Heizungseinrichtung für eine flächige Beheizung mit Induktions-Heizelementen

Beschreibung

Anwendungsgebiet und Stand der Technik

[0001] Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung für eine flächige Beheizung mit Induktions-Heizelementen. Insbesondere weist die Heizeinrichtung einen flächig ausdehnten Träger auf, auf dem Induktions-Heizelemente verteilt sind.

[0002] Aus der DE 2 306 037 OS ist ein elektrischer Küchenherd bekannt, der sozusagen in eine Tischplatte bzw. einen Esstisch integriert ist. Als Heizeinrichtungen weist der Küchenherd Induktionsheizspulen auf, die mehrere unterschiedliche Kochstellen bilden bzw. definieren. Dabei sind beispielsweise zwei bis vier mit großem Abstand zueinander vorgesehene Induktionsheizeinrichtungen vorgesehen, die somit zwei bis vier Kochstellen bilden. Die Leistungsansteuerung für die Induktionsheizspulen ist beispielsweise direkt hinter einer Blende und mit gewissem Abstand zu den Induktionsheizspulen vorgesehen.

[0003] Aus der EP 1 206 164 A2 ist es bekannt, auf einem Träger eine Vielzahl von einzeln ansteuerbaren Strahlungs-Heizelementen anzuordnen. Diese sind aufwendig angeschlossen über verteilte Stromzuführungen.

[0004] Aus der EP 722 261 A1 ist es bekannt, bei einer Induktionskochstelle mehrere unabhängig voneinander betreibbare Induktionszonen vorzusehen. Auch hier ist die Stromversorgung aufwendig. Insbesondere besteht nämlich bei Induktions-Heizungen das Problem, dass die elektrische Leistung über Umrichterschaltungen oder dergleichen aufbereitet sein muss. Wegen der Frequenzen im Bereich von einigen 100 bis einigen 1.000 Hz ist hier die Störanfälligkeit bei komplizierten Anschlussleitungen hoch.

Aufgabe und Lösung

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Heizeinrichtung zu schaffen, mit der die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden können und insbesondere der Aufbau sowie der elektrische Anschluss einer solchen Heizeinrichtung verbessert und vereinfacht werden kann.

[0006] Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Heizeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte wie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.

[0007] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Heizeinrichtung Induktions-Heizelemente aufweist, die jeweils mit einer Umrichter-Einrichtung oder einem Umrichter zusammen eine Baueinheit bilden. Diese Baueinheit ist selbstständig handhabbar, kann also beispielsweise auf dem Träger mit einer Vielzahl weiterer solcher Baueinheiten zusammengesetzt werden, um eine Heizeinrichtung zu bilden. Dabei ist es vorteilhaft möglich, ein Induktions-Heizelement und eine Umrichter-Einrichtung derart auszubilden, dass sie aneinander befestigbar sind und so zu einer Baueinheit verbunden werden können.

[0008] Dieses ermöglicht zum einen einen erleichterten Anschluss der Induktions-Heizelemente. Vor allem durch die räumlich nahe Anordnung von Induktions-Heizelement und Umrichter-Einrichtung ist die Störanfälligkeit gesenkt. Des weiteren ist es beispielsweise möglich, bei einer Reparatur einer defekten Heizeinrichtung eine defekte Baueinheit zu entnehmen und durch eine funktionierende zu ersetzen. Somit ist neben der Montage auch das Auswechseln einzelner Induktions-Heizelemente und/oder Umrichter-Einrichtungen vereinfacht.

[0009] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Induktions-Heizelement eine einzige Induktionsspule und einen einzigen Umrichter, nämlich eben für diese Induktionsspule, aufweist. So können die Induktions-Heizelemente einerseits relativ einfach gehalten sein. Gemäß der Erfindung ist eine Heizeinrichtung, insbesondere ein Kochfeld, für induktive Beheizung in möglichst viele, kleine und jeweils einzelne Induktionsheizungen unterteilt. Dabei sind, wie auch aus dem vorbeschriebenen Stand der Technik in etwa zu entnehmen ist, mehrere bzw. eine Vielzahl von Induktions-Heizelementen vorgesehen. Diese sind einzeln ansteuerbar je nachdem, ob ein Kochgefäß auf ihnen steht oder nicht bzw. in welcher Form eine Beheizung gewünscht ist.

[0010] Ein Induktions-Heizelement kann mittels einer elektrischen Verbindung an dem Träger befestigt sein oder daran verbunden werden. Diese elektrische Verbindung besteht vorzugsweise aus Anschlussdrähten für die Stromversorgung. Diese Anschlussdrähte können vorteilhaft massiv ausgeführt sein, wodurch eine gewisse Festigkeit der Verbindung gegeben ist. Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Befestigung die elektrische Verbindung der Heizeinrichtung an jeweils ein Induktions-Heizelement bildet.

