ES2318088T3 - Metodo de funcionamiento de un horno domestico y horno de cocina con un ventilador de enfriamiento. - Google Patents

Abstract

Método de funcionamiento de un horno doméstico (3) para cocinar alimentos, teniendo dicho horno un ventilador de enfriamiento (8), una chimenea (17) para la descarga de vapores de una cámara de cocción, estando esta descarga sustancialmente accionada por dicho ventilador de enfriamiento (8), caracterizado porque el ventilador (8) es conmutado en marcha/parado según un ciclo con un período de control comprendido entro de 30 y 90 segundos y un ciclo de funcionamiento comprendido entre el 10% y el 60% para mejorar el rendimiento energético del horno (3).

Description

Método de funcionamiento de un horno doméstico y horno de cocina con un ventilador de enfriamiento.

La presente invención se refiere a un método de funcionamiento de un horno doméstico para cocinar alimentos, teniendo dicho horno un ventilador de enfriamiento y una chimenea para la descarga de vapores procedentes de una cámara de cocción, siendo dicha descarga conducida sustancialmente por dicho ventilador de enfriamiento.

El ventilador de enfriamiento se utiliza para enfriar una zona fuera de la cámara de cocción donde se colocan los componentes electrónicos del horno, y/o para producir un flujo de aire de enfriamiento que sale por la parte delantera del horno, a fin de enfriar la puerta del horno y/o su asa y/o el panel de control del horno. Es también bien conocido que el flujo de vapores y/o de residuos gaseosos a través de la chimenea es conducido por el flujo de aire de enfriamiento por medio del efecto Venturi.

El campo técnico de los hornos de cocina está haciendo frente ahora al nuevo desafío ambiental de aumentar el rendimiento energético de los electrodomésticos, también con vistas al etiquetado relacionado con el rendimiento energético. El propósito principal de la regulación europea que subyace en el etiquetado del rendimiento energético es proporcionar a los consumidores unos hornos eficientes para utilizar la energía disponible en una manera mejor, y de este modo ahorrar dinero del cliente. Desde la perspectiva del cliente, la presente tendencia de la tecnología es disponer de un horno que cocine correctamente, con baja temperatura en las partes tangibles (mandos, asa, etc.) y sin efecto secundario tal como la condensación de vapor en la puerta y en el panel de control; eso significa enfriar el horno de un modo eficaz. El último problema arriba mencionado, es decir la condensación de vapor, lleva a la anteriormente mencionada chimenea de escape de vapor, un conducto de aire que permite al vapor generado en la cavidad abandonarla sin que tenga condensación en las partes frías del horno. Mientras que sale el vapor, parte del calor sale también, disminuyendo de esa manera el rendimiento total del horno.

La eficacia del enfriamiento y el rendimiento del horno representan dos necesidades opuestas y uno de los objetos de la presente invención es proporcionar un método y un horno doméstico que permitan satisfacer ambas necesidades.

En hornos con chimenea de escape de vapor, la propia chimenea es una de las principales fuentes de pérdida de calor: la chimenea de hecho está sacando el vapor de la cavidad, extrayendo también una gran parte del calor. En un horno de tamaño medio, esa pérdida de calor se puede cuantificar en un 10%-20% durante una "prueba de Rendimiento Energético según código" realizada con un ladrillo como carga en la cámara del horno. El flujo de vapor en la chimenea es activado por el efecto Venturi aplicado en un extremo de la chimenea, usando una restricción en el canal de aire utilizado para el enfriamiento. El aire utilizado para enfriar el horno pasa a través del Venturi que activa un efecto de solicitación en la cámara de cocción que extrae el vapor (y el calor) de la propia cámara. El vapor se mezcla entonces con el flujo de aire de enfriamiento, es diluido en éste y es dispersado en el ambiente lejos del horno, evitando de esa modo la condensación en las partes frías del horno.

Si se desconecta el ventilador, ya no existe el efecto Venturi es y por tanto también se para la extracción de calor de vapor. De este modo se puede reducir la pérdida de calor pero el efecto negativo es que el vapor saldría simplemente siguiendo las reglas de convección naturales con la condensación en las partes visibles estéticas (tales como las asas, mandos, panel de control) y dando al cliente una impresión de baja calidad percibida. Las pruebas realizadas por el solicitante han demostrado también que un exceso de extracción de vapor da lugar también a un coeficiente de transferencia de calor disminuido. En otras palabras, la presencia de vapor ayuda en la transferencia de calor en la superficie del alimento (y en la superficie del ladrillo en condiciones de prueba de rendimiento energético), mejorando la transferencia de calor y el resultado de las pruebas de rendimiento.

