NEUMAYER, Dan (Mairhausenstr. 10, Bernau, 83233, DE)
| PATENTANSPRÜCHE Verfahren zum Betrieb eines Backofens mit einer Heizeinrichtung, die gemäß einem gewählten Betriebsablauf entsprechend dem zu behandelnden Gargut während der Behandlungsdauer (tO bis t3) aufeinanderfolgend aktiv und inaktiv ist und mit einer lüftungstechnischen Kühleinrichtung zur Verhinderung einer unzulässigen Erhitzung von dem Garraum benachbarten Backofenbereichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung während der in Abhängigkeit von der im Garraum herrschenden Temperatur und/oder von der gewählten Betriebsart und/oder Masse des Garguts erforderlichen bzw. vorgesehenen Behandlungsdauer (tO bis t3) bzw. aktiven Heizdauer bzw. Heizintensität der Heizeinrichtung ein- und/oder ausgeschaltet wird. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung während der inaktiven Phasen der Heizeinrichtung ebenfalls abgeschaltet wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsdauer (tO bis t3) gebildet ist aus einer Hauptgarphase (t1 bis t2) mit intermittierend aktivem Betrieb der Heizeinrichtung und aus einer Nachgarphase (t2 bis t3) mit inaktiver Heizeinrichtung und inaktiver oder bedarfsgemäß aktiver Kühleinrichtung. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung während der Nachgarphase ausgeschaltet wird. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung während der Nachgarphase temporär aus- und eingeschaltet wird. Backofen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die aufgrund der während der Behandlungsdauer ermittelten Behandlungswerte und/oder aufgrund der gewählten Betriebsart und/oder Gargutmasse eine zeitlich individuelle Steuerung des aktiven Betriebs der Kühleinrichtung und damit eine Energieeinsparung und/oder eine Verkürzung der Behandlungsdauer bewirkt. 7. Backofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für die Aktivierung der Steuereinrichtung ein manuell betätigbares Schaltorgan vorgesehen ist. |
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Backofens mit einer Heizeinrichtung, die gemäß einem gewählten Betriebsablauf entsprechend dem zu behandelnden Gargut während der Behandlungsdauer aufeinanderfolgend aktiv und inaktiv ist und mit einer lüftungstechnischen Kühleinrichtung zur Verhinderung einer unzulässigen Erhitzung von dem Garraum benachbarten Backofenbereiche.
Bei bekannten Backöfen wird bei programmgesteuerten Brat- oder Backverfahren mit längerer Behandlungsdauer von z. B. über 10 min unterschieden zwischen einer Anheizphase mit Hochheizen des Garraumes auf eine gewählte oder programmierte Betriebstemperatur, einer Hauptgarphase mit intermittierendem Regelbetrieb auf dem Niveau der genannten Betriebstemperatur und einer Nachgarphase mit abgeschalteter d. h. inaktiver Heizeinrichtung, in welcher mit der im Garraum herrschenden„Restwärme" ein Fertiggaren des Garguts bei kontinuierlich abfallender Garraum-Temperatur durchgeführt wird.
Es ist ein Verfahren zur Steuerung eines Garvorganges bekannt (EP 0 513 721 B1 ). Auch hier ist einer Hauptgarphase eine Restwärme-Nachgarphase nachgeschaltet und es wird angestrebt, die Restwärme zu nutzen und dabei die Zufuhr von Heizenergie bereits vor Erreichen des vom Benutzer eingestellten Zeit-Endwertes der Behandlungsdauer zu unterbrechen um dadurch eine Energieeinsparung zu erhalten. Hierzu ist vorgesehen mittels einer Steuereinrichtung den Abschaltzeitpunkt in Abhängigkeit von Größe und Art mindestens eines eingestellten Endwertes (Zeit, Endkerntemperatur, Gargutmasse) zu berechnen.