[0011] Verbindungsdrähte oder Anschlussdrähte für die Stromversorgung können bei einer solchen Verbindung bzw. Befestigung in einer Federklemme gehalten werden. Vorteilhaft ist diese Federklemme selbstschließend, so dass nach einem Einstecken sowohl ein Kontakt als auch eine klemmende Befestigung herstellt ist.

[0012] Die Federklemmen können an dem Träger vorgesehen sein, insbesondere mit einer von dem Träger weg weisenden Klemmrichtung. Es ist von Vorteil, die Federklemme auf der andern Seite des Trägers anzuordnen. So ist es einerseits möglich, die Oberfläche des Trägers ausschließlich für die Befestigung und Anordnung der Induktions-Heizelemente bzw. der Baueinheiten mit den Umrichtern vorzusehen. Des weiteren können auf der anderen Seite des Trägers die Federklemmen mit entsprechenden Stromanschlüssen verbunden sein. Es ist möglich, die Federklemmen nicht direkt an dem Träger anzuordnen, sondern an einer Halterung. Die Halterung wiederum kann mit mehreren oder sämtlichen Federklemmen an dem Träger verbunden sein. Beispielsweise kann es eine Leiterplatte sein, welche neben den Federklemmen Leiterbahnen zur Stromversorgung träge.

[0013] Des weiteren ist es möglich, da die Baueinheiten der Induktions-Heizelemente jeweils eigene Umrichter aufweisen, eine Stromversorgung mehrerer Induktions-Heizelemente zusammenzufassen und an einen Anschluss zu führen. Dies kann beispielsweise eine Stromschiene oder dergleichen sein, an welcher vorteilhaft sämtliche Induktions-Heizelemente einer Heizeinrichtung angeschlossen sind.

[0014] Des weiteren können an einem Induktions-Heizelement Steueranschlüsse vorgesehen sein, mit welchen dieses bzw. der Umrichter gesteuert wird. Eine Kontaktierung an die Steueranschlüsse kann grundsätzlich auf vielfältige Art und Weise erfolgen. Bevorzugt wird eine lösbare Kontaktierung, insbesondere mit einer Steckeranordnung. Diese kann auch halternde Funktion übernehmen. Eine Kontaktierung kann auch den Anschlüssen für die Stromversorgung einer Baueinheit entsprechen.

[0015] Um den Anschlussaufwand für die Ansteuerung der Baueinheiten bzw. Induktions-Heizelemente zu verringern, können mehrere oder alle Steueranschlüsse über ein Bus-System geführt sein. Dieses Bus-System kann entweder mit einer Stromversorgung der Induktions-Heizelemente zusammengefasst sein, beispielsweise durch Aufmodulierung auf eine Netzspannung oder Versorgungsspannung. Bevorzugt wird es jedoch, wenn die Ansteuerung von der Stromversorgung getrennt ist. Ein solches Bus-System kann als Zweidraht-Bus ausgeführt sein. Entsprechende elektrische Leitungen können sämtliche Induktions-Heizelemente verbinden, wobei über das Bus-System einzelne Induktions-Heizelemente gezielt ansprechbar sind.

[0016] Bezüglich eines Aufbaus der Heizeinrichtung bzw. einer Anordnung der Induktions-Heizelemente ist es von Vorteil, diese nebeneinander anzuordnen. Insbesondere sind sie direkt aneinanderliegend nebeneinander angeordnet. So ist eine möglichst dichte Belegung der Fläche der Heizeinrichtung bzw. des Trägers mit Induktions-Heizelementen und somit mit einer Induktions-Heizwirkung möglich. Dazu ist es von Vorteil, wenn die Induktions-Heizelemente eine Form aufweisen, welche sich mit weiteren identischen Formen zu einer im wesentlichen möglichst geschlossenen Fläche zusammensetzen lässt. Als Formen bieten sich hier beispielsweise Quadrate oder regelmäßige Sechsecke an. Diese können ohne Zwischenraum zusammengesetzt werden.

[0017] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, insbesondere mit einem zuvor beschriebenen Bus-System zur Ansteuerung einzelner Induktions-Heizelemente, jedem Induktions-Heizelement eine eigene Steuerung zuzuweisen bzw. in der Baueinheit anzuordnen. Diese Steuerung sollte dahingehend intelligent ausgebildet sein, dass sie die Auswertung von Ansteuersignalen oder von Signalen einer Kochgefäß-Erkennung zumindest teilweise vornehmen kann. Dies bedeutet, dass diese Steuerung über das Bus-System angesteuert wird und mit entsprechenden Steuerbefehlen eine Aktivierung des Induktions-Heizelements mit bestimmten Charakteristika, insbesondere Leistungshöhe und/oder Leistungsdauer, möglich ist.

