ES2262618T3 - Procedimiento de regulacion de la temperatura en un horno de coccion electrico. - Google Patents
Procedimiento de regulacion de la temperatura en un horno de coccion electrico.Info
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Abstract
Procedimiento de regulación de la temperatura en un recinto de cocción que comprende al menos un elemento calefactor eléctrico (2), caracterizado porque comprende las siguientes etapas: - adquisición de una temperatura de consigna (Tc) para el recinto de cocción; y - puesta en marcha de un ciclo de funcionamiento del elemento calefactor (2), elegido entre unos ciclos de funcionamiento predeterminados en función de la temperatura de consigna (Tc) y de la potencia media (Pm) proporcionada por dicho elemento calefactor (2), comprendiendo los ciclos de funcionamiento predeterminados una fase de regulación (Rg) en la que el elemento calefactor (2) se pone en marcha periódicamente durante un tiempo constante previamente fijado.
Description
Procedimiento de regulación de la temperatura en
un horno de cocción eléctrico.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de regulación de la temperatura en un recinto de
cocción.
Se refiere también a un horno de cocción
eléctrico adaptado para aplicar este procedimiento de
regulación.
En un horno de cocción tradicional, se regula la
temperatura electrónicamente por medio de una sonda colocada
directamente en el recinto de cocción o en la cavidad del horno.
No obstante, las mediciones que realiza esta
sonda pueden verse influenciadas por el medio ambiente, en función
de la posición de la sonda o del tipo de cocción aplicado en el
horno.
En particular, esta sonda puede ser sensible a
los rayos infrarrojos que emiten los elementos calefactores
eléctricos, al vapor de agua que haya en el recinto de cocción o a
una circulación de aire importante, sobre todo si se trata de una
cocción tradicional pulsada.
La medición realizada por la sonda de
temperatura puede dar una imagen falseada de la temperatura real del
recinto de cocción, lo que falsea a su vez la regulación de la
temperatura y puede provocar un deterioro en la calidad de la
cocción.
Un procedimiento de cocción de este tipo que
utiliza la medición de la temperatura del recinto de cocción se
describe en el documento US 6 018 150.
La presente invención tiene por objeto proponer
un procedimiento de regulación que permite resolver los citados
inconvenientes y regular la temperatura en un recinto de cocción,
teniendo en cuenta las características térmicas del aparato.
Para ello, un procedimiento de regulación de la
temperatura en un recinto de cocción que comprende al menos con un
elemento calefactor eléctrico, comprende las siguientes etapas:
- -
- adquisición de una temperatura de consigna para el recinto de cocción, y
- -
- aplicación de un ciclo de funcionamiento del elemento calefactor, elegido entre unos ciclos de funcionamiento predeterminados en función de la temperatura de consigna y la potencia media proporcionada por dicho elemento calefactor, comprendiendo los citados ciclos de funcionamiento predeterminados una fase de regulación en la que el elemento calefactor se pone en marcha periódicamente, durante un tiempo fijo previamente establecido.
De este modo, la regulación de la temperatura se
efectúa a partir de un ciclo de funcionamiento determinado
previamente, que tiene en cuenta las características térmicas del
aparato y, sobre todo, la potencia media aportada por el elemento
calefactor en el tiempo.
De esta manera, se puede controlar la potencia
inyectada en el interior del recinto de cocción en función del
tiempo y a partir de la temperatura de consigna deseada para el
recinto de cocción, y regular la potencia proporcionada por el
elemento calefactor en la cavidad del horno alternando los periodos
de funcionamiento y los de parada de dicho elemento calefactor.
Este ciclo de funcionamiento permite, en una
fase de regulación, mantener la temperatura en el recinto de cocción
en torno a un valor de consigna fijado.
Según otra característica preferida de la
invención, los ciclos de funcionamiento predeterminados comprenden
una fase de precalentamiento, en la que el elemento calefactor
funciona continuamente durante un tiempo constante fijado en función
de la temperatura de consigna.
De este modo, se pueden fijar los parámetros del
ciclo de funcionamiento y el tiempo necesario para el
precalentamiento, durante el cual el elemento calefactor funcionará
continuamente para que se alcance en el recinto del horno la
temperatura de consigna establecida.
La regulación de la temperatura en la cavidad
del horno se realiza por tanto a partir del tiempo de funcionamiento
del elemento calefactor, en lugar de a partir del valor
proporcionado por una sonda de temperatura que podría ser erróneo
según su posición dentro del recinto de cocción.
Según otra característica preferida de la
invención, el procedimiento de regulación comprende además una etapa
de elección de un tipo de cocción en el recinto de cocción y los
ciclos de funcionamiento se determinan previamente en función de la
temperatura de consigna, del tipo de cocción elegido y de la
potencia media proporcionada por uno o varios elementos calefactores
asociados al tipo de cocción elegido.