El documento DE 3209541 A se refiere a un horno doméstico dotado de un ventilador, que es accionado por un motor eléctrico. El motor es alimentado de forma continua estando conectado a la red de alimentación eléctrica, es decir 230V 50Hz en corriente alterna. El motor está provisto de dos interruptores conectado en paralelo, controlando su activación. El primer interruptor funciona según una señal detectada por el sensor de humedad situado en la chimenea del horno. El segundo interruptor es accionado por un sensor de temperatura colocado en el área en la cual se sitúan los elementos de control del horno.

El documento DE 10128370 A describe un horno electrónico en el cual sea almacenan en una memoria de estado sólido ciertos datos característicos relacionados con el funcionamiento del motor del ventilador de enfriamiento, para cada modo de cocción/calentamiento, Los perfiles de la velocidad, variables o constantes, para el motor del ventilador de enfriamiento en cada uno de los modos de cocción/calentamiento, son un ejemplo de los datos característicos que se pueden almacenar en la memoria.

El documento está enfocado principalmente en el dispositivo de memorización, sin mencionar ningún requisito para los métodos de accionamiento del motor, ni explicar que características tiene que cumplir el perfil de velocidad para ahorrar energía. Esto no se entiende a partir del documento, especialmente en el caso de que el motor del ventilador de enfriamiento sea un motor asíncrono habitual.

El documento EP-A-0633433 enseña un horno de cocción integrado, situado debajo de una encimera, que tiene una abertura de salida de vapor conectada con una abertura de salida de aire. Un ventilador de solicitación, que se puede accionar por un dispositivo de control conectado a un sensor de humedad y/o de temperatura, se coloca en la abertura de salida de aire.

El documento US-A-4886046 describe un aparato de enfriamiento para un rango de nivel de ojo. El circuito de control del soplador está dotado de un interruptor de termostato acoplado al motor del extractor, para iniciar automáticamente su funcionamiento cuando se detecta una temperatura alta preseleccionada.

La presente invención muestra como optimizar la extracción de vapor sin perder demasiado rendimiento energético. Otra finalidad de la invención es proporcionar un diseño de puesta en práctica económica que permita usar las enseñanzas anteriores en todos los hornos de producción sin limitación de coste. Otro objeto de la invención es proporcionar un tipo de ventilación, dependiendo de la función de cocción, que permita optimizar la capacidad de enfriamiento sin perder rendimiento energético y preservar una temperatura baja en los componentes y partes estéticas. Tal finalidad se logra según un método de funcionamiento de un horno doméstico y con un horno que realiza tal método según las reivindicaciones anexas.

Básicamente, el solicitante ha descubierto que haciendo funcionar el ventilador de enfriamiento en un modo en marcha/parado, con un período de control de 30-90 segundos y un ciclo de funcionamiento del 10% al 60%, hay un aumento sorprendentemente sensible aumento del rendimiento energético sin las desventajas de condensación del vapor en la parte fría del horno. Los valores anteriores de período de control y de ciclo de funcionamiento se relacionan con un horno de tamaño medio y pueden cambiar con la configuración y el tamaño del horno. Según la invención, se selecciona el funcionamiento en marcha/parado en vez de una reducción de velocidad continua del motor del ventilador porque da ventajas adicionales. Particularmente, mientras el ventilador de enfriamiento está parado, hay una situación estable del aire en la cámara o cavidad de cocción y el vapor puede funcionar como medio de transferencia térmica al alimento (o al ladrillo en una configuración de prueba de rendimiento energético). Por el contrario, el modo de funcionamiento de velocidad reducida (que se puede obtener por medio de un motor de velocidad variable del ventilador de enfriamiento) no es apropiado porque mantiene siempre un flujo de vapor, incluso cuando la velocidad del ventilador se fija en valores muy bajos. Una consideración final es que para conseguir el mínimo efecto de extracción de vapor requerido, el ventilador debe girar a una velocidad muy baja que no se puede obtener con un motor de ventilador de bajo costo usado en los ventiladores tangenciales habituales para hornos. De hecho, para conseguir un 10% de la velocidad de rotación nominal, sería necesario un motor de CC o un inversor, con un costo que es de cuatro a veinte veces superior al de un motor habitualmente usado para los ventiladores
tangenciales.

Otras finalidades y ventajas de la presente invención resultarán de la siguiente descripción detallada y de los dibujos anexos, suministrados puramente a título de ejemplo explicativo y no limitativo, en los cuales:

- la Figura 1 es una vista esquemática de un horno de cocina según la invención, acoplado a un bloque de cocina y

- la Figura 2 es un diagrama de bloques del control eléctrico/electrónico de un horno de cocina según la Figura 1.

