Energiespeicher, beispielsweise, mit 2 kWh bemessen und wird seine Energie in den ersten zehn Garminuten entnommen, ergibt dies einen Leistungszuwachs von 12 kW, das heißt, daß dem Garprozeß bei einer Heizleistung von 9 kW in den ersten zehn Garminuten 21 kW zur Verfügung stehen.
Durch das Vorhandensein eines Wärmespeichers sowie eines Kältespeichers kann zudem auf energiesparende Weise ein garendes Gut gefroren, anschließend gegart und gegebenenfalls im (an) gegarten Zustand wieder eingefroren werden.
Auch kann Wärmeenergie in Kälte umgewandelt werden, um beispielsweise Wrasen aus dem Garraum auszukondensieren.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei- bung, in der zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von schematischen Zeichnun- gen im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt : Figur 1 eine Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Gargerät mit einem Energiespei- cher-und Energieentnahmesystem ; und Figur 2 eine Schnittansicht durch ein alternatives Energiespeicher-und Energieentnahme- system zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Gargerät.
Wie Figur 1 zu entnehmen ist, umfaßt ein erfindungsgemäßes Gargerät 1 einen Garraum 2, begrenzt durch Wände 3a und verbunden mit einem Ablauf 3b, eine Heizung 4 für Gargut, ein Umwälzsystem 5 für Gargut, bestehend aus einem Motor 5a, einem Umwälzer 5b und einem Strömungsführer 5c, einen Dampferzeuger 6, zur Befeuchtung des Garguts, umfassend Was- ser 6a und eine Heizung 6b, eine Regeleinrichtung 7, die mit der Heizung 4, dem Umwälzsy- stem 5, dem Dampferzeuger 6, einem Feuchtefühler 8, einem Temperaturfühler 9 sowie einem Energiespeicher-und Energieentnahmesystem 10 verbunden ist. Die Regeleinrichtung 7, die in konventionellen Gargeräten lediglich die Aufgabe hat, Feuchtigkeit sowie Temperatur des Garguts und Beschwadungszyklen zu regeln, verfügt erfindungsgemäß über einen zusätzli- chen Regelkreis, der den Energiegehalt des Energiespeicher-und Energieentnahmesystems 10 regelt, wobei der verwendete Regelalgorithmus so gestaltet ist, daß die Unterhaltung des Gar- prozesses stets höchste Priorität genießt.
Das Energiespeicher-und Energieentnahmesystem 10 umfaßt dabei eine Heizung l Oa und einen Energiespeicher 1 Ob, beispielsweise umfassend einen Metallblock mit einer zentralen Durchführung, die über ein Ventil l Oc mit einer Wasserzufuhr lOd verbunden ist und eine Wärmeübertragungsfläche lOe umfaßt. Dabei ist sowohl die Heizung lOa als auch das Ventil l Oc mit der Regeleinrichtung 7 zur gezieltes Energieladung und Energieentnahme verbunden.
Das mit Bezug auf Figur l beschriebene Gargerät 1 arbeitet beispielsweise wie folgt : In aprioren Garphasen, in denen ein Garprozeß nur wenig oder keine Energie benötigt, in Be- und Entladephasen des Gargeräts 1 und in ablaufbedingten Garpausen sorgt die Regeleinrich- tung 7 dafür, daß die Heizung l Oa den Energiespeicher l Ob, der als Wärmespeicher fungiert, aufheizt.
In hyperperioren Garphasen, in den der Garprozeß extrem viel Energie benötigt, mehr als die im Garraum 2 installierte Heizung 4 zur Verfügung stellen kann, speist das Energiespeicher- und Energieentnahmesystem 10 Dampf zusätzlich in den Garraum 2 ein und reichert auf diese Weise das Garmedium mit Feuchte und Wärme an. Der Dampf wird dabei dadurch erzeugt, daß über die Wasserzufuhr 1 Od und das von der Regeleinrichtung 7 geöffnete Ventil l Oc Wasser zugeführt wird, das bei Kontaktierung der Wärmeübertragungsfläche 1 Oe verdampft.
Das in Figur 2 dargestellte Energiespeicher-und Energieentnahmesystem 20 umfaßt eine über eine Stromquelle 21 a heizbare Heizung 21b, wobei das Beheizen über eine Regeleinrichtung 17 und einen Schalter 21c regelbar ist. Der Energiespeicher an sich besteht aus zwei parallelen Verbindungsrohren 22a, 22b zwischen denen eine Vielzahl von Rohren 22c verlaufen, wobei das Rohrsystem 22a, 22b, 22c Wasser 23 hermetisch abgeschlossen in einer bestimmten Men- ge umfaßt. Zur Energieaufnahme ist zwischen der Heizung 21b und dem Rohrsystem, nämlich dem Verbindungsrohr 22a, ein Wärmeleiter 24a vorgesehen, und zur Wärmeabgabe ist ein weiterer Wärmeleiter 24b zwischen dem Rohrsystem, nämlich dem Verbindungsrohr 22b, und einer Wärmeübertragungsfläche 25c vorgesehen. Im Falle der Energieentnahme fließt Wasser über die Wärmeübertragungsfläche 25c, das über eine Wasserzufuhr 25a und ein Ventil 25b zuführbar ist. Außerdem sind Temperaturfühler vorgesehen, nämlich ein Temperaturfühler 26a für den Energiespeicher und ein Temperaturfühler 26b für den Entnahmedampf.
Das mit Bezug auf Figur 2 beschriebene Energiespeicher-und Energieentnahmesystem arbei- tet wie folgt : Die Regeleinrichtung 17 regelt den Energie-beziehungsweise Wärmegehalt des Energiespei- chers, nämlich ein Aufheizen des Wassers 23 im Rohrsystem 22a, 22b, 22c, durch Schalten des Schalters 21c und die Energie-beziehungsweise Wärmeabgabe, nämlich eine Dampfer- zeugung, über das Ventil 25b. Diese Regelung geschieht unter Berücksichtigung des Garpro- zesses, dessen Unterhaltung stets Priorität hat, und der Temperatur in dem Rohrsystem 22a, 22b, 22c sowie der Temperatur des erzeugten Dampfes, gemessen über die Temperaturfühler 26a und 26b.
Das Rohrsystem 22a, 22b, 22c kann äußerst platzsparend in einer nicht gezeigten, isolierenden Haut eines Gargeräts untergebracht werden, wobei die Energieentnahme durch ein ver- schweißtes Parallelrohr ermöglicht wird.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in den Zeichnungen offen- barten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungformen wesentlich sein.
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