Sicherheitsschalter für E-Herde HTL Braunau/Team Octopus Sehr geehrte Damen und Herren! Ich darf sie heute zu unserer Präsentation des Sicherheitsschalters für E- Herde recht herzlich Begrüßen! Wir, Robert Mader, Mayer Gerald und ich sind drei Schüler der HTL Braunau, dritte Klasse Mechatronik und arbeiten seit letztem Schuljahr im Team Octopus in der Freizeit am Projekt „Sicherheitsschalter für E-Herde“. Da Gerald Mayer und ich bei der Freiwilligen Feuerwehr sind sehen wir leider immer wieder welchen Schaden das Feuer eines Küchenbrandes anrichten kann. Leider werden auch immer wieder Menschen schwer verletzt denn nicht sogar von den Rauchgasen oder den Flammen getötet. Mader Robert, Mayer Gerald, Dorfner Dominik 3. Klasse Mechatronik

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. Küchenbrände werden ausgelöst durch vergessen der Herdplatte und der darauf befindlichen Speise und Fettresten ausgelöst. Da Fett keinen Siedepunkt wie Wasser besitzt erhitzt es sich über 300C und erreicht so seine Zündtemperatur. Löschversuche mit Wasser können verheerende Auswirkungen haben da eine kleine Menge Wasser schon eine Meterhohe Stichflamme auslösen kann.

Küchenbrand in Zahlen Oberösterreich 2004 490 Zimmerbrände Etwa 1/3 davon sind Küchenbrände Geschätzte Schadenssumme ca. 5 mio € In Oberösterreich sind es laut Statistik ca.490 Zimmerbrände von denen etwa 1/3 Küchenbrände beinhalten. Der dadurch entstandene Schaden beträgt ungefähr 15 Mio. Euro. Der seelische Schaden der betroffenen ist nicht mit Geld abzuwägen.

Möglichkeiten der Brandvorbeugung Brandmeldeanlagen Übertemperatursensoren in Heizplatten Verwendung von Friteusen Infrarot-Temperaturmessung Brandmeldeanlagen schützen nicht Übertemperatursensoren müssen auf etwa 500°C eingestellt werden Nicht alles kann man in Friteusen braten Infrarot-Temperaturmessung würde E-Herd abschalten, wenn man Kochtopf von der Platte nimmt

Methoden der Früherkennung einer Fettüberhitzung Sensoren für die Branderkennung Ionisationsrauchmelder Optischer Rauchmelder Flammenmelder Wärmemelder

Unsere Idee Verschmutzung des Sensors unterdrücken Direkte Kopplung von Sensor und E-Herd über drahtlose Kommunikation und Sicherheitsrelais Sensor Relais IR

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.

Messprinzip IR Sensor zur Herdüberwachung Steuerlogik für Ventilator und Kath Heizung Kath muss vorgeheizt werden

Versuche Heizplatte mit Öl, Temperatur gemessen Katalysator auf 400-500°C aufgeheizt Mittels Ventilator wird Luft durch den Katalysator gesaugt Elektronik erfasst Spannungsdifferenz

Versuche

Katalysatorwerkstoff Autokatalysator als ideale Basis für die ersten Entwicklungsschritte Alternativen sind Pyrolysekatalysatoren in Backrohren Wir haben für unsere Versuche einen normalen Autokatalysator verwendet. Zu diesem Zweck haben wir einen alten Katalysator zerlegt und auf eine passende größe zugeschnitten. Der Katalysator selbst besitzt eine wabenförmige Struktur und damit eine große spezifische Oberfläche, die gewährleistet, dass die organischen Bestandteile vollständig oxidiert werden. Damit der Katalysator rasch und effektiv funktioniert muss er auf eine Betriebstemperatur von etwa 400°C bis 500°C gebracht werden. Alternativ dazu könnte man auch einen Pyrolysekatalysator wie er im Backofen verwendet wird nutzen. Diese Mischoxydkatalysatoren werden in selbstreinigenden Backrohren eingesetzt um Fettspritzer und andere organische Beläge bei Temperaturen unter 300°C dauerhaft zu zerstören. (Selbstreinigendes Backrohr)

Kohlendioxidsensor Hochempfindlicher Sensor für Raumluftüberwachung Lange Lebensdauer Als Kohlendioxidsensor haben wir uns für einen hochempfindlichen CO2 Sensor für Raumluftüberwachung entschieden. Er hat eine lange Lebensdauer und kann somit ideal für unsere Versuche verwendet werden. Seine Spannung sinkt rasant bei steigendem CO2 Gehalt. Links: CO2 Sensor Rechts: empfindlichkeitsdiagramm

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. Unsere Ergebnisse: Ø      Bei rauchendem Öl bei ca. 300°C sinkt die Sensorspannung um ca. 10% von 230mV auf 220mV ab. Ø      Der Katalysator muss jedoch vorgeheizt werden, damit verbleibende Ölreste im Katalysator noch verbrannt werden, bevor die Vergleichsspannung gemessen wird.

Zusammenfassung Spezieller E-Herd Sensor entwickelt. Methode zur E-Herd Absicherung. Das Verfahren wurde zum Patent angemeldet. Jetzt möchte ich noch kurz unser Projekt zusammenfassen. Wir haben einen Sensor entwickelt der wartungsfrei und leicht montierbar ist. Unser Projekt könnte effektiv Küchenbränden vorbeugen und Menschen retten. Wir haben unsere Idee auch schon beim Österreichischen Patentamt angemeldet.

Ausblick Sensor Prototyp funktionierte Arbeiten am differenziellen Messsystem werden weitergeführt Praktische Umsetzung in einem E-Herd ist geplant. In Zukunft hoffen wir ein verbessertes differenzielle Messsystem aufzubauen das denn

Danke für das Interesse In Zukunft hoffen wir ein verbessertes differenzielle Messsystem aufzubauen das denn