Es ist üblich, bei Backöfen insbesondere mit elektronischer Steuerung eine Kühleinrichtung z. B. ein Querstromgebläse vorzusehen, die sich z. B. innerhalb eines die Steuereinrichtung aufweisenden, dem Garraum unmittelbar benachbarten Schalterraum befindet und die verhindert, dass durch die den Garraum heizende Heizeinrichtung eine für die elektronischen Bauelemente im Schalterraum und/oder für die sonstige Umgebung des Schalterraumes durch erzwungene Wärmeabführung unzulässige Erhitzung stattfindet. Dabei ist es üblich, die Kühleinrichtung während der gesamten Behandlungsdauer einschließlich der Nachgarphase aktiv zu betreiben. Dabei wird eine Kühlung des Backofens insgesamt durch die stetige Wärmeabführung und damit eine Reduzierung des in den Backofen und damit auch in dessen Garraum durch die Heizeinrichtung eingebrachten Wärminhaltes in Kauf genommen. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart zu gestalten, dass neben der Energieeinsparung durch minimierten Energiebedarf der Heizeinrichtung z. B. durch Abschaltung in der Nachgarphase eine weitere Verminderung des Energieaufwandes und/oder der Behandlungsdauer erhalten werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Kühleinrichtung während der in Abhängigkeit von der im Garraum herrschenden Temperatur und/oder von der gewählten Betriebsart und/oder Masse des Garguts erforderlichen bzw. vorgesehenen Behandlungsdauer bzw. aktiven Heizdauer bzw. Heizintensität der Heizeinrichtung ein- und/oder ausgeschaltet wird.
In vorteilhafter Weise wird als weitere energetisch und auch zeitlich aufwendige Komponente die Wirkung der elektrisch betriebenen Kühleinrichtung auf den Betriebshaushalt des Backofens ermittelt, die einerseits eine Wärmeabführung in der Garraum-Umgebung bewirken soll, aber andererseits auch eine Minderung der Betriebswärme im Backofen und auch im Garraum und deshalb eine Verlängerung der Behandlungsdauer bewirkt. Deshalb wird eine intermittierende Abschaltung der Kühleinrichtung z. B. während des Regelungsbetriebes der Hauptgarphase und insbesondere ihre endgültige oder temporäre Abschaltung in der Nachgarphase eine wertvolle Verminderung aufzuwendender elektrischer Energie und auch in Folge des dadurch gewonnenen höheren Temperaturniveaus eine Reduzierung der Behandlungsdauer bewirken.
Die zuletzt genannte Wirkung wird insbesondere dadurch erzielt, dass die Behandlungsdauer gebildet ist aus einer Hauptgarphase mit intermittierend aktivem Betrieb der Heizeinrichtung und aus einer Nachgarphase mit inaktiver Heizeinrichtung und bedarfsgemäß inaktiver oder aktiver Kühleinrichtung. Hierbei findet während der Nachgarphase keine weitere Erhitzung des Garraumes und somit auch kein zusätzlicher Wärmetransport in die Umgebung des Garraumes statt, so dass durch diese Maßnahme (zumindest temporäre Abschaltung der Kühleinrichtung) problemlos Energie eingespart werden kann. Dies ist ggf. auch zwischen den Heizzyklen während der Hauptgarphase möglich. Die Erfindung zeigt hierzu den Weg auf, indem die Kühleinrichtung während der inaktiven Phasen der Heizeinrichtung ebenfalls abgeschaltet wird.
Ein Backofen zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch realisierbar, dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die aufgrund der während der Behandlungsdauer ermittelten Behandlungswerte und/oder aufgrund der gewählten Betriebsart und/oder Gargutmasse eine zeitlich individuelle Steuerung des aktiven Betriebs der Kühleinrichtung und damit eine Energieeinsparung und/oder eine Verkürzung der Behandlungsdauer bewirkt. Zur Betätigung der erläuterten Sonderfunktion der Steuereinrichtung entsprechend dem Verfahren ist für die Aktivierung der Steuereinrichtung ein manuell betätigbares Schaltorgan vorgesehen. Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Diagrammen nachstehend erläutert.