De este modo, al regular la temperatura, los
parámetros del ciclo de funcionamiento se fijan también en función
del tipo de cocción elegido.
En un recinto de cocción, según el tipo de
cocción elegido, pueden funcionar uno o varios elementos
calefactores durante dicha cocción, lo cual modifica la potencia
media que se inyecta en el recinto de cocción mientras está
funcionando el aparato.
Además, en un tipo de cocción tradicional
pulsado, se puede poner en marcha un ventilador.
Estos parámetros modifican el comportamiento del
recinto de cocción y el aumento de la temperatura en el mismo.
De este modo, el procedimiento de regulación de
acuerdo con este modo de realización de la invención permite tener
en cuenta estos distintos parámetros asociados al tipo de cocción
aplicado.
Según otro aspecto de la invención, un horno
eléctrico comprende un recinto de cocción y al menos de un elemento
calefactor eléctrico adaptado para calentar dicho recinto de
cocción.
De acuerdo con la invención, el funcionamiento
del elemento calefactor eléctrico se regula según el procedimiento
de regulación de acuerdo con el primer aspecto de la invención.
Este horno de cocción eléctrico presenta
ventajas y características análogas a las descritas para el
procedimiento de regulación.
En particular, la temperatura en el interior del
recinto de cocción sólo se puede regular a partir de las
características térmicas y de las características de funcionamiento
del aparato de cocción.
Esta regulación no está influencia por el medio
ambiente.
En la descripción siguiente, se mostrarán otras
particularidades y ventajas de la invención.
En los dibujos anexos, aportados a título de
ejemplo y no limitativos:
- la figura 1 es un esquema bloque que
muestra un horno de cocción adaptado para aplicar el procedimiento
de regulación de acuerdo con la invención; y
- la figura 2 es una representación gráfica
que muestra un ciclo de funcionamiento de un elemento calefactor
según el procedimiento de regulación conforme con la invención.
En primer lugar, tomando como referencia la
figura 1, vamos a describir un horno de cocción eléctrico adaptado
para aplicar el procedimiento de regulación de acuerdo con la
invención.
Este horno de cocción 1 como ya se conoce
comprende elementos calefactores eléctricos 2 que permiten calentar
el interior de un recinto de cocción.
Dichos elementos calefactores eléctricos 2 están
formados generalmente por resistencias eléctricas con radiaciones de
infrarrojos.
De manera clásica, un horno de cocción lleva
colocada, de manera aparente, una primera resistencia eléctrica en
la parte superior del recinto de cocción.
También está colocada una segunda resistencia en
la parte inferior del horno, en la solera del recinto de
cocción.
El horno de cocción también comprende
generalmente al menos un motor 3 que permite poner en marcha un
ventilador adaptado para pulsar aire al recinto de cocción con
objeto de uniformizar la temperatura en el interior de dicho recinto
de cocción.
El horno de cocción está también equipado con
unos pilotos luminosos 4.
Dichos pilotos permiten sobre todo indicar al
usuario la puesta en marcha del horno de cocción y el final de la
fase de precalentamiento.
Los mandos de control 5 permiten al usuario
poner en funcionamiento el horno y elegir un tipo de cocción y la
temperatura de consigna que desea en el interior del recinto de
cocción del horno.
Además, unos medios de detección de los
contactos 6 permiten que no se autorice el funcionamiento del horno
a 350°C (función pirólisis) salvo que la puerta esté correctamente
cerrada y bloqueada.
También está prevista una sonda de temperatura 7
en el interior del recinto del horno.
Como se describirá más adelante, esta sonda de
temperatura no participa en la regulación de la temperatura en el
recinto de cocción.
Esta sonda de temperatura tiene una función de
limitador térmico, permitiendo cortar el funcionamiento del aparato
cuando la temperatura en el interior del recinto de cocción supera
una temperatura normal de utilización, por ejemplo por encima de los
320°C.
En el bloque con la referencia 8 de la figura 1
se ha esquematizado todo el conjunto de la gestión electrónica del
horno.
Generalmente, una tarjeta electrónica permite
controlar el funcionamiento de los distintos subconjuntos del
horno.
También permite gestionar el control 10 de los
elemento calefactores 2, el control 11 de los motores 3 y el control
12 de los pilotos luminosos 4.
Una memoria 13, de tipo memoria EEPROM, permite
memorizar los distintos tipos de funcionamiento del aparato de
acuerdo con la invención.
Se va a describir ahora cómo se determinan los
ciclos de funcionamiento del aparato para memorizarlos en la memoria
13 de la gestión electrónica 8 del horno 1.
