Sicherheitsschalter für E-Herde

Sicherheitsschalter für E-Herde

HTL Braunau/Team Octopus

Mader Robert, Mayer Gerald, Dorfner Dominik

3. Klasse Mechatronik

Sicherheitsschalter für E-Herde

Was passiert, wenn Fett am E-Herd vergessen wird?

• Fett kocht nicht wie Wasser bei 100°C, es besitzt keinen Siedepunkt.

• Die Temperatur steigt bei eingeschalteter Herdplatte ständig an.

• Ab etwa 300°C ist die Zündtemperatur erreicht.

• Löschversuche mit Wasser scheitern.

Sicherheitsschalter für E-Herde

Küchenbrand in Zahlen

• Oberösterreich 2004

– 490 Zimmerbrände

– Etwa 1/3 davon sind Küchenbrände

– Geschätzte Schadenssumme ca. 5 mio €

Sicherheitsschalter für E-Herde

Möglichkeiten der Brandvorbeugung

• Brandmeldeanlagen

• Übertemperatursensoren in Heizplatten

• Verwendung von Friteusen

• Infrarot-Temperaturmessung

Sicherheitsschalter für E-Herde

Methoden der Früherkennung einer Fettüberhitzung

Sensoren für die Branderkennung

– Ionisationsrauchmelder

– Optischer Rauchmelder

– Flammenmelder

– Wärmemelder

Sicherheitsschalter für E-Herde

Unsere Idee

• Verschmutzung des Sensors unterdrücken

• Direkte Kopplung von Sensor und E-Herd über drahtlose Kommunikation und Sicherheitsrelais

Sensor

Relais

IR

Sicherheitsschalter für E-Herde

Lösungskonzept für den Sensor

• Aufsteigendes Fett wird mit Katalysator verbrannt.

• CO2 Sensor misst Anstieg im CO2 Gehalt.

• Signal-Änderung löst Sicherheitsrelais im E-Herd aus.

• Schaltet Energiezufuhr ab.

M ikrocontro ller m it Sensorm essverstärkerSensor-HeizungssteuerungVentilatorsteuerungInfrarot -A larm

E-Herd S icherheitsschalter

Strom zufuhr E-Herd

Sicherheitsschalter für E-Herde

Messprinzip

O fen heiß?nein

IR Sensor

ja

Ventila tor e inHeizung S ensor einHeizung K atalysator ein

Vorheizzeit

CO 2-S ensorM essw ert

BasiswertSpeicher

IR -Alarm

CO -W ert>CO Basiswert + A larm schwelle

2 2

nein

ja

M essintervall

• IR Sensor zur Herdüberwachung

• Steuerlogik für Ventilator und Kath Heizung

• Kath muss vorgeheizt werden

Sicherheitsschalter für E-Herde

Versuche

• Heizplatte mit Öl, Temperatur gemessen

• Katalysator auf 400-500°C aufgeheizt

• Mittels Ventilator wird Luft durch den Katalysator gesaugt

• Elektronik erfasst Spannungsdifferenz

M essplatine

Sensorm essverstärkerSensor-HeizungVentilatorsteuerungM essverst.- KatTem peraturM essverst. - Ö ltem peratur

M ess- und Regel PV

Ventilator

CO Sensor2

KatalysatorHeizung

Ansaugrohr

Testöl

Heizplatte

Sicherheitsschalter für E-Herde

Versuche

Sicherheitsschalter für E-Herde

Katalysatorwerkstoff

• Autokatalysator als ideale Basis für die ersten Entwicklungsschritte

• Alternativen sind Pyrolysekatalysatoren in Backrohren

Sicherheitsschalter für E-Herde

Kohlendioxidsensor

• Hochempfindlicher Sensor für Raumluftüberwachung

• Lange Lebensdauer

Sicherheitsschalter für E-Herde

Ergebnisse

• Bei 300°C Öltemperatur ändert sich die Sensorspannung um ca. 10%.

• Katalysator muss vorgeheizt werden, damit nicht oxidierte Ölreste umgesetzt werden können, bevor das 0-Signal gemessen wird.

Sicherheitsschalter für E-Herde

Zusammenfassung

• Spezieller E-Herd Sensor entwickelt.

• Methode zur E-Herd Absicherung.

• Das Verfahren wurde zum Patent angemeldet.

Sicherheitsschalter für E-Herde

Ausblick

• Sensor Prototyp funktionierte

• Arbeiten am differenziellen Messsystem werden weitergeführt

• Praktische Umsetzung in einem E-Herd ist geplant.

Sicherheitsschalter für E-Herde

Danke für das Interesse