[0018] Des weiteren kann vorteilhaft eine Kochgefäß-Erkennung mittels des Induktions-Heizelements erfolgen derart, dass ein Stromfluss bei Heizbetrieb ausgewertet wird. Diese Auswertung kann von der Steuerung übernommen werden, welche anhand des Stromflusses ein eindeutiges Signal abgibt, ob ein geeignetes Kochgefäß über dem Induktions-Heizelement angeordnet ist oder nicht. Hierzu sind vorteilhaft Mittel zur Messung des Stromflusses vorgesehen. Der Vorteil liegt hier darin, dass nicht Signale von einer einzelnen Baueinheit einen längeren Weg zu einer zentralen Steuerung der Heizeinrichtung übertragen werden müssen. Die Vorauswertung in der Steuerung der einzelnen Baueinheit möglicht die Bildung eines bestimmten Signals, welches hinsichtlich Störanfälligkeit und Auswertbarkeit verbessert ist. Insbesondere wertet die Steuerung einer Baueinheit eine Kochgefäß-Erkennung bereits vollständig aus und gibt sozusagen ein positives oder ein negatives Signal an eine zentrale Steuerung.

[0019] Eine Überwachung des Stromflusses durch ein Induktions-Heizelement bzw. eine Induktionsspule desselben oder eine Überwachung der Leistung ist vorteilhaft mit einer Umrichter-Einrichtung verbunden. Insbesondere wird hier aus dem normalen Betrieb der Umrichter-Einrichtung bereits die Information über den Stromfluss oder die Leistungsaufnahme gewonnen.

[0020] Ein Induktions-Heizelement weist, wie zuvor beschrieben worden ist, vorteilhaft eine einzelne Induktionsspule auf. Diese ist vorteilhaft bei kleinen Baueinheiten mehrwindig, beispielsweise mit 50 bis 100 Windungen. Der Leistungsbereich kann von einem niedrigen Bereich, beispielsweise 50 Watt bis wenige 100 Watt, bis zu einigen 100 Watt oder sogar mindestens einem Kilowatt reichen. Ein Spulendraht weist vorteilhaft bei dieser Anzahl von Windungen viele einzelne Litzen auf. So eignet er sich aufgrund des Skin-Effekts besonders gut für diese Anwendung.

[0021] Eine Heizeinrichtung kann vorteilhaft eine Zentralsteuerung aufweisen. Diese ist mit sämtlichen Induktions-Heizelementen verbunden und steuert sie an bzw. wertet deren Betrieb, deren Signale wie beispielsweise bei einer Kochgefäß-Erkennung sowie sonstige Daten aus. Dabei kann die Zentralsteuerung vorteilhaft derart ausgebildet sein, dass sie aus einer Rückmeldung einer Kochgefäß-Erkennung, welche von den einzelnen Induktions-Heizelementen kommt, einen Belegungszustand der Heizeinrichtung erkennt. Somit kann sie erfassen, ob zum einen überhaupt ein für Induktions-Heizung geeignetes Kochgefäß aufgestellt ist, oder sogar mehrere. Des weiteren kann sie aus den räumlich verteilten Signalen der einzelnen Induktions-Heizelemente erkennen an welcher Stelle Kochgefäße aufstehen und welche Induktions-Heizelemente somit ausreichend überdeckt sind und betrieben werden sollen. Des weiteren ist es möglich, über die Zentralsteuerung eine von einer Bedienperson vorgegebene Leistung an die einzelnen Induktions-Heizelemente weiterzugeben zu deren Ansteuerung. Bei einer vorgenannten Möglichkeit eines Bus-Systems kann über eine Zentralsteuerung sehr leicht eine Ansteuerung eines bestimmten Induktions-Heizelementes mit der Information über die gewünschte Leistungsstufe erfolgen. Über den eigenen Umrichter setzt das Induktions-Heizelement die Information der Leistungsstufe im Umrichter um.

[0022] So ist es einerseits möglich, mit einer Zentralsteuerung jedes einzelne Induktions-Heizelement einzeln anzusteuern. Vorteilhaft werden im Betrieb jedoch jeweils mehrere Induktions-Heizelemente zu einer beheizbaren Fläche zusammengefasst, welche einer sonst üblichen Kochstelle entspricht. Der Vorteil bei einer Heizeinrichtung mit einer Vielzahl von Induktions-Heizelemente liegt darin, eine solche Kochstelle sozusagen an einer beliebigen Stelle entstehen zu lassen. Auch mehrere Kochgefäße können so an beliebiger Stelle nebeneinander betrieben werden.