Para conocer las características térmicas del
horno en cuestión 1, se necesita buscar la respuesta indicial, es
decir la señal de temperatura en el interior del recinto de cocción
cuando el horno está vacío, para una potencia inyectada determinada
y para un tipo de cocción establecido.
Inyectando una escala de potencia predeterminada
en el recinto de cocción, se puede observar el aumento de la
temperatura en el recinto vacío, con objeto de obtener la respuesta
indicial del horno para un tipo de cocción previamente
determinado.
Derivando la respuesta indicial, se obtiene la
respuesta impulsional del horno R_{imp}. Como aquí la respuesta
indicial es igual a la señal de temperatura, tenemos que: R_{imp}
= f (señal de temperatura), siendo f la función de transferencia
térmica del horno.
A partir de esta función de transferencia
térmica, se puede conocer la temperatura en el interior del horno
obtenida en función del tiempo, a partir de cualquier valor de
potencia inyectada.
Según el tipo de cocción que se elija, la
potencia media proporcionada en el interior del recinto de cocción
puede variar.
De manera clásica, se puede elegir el tipo de
cocción entre una cocción tradicional, una cocción tradicional
pulsada, una cocción por gratinador o una cocción por la resistencia
inferior.
En la cocción tradicional, todos los elementos
calefactores del horno funcionan simultáneamente, en particular la
resistencia eléctrica superior y la resistencia eléctrica inferior,
denominada resistencia eléctrica solera.
En la cocción tradicional pulsada, se pone en
marcha el ventilador para mover el aire en el interior del recinto
de cocción y uniformizar la temperatura de éste.
En una cocción de gratinador, sólo funciona la
resistencia eléctrica superior aparente.
Por el contrario, en una cocción de solera, sólo
funciona la resistencia eléctrica inferior.
Típicamente, la temperatura de consigna en el
interior del horno puede estar comprendida entre 50°C y 275°C.
Gracias a la función de transferencia térmica
determinada para el horno, se puede crear una tabla de
correspondencias que permite asociar a cada tipo de cocción y para
cada temperatura de consigna, un ciclo de funcionamiento a partir
del cual se regulará el funcionamiento del o de los elementos
calefactores aplicados en el ciclo de cocción.
Cada ciclo de funcionamiento predeterminado
comprende una fase de precalentamiento en la que todos los elementos
calefactores del horno funcionan continuamente durante un tiempo
constante que depende de la temperatura de consigna deseada.
En esta fase de precalentamiento, la potencia
inyectada en el recinto de cocción es la potencia máxima que puede
proporcionar el horno de cocción cuando funcionan todos los
elementos calefactores.
Cuando se alcanza la temperatura de consigna, se
termina esta fase de precalentamiento y el ciclo de funcionamiento
se prolonga con una fase de regulación que permite mantener el
recinto de cocción a la temperatura de consigna.
Durante dicha fase de regulación, el o los
elementos calefactores aplicados, según el tipo de cocción que se
haya elegido, funcionan intermitentemente.
Preferentemente, los elementos calefactores se
ponen en marcha periódicamente durante un tiempo constante
previamente determinado.
La periodicidad con la que se pone en marcha el
elemento calefactor se fija en función de la temperatura de consigna
y el tipo de cocción.
Esta periodicidad disminuye cuando disminuye la
temperatura de consigna.
Cuando la temperatura en el recinto de cocción
es menor, la disminución de temperatura en la fase de regulación es
menos rápida.
En consecuencia, es necesario reactivar los
elementos calefactores con menos frecuencia.
A modo de ejemplo, un ciclo de funcionamiento
se puede presentar como sigue, para una regulación a una temperatura
de consigna del orden de 200°C:
\vskip1.000000\baselineskip
| Precalentamiento | Parada | Marcha | |
| Tiempo | 9 minutos | 5 minutos | 2 minutos |
| Potencia media inyectada | 2950 W | 0 W | 1630 W |
\vskip1.000000\baselineskip
De este modo, para un horno de cocción con una
potencia máxima del orden de 3000 W, la fase de precalentamiento,
durante la cual funcionan todos los elementos calefactores, tiene
una duración de 9 minutos.
Después, durante la fase de regulación, se pone
en marcha un elemento calefactor periódicamente cada 7 minutos.
La duración de funcionamiento del elemento
calefactor también es constante en cada período, en este caso igual
a 2 minutos.
Recíprocamente, el tiempo de parada de este
elemento calefactor es del orden de 5 minutos.
En el ejemplo que hemos descrito, la potencia
inyectada en el recinto de cocción durante la fase de regulación es
sustancialmente igual a 1630 W, lo que corresponde por ejemplo a la
puesta en marcha de sólo uno de los elementos calefactores que
equipan el horno de cocción.