Es zeigt: Figur 1 ein Zeit-Temperatur-Diagramm über eine gesamte Behandlungsdauer eines Backofen betriebs,
Figur 2 ein Diagramm bezüglich der Einschaltzyklen der Kühleinrichtung mit den
Koordinaten Energiezufuhr (E) in Watt (W) und Behandlungszeit t (min).
Im Diagramm gemäß Figur 1 sind die Koordinaten Garraumtemperatur T und Garbehandlungszeit t aufgezeichnet. Während einer Zeitspanne tO bis t1 erfolgt die Aufheizung des Garraumes von z. B. 20°C bis zu einer gewählten maximalen Behandlungstemperatur für das zu garende Lebensmittel von z. B. 200°C. Die Zeitspanne t1 bis t2 verdeutlicht die Hauptgarphase, während der eine, durch z. B. im Garraum angeordnete Heizkörper z. B. durch eine sogenannte Oberhitze, eine Umluftheizung und ggf. durch eine außerhalb des Garraumes liegende Unterhitze, mittels einer Regelungseinrichtung intermittierende An- und Abschaltungen d. h. ein aktiver und nachfolgend inaktiver Betrieb dieser Heizelemente durchgeführt wird entsprechend dem dargestellten sinusförmigen Kurvenverlauf in dieser Zeitspanne. Im Anschluss an die Hauptgarphase erfolgt wunschgemäß eine Nachgarphase in der Zeitspanne t2 bis t3, in welcher die Heizeinrichtung abgeschaltet, also inaktiv ist und die Garraumtemperatur entsprechend dem dargestellten Kurvenverlauf bis auf Umgebungstemperatur abfällt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nun vorgeschlagen, eine z. B. oberhalb des Garraumes innerhalb eines Schalterraumes für eine elektronische Steuereinrichtung oder dergleichen angeordnete Kühleinrichtung z. B. in Form eines die erhitzte Warmluft nach außen entsorgenden Querstromgebläses zumindest während der Zeitspanne t2 bis t3 abzuschalten. Dadurch wird bei Nutzung der vorhandenen Betriebswärme bzw. der Restwärmenutzung aus der Hauptgarphase eine zusätzliche, erzwungene Kühlung d. h. eine Wärmeabführung innerhalb des Backofens und auch innerhalb des Garraumes verhindert, so dass die Abkühlphase verlangsamt d. h. der Abkühlgradient vermindert wird verbunden einerseits mit einer Energieeinsparung für den Betrieb der Kühleinrichtung und anderseits mit einer verkürzten Behandlungsdauer tO bis t3 bis zum Erhalt des fertig gegarten Lebensmittels.
Die erwähnten Vorteile lassen sich auch ggf. z. B. zusätzlich dadurch erzielen, wenn während der Hauptgarphase t1 bis t2 in den intermittierend inaktiven Heizungsphasen der Heizeinrichtung zusammen mit dieser Heizeinrichtung auch intermittierend die Kühleinrichtung abgeschaltet wird.
In Figur 2 ist verdeutlicht, dass während der Hauptgarphase vor t1 bis t2 die Kühleinrichtung permanent eingeschaltet ist, angezeigt durch ununterbrochene Linienzüge bzw. entsprechend dem Regelspiel der Heizeinrichtung intermittierend ein- und ausgeschaltet wird, angezeigt durch gestrichelte Linienzüge.
Alternativ kann die Kühleinrichtung auch während der Nachgarphase t2 bis t3 bedarfsweise temporär eingeschaltet werden z. B. dann, wenn bei besonders hoher Behandlungstemperatur auch nach Abschaltung der Heizeinrichtung eine Nachkühlung erforderlich ist.