[0023] Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

[0024] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 'der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. In der Zeichnung zeigt die Fig. 1 in einem Seitenschnitt, wie eine Vielzahl von Baueinheiten mit Induktions-Spulen und Umrichtern unter einem Glaskeramik-Kochfeld angeordnet sind und jeweils angesteuert werden.

Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels

[0025] In der schematischen Darstellung in Fig. 1 ist ein Glaskeramik-Kochfeld 11 dargestellt. Unterhalb diesem befinden sich mehrere nebeneinander angeordnete Baueinheiten 13. Diese Baueinheiten 13 grenzen mit geringem Abstand aneinander an, vorteilhaft liegen sie aneinander an. Sie sind an einem nicht dargestellten Träger befestigt, beispielsweise einer Metallplatte. Es können Einzelmodule sein. Wie oben ausgeführt, können sie auch zusammensteckbar sein, beispielsweise auch ohne Träger.

[0026] Die Baueinheiten 13 bestehen jeweils aus einer Induktions-Spule 15 und einem Umrichter 17. Der Umrichter 17 weist zum einen eine Umrichterschaltung auf. Des weiteren weist er eine Umrichter-Steuerung 18 auf, vorteilhaft mit einem Microcontroller. Die Induktions-Spule 15, welche an die Unterseite des Glaskeramik-Kochfeldes 11 angelegt ist, ist mit dem Umrichter 17 über eine Verbindung 19 verbunden. Diese Verbindung ist zum einen mechanisch halternd und zum anderen elektrisch leitend. Beispielsweise kann es eine Steckverbindung sein, über welcher der Umrichter 17 die Induktions-Spule 15 speist.

[0027] Mittels Anschlussdrähten 20 und 21 sind die Umrichter 17 jeweils an Federklemmen 23 verbunden, welche mit jeweils einer positiven Stromschiene 25 und einer negativen Stromschiene 26 verbunden sind. Die Ausbildung solcher Federklemmen 23 sowie deren Anbringung an den Stromschienen 25 und 26 ist beispielsweise aus der DE 102 587 26.4 zu entnehmen, auf welche diesbezüglich ausdrücklich Bezug genommen wird.

[0028] Des weiteren sind die Umrichter 17 über Steueranschlüsse 28 mit einem Bus-System 30 verbunden. Darauf wird nachfolgend noch genauer eingegangen. Das Bus-System 30 wiederum ist mit einer Zentralsteuerung 32 verbunden. Die Zentralsteuerung 32 gibt über das Bus-System 30 Befehle an einzelne Umrichter 17 zum Betrieb der Induktions-Spulen 15. Ebenso kann eine Rückmeldung auch in der anderen Richtung vorgesehen sein, worauf nachfolgend genauer eingegangen wird. Die Zentralsteuerung 32 ist mit Bedienelementen verbunden, über welche eine Bedienperson Steuerbefehle, wie beispielsweise Leistungsstufen oder dergleichen, vorgeben kann.

[0029] Auf dem Glaskeramik-Kochfeld 11 steht ein Kochgefäß 34, beispielsweise ein metallischer Kochtopf. Dieses überdeckt zumindest drei Induktions-Spulen 15 bzw. entsprechende Baueinheiten 13. Zusätzlich zu den drei dargestellten Baueinheiten können auch noch daneben angeordnete Baueinheiten überdeckt werden, welche in die Zeichenebene hinein oder heraus angeordnet sind. Eine solche Anordnung mehrerer als einzelne Heizelemente dienender Baueinheiten ist beispielsweise aus der zuvor genannten DE 102 587 26.4 bekannt, auf welche diesbezüglich ausdrücklich Bezug genommen wird.

[0030] Die positive Stromschiene 25 und die negative Stromschiene 26 sind vorteilhaft mit gleichgerichteter Netzspannung verbunden. Aus dieser wird der Umrichter 17 gespeist und betreibt die Induktions-Spulen 15.

Funktion

[0031] Zum einen weisen die Baueinheiten 13 eine eigene Topferkennungs-Funktion auf. Dies kann auf ari sich bekannte Art und Weise dadurch erreicht werden, dass sie in bestimmten Zeitabständen kurzzeitig die Induktions-Spulen 15 aktivieren. Befindet sich ein entsprechend geeignetes Kochgefäß, wie beispielsweise das Kochgefäß 34, über einer Induktionsspule 15, so kann dieses am Stromfluss erkannt werden und entsprechend als Topferkennung ausgewertet werden. Diese Auswertung erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel vorteilhaft durch die Erfassung des Stroms im Umrichter 17 und Verarbeitung in der Umrichter-Steuerung 18.