La figura 2 ilustra también en una curva un
ciclo de funcionamiento que permite mantener una temperatura del
orden 200°C en el interior del recinto de un horno.
En este segundo ejemplo, los elementos
calefactores utilizados en la fase de precalentamiento Cf y en la
fase de regulación Rg son idénticos y proporcionan una potencia
media Pm del orden de 1700 W en el recinto de cocción.
La fase de precalentamiento Cf, con una duración
de unos 20 minutos, permite conseguir que aumente la temperatura
hasta alcanzar la temperatura de consigna Tc a 200°C.
Después, la fase de regulación Rg permite, por
funcionamiento por intermitencia del elemento calefactor, mantener
la temperatura sustancialmente igual a 200°C.
Al poner en marcha el horno, el procedimiento de
regulación de la temperatura comprende en primer lugar una etapa de
adquisición de una temperatura de consigna Tc para el recinto de
cocción.
Además, una etapa de elección permite al usuario
elegir un tipo de cocción entre todos los tipos de cocción
disponibles en el horno.
A continuación, se pone en marcha un ciclo de
funcionamiento del elemento calefactor.
Dicho ciclo de funcionamiento se elige entre
todos los ciclos de funcionamiento memorizados en la memoria 13 de
función, fundamentalmente la temperatura de consigna solicitada Tc y
el tipo de cocción elegido.
Así, la regulación se efectúa a partir de las
características térmicas del horno, lo que permite proporcionar
únicamente la energía necesaria para que se pueda regular la
temperatura en el interior del recinto de cocción.
Por supuesto, se podrían aportar numerosas
modificaciones al ejemplo de realización arriba descrito, sin salir
por ello del marco de la invención.
En particular, si el aparato no cocción no
comprende distintos tipos de cocción, los ciclos de funcionamiento
predeterminados y memorizados irán únicamente en función de la
temperatura de consigna solicitada y de la potencia media del o de
los elementos calefactores del aparato.
Claims (7)
1. Procedimiento de regulación de la temperatura
en un recinto de cocción que comprende al menos un elemento
calefactor eléctrico (2), caracterizado porque comprende las
siguientes etapas:
- -
- adquisición de una temperatura de consigna (Tc) para el recinto de cocción; y
- -
- puesta en marcha de un ciclo de funcionamiento del elemento calefactor (2), elegido entre unos ciclos de funcionamiento predeterminados en función de la temperatura de consigna (Tc) y de la potencia media (Pm) proporcionada por dicho elemento calefactor (2), comprendiendo los ciclos de funcionamiento predeterminados una fase de regulación (Rg) en la que el elemento calefactor (2) se pone en marcha periódicamente durante un tiempo constante previamente fijado.
2. Procedimiento de regulación según la
reivindicación 1, caracterizado porque la periodicidad con la
que se pone en marcha el elemento calefactor (2) se fija en función
de la temperatura de consigna (Tc) y disminuye cuando disminuye la
temperatura de consigna (Tc).
3. Procedimiento de regulación según alguna de
las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque los ciclos
de funcionamiento predeterminados comprenden una fase de
precalentamiento (Cf) en la que el elemento calefactor (2) funciona
continuamente durante un periodo constante previamente fijado en
función de la temperatura de consigna.
4. Procedimiento de regulación según alguna de
las reivindicaciones de 1 a 3, caracterizado porque comprende
una etapa de elección de un tipo de cocción en el recinto de cocción
y porque los ciclos de funcionamiento se determinan previamente en
función de la temperatura de consigna (Tc), del tipo de cocción
elegido y de la potencia media (Pm) proporcionada por uno o varios
elementos calefactores asociados al tipo de cocción elegido.
5. Procedimiento de regulación según la
reivindicación 4, caracterizado porque se elige el tipo de
cocción entre una cocción tradicional, una cocción tradicional
pulsada, una cocción de gratinador o una cocción de solera.
6. Horno eléctrico que comprende un recinto de
cocción y al menos un elemento calefactor eléctrico (2) adaptado
para calentar el recinto de cocción, caracterizado porque el
funcionamiento del elemento calefactor eléctrico (2) está regulado
de acuerdo con el procedimiento de regulación según alguna de las
reivindicaciones de 1 a 5.
7. Horno de cocción según la reivindicación 6,
caracterizado porque incluye medios de memorización (13) de
varios ciclos de funcionamiento previamente determinados en función
de una temperatura de consigna (Tc), un tipo de cocción y la
potencia media (Pm) proporcionada por el o los elementos
calefactores (2), y también medios de selección (9) de un ciclo de
funcionamiento adaptados para elegir un ciclo de funcionamiento en
función de la temperatura de consigna solicitada (Tc) y de un tipo
de cocción elegido.
Applications Claiming Priority (2)
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