[0032] Die Umrichter-Steuerung 18 gibt somit ein bereits ausgewertetes und direkt aussagekräftiges Signal, beispielsweise "geeigneter Topf aufgestellt", über die Steuereinflüsse 28 an das Bus-System 30. Dieses wiederum gibt das Signal an die Zentralsteuerung 32 weiter. Die Zentralsteuerung 32 sammelt diese Signale für alle Baueinheiten 13 und kann somit jederzeit erfassen, wie die Belegungssituation des Kochfeldes 11 bzw. der Baueinheiten 13 ist. Für zusammenhängende Flächen von belegten Baueinheiten 13 erkennt die Zentralsteuerung 32 dieses als ein aufgestelltes, zusammenhängendes Kochgefäß und gibt entsprechende Aktivierungs-Signale an diese Baueinheiten. Diese Aktivierungs-Signale hängen von der von einer Bedienperson gewünschten Leistungseinstellung ab, also beispielsweise in Leistungsstufen von ein bis neun.

[0033] Die entsprechende Ansteuerung mit der gewünschten Leistungsstufe wird von der Zentralsteuerung 32 über das Bus-System 30 und die Steuereinflüsse 28 an die Umrichter-Steuerungen 18 derjenigen Baueinheiten 13 gegeben, welche aufgrund der Topferkennung aktiviert werden sollen. Dabei kann in der Zentralsteuerung 32 hinterlegt sein, dass bei Detektierung eines ferromagnetischen Gegenstandes durch lediglich eine einzige Baueinheit 13 dieses bei entsprechend kleiner Ausbildung kein geeignetes Kochgefäß sein kann, sondern beispielsweise ein metallisches Besteck oder dergleichen. Diesen Zustand wertet die Zentralsteuerung 32 als nicht betriebsgemäß aus und aktiviert die betroffene Baueinheit oder Induktions-Spule 15 nicht. Anstelle dessen kann beispielsweise ein Fehlersignal an eine Bedienperson ausgegeben werden, um den nicht betriebsgemäßen Zustand anzuzeigen und zu beseitigen.
Die Umrichter-Steuerung 18 erkennt ihre Ansteuerung durch die Zentralsteuerung 32 entsprechend dem Aufbau des Bus-Systems. Sie setzt die gewünschte Information über dem Betrieb um und aktiviert den Umrichter 17 entsprechend zur Leistungsversorgung der Induktions-Spule 15. Grundsätzlich können die Induktions-Spulen 15 mittels der Umrichter 17 sowie der Umrichter-Steuerung 18 betrieben werden wie gebräuchliche Induktionsspulen zur Beheizung eines Kochfeldes. Über das Bus-System 30 ist es möglich, jeweils eine gewünschte Baueinheit anzusprechen sowie die Stelle jeder Baueinheit an dem Glaskeramik-Kochfeld zu erkennen.

[0034] Der große Vorteil bei diesem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel liegt zum einen daran, dass die Baueinheiten 13 aus Induktions-Spule 15, Umrichter 17 sowie Umrichter-Steuerung 18 leicht gehandhabt und zu einer gesamten Heizeinrichtung bzw. einem Kochfeld zusammengebaut werden können. Ist eine Baueinheit defekt, wird sie gegen eine neue ausgewechselt.

[0035] Durch eine lösbare Verbindung 19 zwischen Induktions-Spule 15 und Umrichter 17 ist es möglich, bei einer ausgetauschten oder defekten Baueinheit 13 den Fehler zu lokalisieren und den jeweils fehlerhaften Teil auszutauschen. So muss nicht jedes Mal eine komplette Baueinheit ersetzt werden.

[0036] Über die beschriebenen Anschlussmöglichkeiten der Baueinheiten 13 an eine Energieversorgung über die Stromschienen 25 und 26 sowie an eine Steuerung über die Steueranschlüsse 28 mit dem Bus-System 30 ist die Montage bzw. der Anschluss vorteilhaft und einfach möglich. Es braucht nicht, wie beispielsweise im Stand der Technik, jeweils eine aufwendige Verkabelung vorgesehen werden. Insbesondere ist auch ein Austausch defekter Baueinheiten sehr leicht möglich ohne größere Anschlussarbeiten. Die beschriebene Möglichkeit, die Anschlussdrähte 20 und 21 in Federklemmen 23 zu haltern zur Befestigung einer gesamten Baueinheit 13 mit gleichzeitiger Stromversorgung, ermöglicht schnelle Montage sowie schnelles Austauschen.

[0037] Der Betrieb der Induktions-Spule 15 ist einerseits getaktet möglich. Andererseits können sie mit gesenkten bzw. entsprechend geringeren Leistungen als der vollen Nennleistung betrieben werden. Außerdem sind auch Mischformen möglich. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, bei einer als eine Kochstelle zu beheizenden Fläche durch mehrere Induktions-Heizelemente diese abwechselnd einzuschalten, beispielsweise mit ablösender Regelung bzw. Leistungsversorgung. So kann eine geringere als deren volle Leistung zur Verfügung gestellt werden. Des weiteren kann durch wechselnde örtliche Beheizung eines Kochgefäßes eine gewisse Konvektion oder Bewegung in dem Kochgut hervorgerufen werden, was zur schnellen und gleichmäßigen Erwärmung beiträgt.

[0038] Die Induktionsspulen können vorteilhaft in einer Art Gehäuse verlaufen. Derartige Gehäuse können rund, insbesondere kreisrund sein, zumindest für einen Spulenraum. Es können Ferrite zur Bündelung und Abschirmung der magnetischen Feldlinien vorgesehen sein. Deren Querschnitt kann beispielsweise wie bei bekannten Induktionsspulen ausgebildet oder liegende E-Form aufweisen.

[0039] Des weiteren ist es auch hier möglich, sogenannten Ankochstufen mit kurzzeitig überhöhter Leistung vorzusehen. Dabei entwickeln die Induktions-Heizelemente eine kurzzeitige Leistung, welche signifikant über ihre Nennleistung liegt.

[0040] Neben dargestellten Anschlussmöglichkeiten der Baueinheiten an separat verlaufende Stromschienen oder ein Bus-System ist es auch möglich, die Baueinheiten mit Steckverbindungen jeweils direkt miteinander zu verbinden, vorteilhaft in seitlicher Richtung. So können die genannten Stromschienen oder Bus-Systeme durch die Vielzahl zusammen verbundener Baueinheiten gebildet werden.

Ansprüche

1. Heizeinrichtung für eine flächige Beheizung mit:

- einem flächig ausgedehnten Träger,

- mehreren flächig auf dem Träger verteilten Induktions-Heizelementen (15), die jeweils einzeln ansteuerbar sind, wobei eine Unterteilung, in viele, kleine und jeweils einzelne Induktions-Heizelemente vorgesehen ist

- elektrischen Verbindungen (20, 21, 28) an die Induktions-Heizelemente,

dadurch gekennzeichnet, dass ein Induktions-Heizelement mit einer ihm direkt zugeordneter und daran befestigbarer Umrichter-Einrichtung (17) eine selbständig handhabbare Baueinheit (13) bildet.

2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Induktions-Heizelement eine einzige Induktionsspule (15) und einen Umrichter (17) aufweist.

3. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Induktions-Heizelement mittels einer elektrischen Verbindung, vorzugsweise über zwei Anschlussdrähte (20, 21) für die Stromversorgung, an den Träger mechanisch verbindbar ist zur Befestigung, wobei insbesondere die Befestigung an dem Träger die elektrische Kontaktierung an die elektrische Verbindung ist.

4. Heizeinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Befestigung mittels des elektrischen Verbindungsdrahtes (20, 21) in einer Federklemme (23), vorzugsweise einer selbstschließenden Federklemme, die vorzugsweise an dem Träger befestigt ist, wobei insbesondere die Klemmrichtung von dem Träger wegweist und/oder die Federklemme auf der anderen Seite des Trägers angeordnet und/oder lösbar ist.

5. Heizeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der von dem Träger abgewandten Seite eine Halterung angeordnet ist, wobei die Halterung die Federklemmen (23) trägt.

6. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Verbindung (20, 21) zur Stromversorgung der Induktions-Heizelemente (13) für mehrere, insbesondere alle, Induktions-Heizelemente an einen Anschluss geht, vorzugsweise Stromschienen (25, 26) oder dergleichen.

7. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Induktions-Heizelement (13) Steueranschlüsse (28) aufweist zur Steuerung des Umrichters (17), wobei vorzugsweise eine Kontaktierung entsprechend den Anschlüssen (20, 21, 23) für die Stromversorgung ausgebildet ist.

8. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steueranschlüsse (28) mehrerer, vorzugsweise aller, Induktions-Heizelemente (13) über ein Bus-System (30) geführt sind, vorzugsweise über einen Zweidraht-Bus, wobei insbesondere das Bus-System separat ist von einer Stromversorgung (25, 26) der Induktions-Heizelemente.

9. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktions-Heizelemente (13) eine äußere Form aufweisen, welche sich mit weiteren dieser Induktions-Heizelemente (13) zu einer im wesentlichen geschlossenen Fläche fügen lässt, wobei vorzugsweise die Form ein Quadrat oder ein Sechseck ist.

10. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umrichter-Einrichtung (17) oder ein Induktions-Heizelement (15) eine eigene intelligente Steuerung (18) aufweist zur zumindest teilweisen Auswertung von Ansteuersignalen oder einer Kochgefäß-Erkennung, wobei vorzugsweise eine Kochgefäß-Erkennung erfolgt über Auswertung des Stromflusses bei Heizbetrieb und die Steuerung (18) derart ausgebildet ist, dass sie die Auswertung vornimmt und ein eindeutiges Signal abgibt, ob ein geeignetes Kochgefäß (34) aufgestellt ist oder nicht.

11. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Induktions-Heizelement (13) eine eigene Überwachung der Leistung bzw. des Stromflusses durch die Induktionsspule (15) aufweist, wobei vorzugsweise diese Überwachung mit der Umrichter-Einrichtung (17) verbunden ist.

12. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Zentralsteuerung (32) aufweist, welche mit sämtlichen Induktions-Heizelementen (13) verbunden ist zu deren Ansteuerung und/oder Auswertung.

13. Heizeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralsteuerung (32) derart ausgebildet ist, dass aus einer Rückmeldung der Kochgefäß-Erkennung der einzelnen Induktions-Heizelemente (13) der Belegungszustand der Heizeinrichtung (11) mit keinem, einem oder mehreren verteilt angeordneten geeigneten Kochgefäßen (34) erkennbar ist und ein von einer Bedienperson vorgegebener Betriebszustand an die jeweilige von einem geeigneten Kochgefäß überdeckten Induktions-Heizelemente (13) gegeben wird.

14. Heizeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralsteuerung (32) derart ausgebildet ist, dass sie die Induktions-Heizelemente (13) einzeln ansteuert zu deren Betrieb.

Claims

1. Heating device for a flat heating system having a flat extended support, several induction heating elements (15) distributed in flat manner on the support and which are in each case individually controllable, there being a subdivision into several small and in each case individual induction heating elements and electrical connection (20, 21, 28) to the induction heating elements, characterized in that an induction heating element forms an independently manipulatable module (13) with a converter device (17) fixable thereto and directly associated therewith.

2. Heating device according to claim 1, characterized in that the induction heating element has a single induction coil (15) and a converter (17).

3. Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that an induction heating element is mechanically connectable to the support by an electrical connection, preferably via two connecting wires (20, 21) for the power supply for fixing purposes and in particular the fixing to the support is the electrical contacting with the electrical connection.

4. Heating device according to claim 3, characterized by fixing by means of the electrical connecting wire (20, 21) in a spring clip (23), preferably a self-closing spring clip, which is preferably fixed to the support and in particular the clamping direction is away from the support and/or the spring clip is located and/or releasable on the other side of the support.

5. Heating device according to claim 3 or 4, characterized in that a holder is placed on the side remote from the support and said holder holds the spring clips (23).

6. Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that an electrical connection (20, 21) for the power supply of the induction heating elements (13) for several and in particular all the induction heating elements passes to a terminal, preferably busbars (25, 26) or the like.

7. Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that an induction heating element (13) has control connections (28) for controlling the converter (17) and preferably a contacting is constructed in accordance with the power supply connections (20, 21, 23).

8. Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the control connections (28) of several and preferably all the induction heating elements (13) is passed via a bus system (30), preferably a two-wire bus and in particular the bus system is separate from a power supply (25, 26) of the induction heating elements.

9. Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the induction heating elements (13) have an external shape which can be joined to further such induction heating elements (13) to form a substantially closed surface and preferably the shape is a square or a hexagon.

10. Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that a converter device (17) or an induction heating element (13) has its own intelligent control (18) or an at least partial evaluation of control signals or a cooking vessel detection means, the cooking vessel detection preferably taking place via the evaluation of the current flow during heating operation and the control (18) is constructed in such a way that it carries out the evaluation and emits an unambiguous signal as to whether or not a suitable cooking vessel (34) is in place.

11. Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that each induction heating element (13) has its own monitoring means for the power or the current flow through the induction coil (15) and preferably said monitoring means is connected to the converter device (17).

12. Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that it has a central control (32), which is connected to all the induction heating elements (13) for their control and/or evaluation.

13. Heating device according to claim'12, characterized in that the central control (32) is constructed in such a way that from a back-indication of the cooking vessel detection means of the individual induction heating elements (13) it is possible to detect the occupancy state of the heating device (11) with no, one or several distributed, suitable cooking vessels (34) and an operating state preset by an operator is passed to the particular induction heating elements (13) covered by a suitable cooking vessel.

14. Heating device according to claim 13, characterized in that the central control (32) is constructed in such a way that it individually controls the induction heating elements (13) for the operation thereof.

Revendications

1. Dispositif de chauffage pour un chauffage plat présentant :

- un support plan,

- plusieurs éléments de chauffage par induction (15) qui sont distribués en deux dimensions sur le support et qui peuvent être commandés individuellement, étant prévue une subdivision en plusieurs petits éléments de chauffage par induction individuels

- des connexions électriques (20, 21, 28) aux éléments de chauffage par induction,

caractérisé en ce qu'un élément de chauffage par induction avec un dispositif convertisseur (17) directement associé à celui-ci et pouvant être fixé à celui-ci forme une unité modulaire (13) individuellement maniable.

2. Dispositif de chauffage d'après la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de chauffage par induction présente une seule bobine d'induction (15) et un convertisseur (17).

3. Dispositif de chauffage d'après une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un élément de chauffage par induction peut être mécaniquement fixé au support au moyen d'un raccord électrique, de préférence par deux fils de connexion (20, 21) pour l'alimentation en courant, la fixation au support étant notamment le lien électrique au raccord électrique.

4. Dispositif de chauffage d'après la revendication 3, caractérisé par une fixation au moyen du fil de connexion électrique (20, 21) dans une borne à ressort (23), notamment dans une borne à ressort autoserrante, fixée de préférence au support, la direction de serrage étant notamment orientée en direction opposée au support et/ou la borne à serrage étant disposée de l'autre côté du support et/ou étant détachable.

5. Dispositif de chauffage d'après la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'on dispose une attache du côté opposé au support, sachant que l'attache porte les bornes à ressort (23).

6. Dispositif de chauffage d'après une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un raccord électrique (20, 21) pour l'alimentation en courant des éléments de chauffage par induction (13) s'étend, pour plusieurs, notamment tous les éléments de chauffage par induction, vers une prise, de préférence des barres conductrices (25, 26) ou similaires.

7. Dispositif de chauffage d'après une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un élément de chauffage par induction (13) présente des raccordements de commande (28) pour la commande du convertisseur (17), l'établissement des contacts étant réalisé de préférence de manière à correspondre à celui des connexions (20, 21, 23) pour l'alimentation en courant.

8. Dispositif de chauffage d'après une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les raccordements de commande (28) de plusieurs, de préférence de tous les éléments de chauffage par induction (13) sont menés par un système de bus (30), de préférence par un bus à deux fils, le système de bus étant notamment séparé d'une alimentation en courant (25, 26) pour les éléments de chauffage par induction.

9. Dispositif de chauffage d'après une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de chauffage par induction (13) présentent une forme extérieure, qui peut être jointe à d'autres éléments de chauffage par induction (13) de ce genre pour obtenir une surface essentiellement close, la forme étant de préférence un carré ou un hexagone.

10. Dispositif de chauffage d'après une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un dispositif convertisseur (17) ou un élément de chauffage par induction (15) présente une commande (18) intelligente spécifique pour l'évaluation au moins partielle des signaux de commande ou bien pour la détection d'un récipient de cuisson, une détection du récipient de cuisson ayant lieu de préférence au moyen d'une évaluation du flux de courant pendant le service de chauffe et la commande (18) étant réalisée de telle manière qu'elle effectue l'évaluation et qu'elle émet un signal univoque, qui permet de savoir si un récipient de cuisson (34) adéquat se trouve en place ou bien pas.

11. Dispositif de chauffage d'après une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque élément de chauffage par induction (13) présente un moyen de contrôle spécifique de la puissance ou encore du flux de courant à travers la bobine d'induction (15), ce moyen de contrôle étant lié de préférence au dispositif convertisseur (17).

12. Dispositif de chauffage d'après une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente une commande centralisée (32), qui est raccordée à tous les éléments de chauffage par induction (13) pour les commander et/ou pour l'analyse de leur performance.

13. Dispositif de chauffage d'après la revendication 12, caractérisé en ce que la commande centralisée (32) est réalisée de telle manière que par une information en retour du moyen de détection de récipient de cuisson des éléments de chauffage par induction (13) respectifs on peut apprécier si l'état d'occupation du dispositif de chauffe (11) correspond à aucun, un ou plusieurs récipients de cuisson convenables distribués et si un état de service défini par un utilisateur est passé à l'élément de chauffage par induction (13) respectif, couvert par un récipient de cuisson adéquat.

14. Dispositif de chauffage d'après la revendication 13, caractérisé en ce que la commande centralisée (32) est réalisée de telle manière qu'elle commande les éléments de chauffage par induction (13) de manière individuelle pour leur service.

Zeichnung