Haciendo referencia a los dibujos, el aparato mostrado en la Figura 1 comprende una carcasa externa 1 con una placa cocina eléctrica 2, por ejemplo del tipo de cerámica cristal, y un horno eléctrico subyacente 3. Dentro de la carcasa 1 entre el horno y la placa de cocina se encuentra una cámara 9 en la cual se coloca un ventilador tangencial o radial 8 junto con los controles electrónicos 10 y 11 y los componentes de potencia 30 del aparato. Cuando está en funcionamiento, el ventilador 8 crea dentro de la cámara 9 un flujo de aire a lo largo de las trayectorias indicadas por las flechas, para limitar la temperatura dentro de la cámara 9.

La corriente de aire entra en la cámara 9 procedente de las aberturas delanteras 13, choca con los componentes electrónicos 10, 11, y descarga al exterior a través de un conducto de aportación 16. Una chimenea 17 extrae el vapor de la cavidad, extrayendo una parte de calor. El flujo de vapor en la chimenea 17 es activado por el efecto del Venturi aplicado en el extremo de la chimenea, usando una restricción (no mostrada) en el canal de aire utilizado para el enfriamiento. El aire usado para enfriar el horno pasa a través del Venturi que activa un efecto de aspiración en la cavidad que extrae el vapor (y el calor) de la propia cavidad. El vapor se mezcla entonces con el flujo de aire de enfriamiento de la refrigeración, es diluido por él y es dispersado en el ambiente lejos del horno, evitando de esa manera la condensación sobre las partes del horno.

Haciendo ahora referencia a la Figura 2, se supone que la placa de cocina comprende cuatro elementos calentadores convencionales 6a, 6b, 6c, y 6d, cada uno de los cuales es activado por el módulo de potencia de la placa 10. El módulo de potencia de la placa de cocina 10 y la interfaz 11 de usuario de la placa de cocina están conectados entre sí a través de una comunicación en serie 20 que permite que la información concerniente al sistema sea intercambiada mutuamente. La interfaz de usuario de la placa de cocinar 11 y el control de potencia del horno 30 están conectados entre sí por medio de una comunicación en serie que permite el intercambio de información concerniente al funcionamiento del aparato. En este ejemplo se supone que la placa de cocina comprende cuatro elementos de calentamiento convencionales 6a, 6b, 6c y 6d, cada uno activado por una serie de mandos 5a, 5b, 5c, 5d, 5e y 5f, cada uno de los cuales está conectado en serie con un interruptor de seguridad 25, por ejemplo un así llamado "klixon", que abre el circuito de potencia cuando se alcanza una temperatura peligrosa para la placa encimera convencional de que dispone la cocina. En el ejemplo, la interfaz 4 de usuario del horno consiste en 2 mandos 5a, 5b y un botón 5p. El mando 5a se utiliza para fijar la temperatura requerida del horno y/o el tiempo de cocción, el mando 5b sirve para fijar la función del horno, mientras que el botón 5p se utiliza para confirmar los ajustes. La temperatura real se mide por un sensor 7 colocado dentro del horno.

Durante el funcionamiento del horno, después de que se ha seleccionado la temperatura y la función por el usuario, el control 30 del horno analiza y acciona los ciclos en marcha-parado de los elementos de calentamiento 7a (estando basado este análisis en el valor de la temperatura adquirido por una sonda 7 que se coloca en la cavidad del horno) y el ciclo en marcha/parado del ventilador de enfriamiento 8. El ciclo en marcha/parado del ventilador de enfriamiento 8 puede ser específico de la función seleccionada por el usuario. Una sonda 7c mide la temperatura ambiente de la cámara 9. Si la temperatura de la sonda 7c o 7 es demasiado alta para los componentes electrónicos, el ventilador de enfriamiento 8 se activa poniéndose en marcha continua, es decir, con un ciclo de funcionamiento del 100%.

Aunque se haya descrito una combinación de placa de cocina 2 y horno 3, que define un espacio o cámara 9 que está situado entre la placa de cocina y el horno y dentro del cual se coloca el ventilador de enfriamiento 8 (así llamada configuración bajo encimera), es obvio que se puede utilizar el mismo sistema también cuando no haya placa de cocina (así llamada configuración a distinto nivel), siendo la misma la finalidad del ventilador 8, es decir proporcionar un flujo de aire de enfriamiento a través de la cámara 9.

Claims (6)

1. Método de funcionamiento de un horno doméstico (3) para cocinar alimentos, teniendo dicho horno un ventilador de enfriamiento (8), una chimenea (17) para la descarga de vapores de una cámara de cocción, estando esta descarga sustancialmente accionada por dicho ventilador de enfriamiento (8), caracterizado porque el ventilador (8) es conmutado en marcha/parado según un ciclo con un período de control comprendido entro de 30 y 90 segundos y un ciclo de funcionamiento comprendido entre el 10% y el 60% para mejorar el rendimiento energético del horno (3).

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque la secuencia en marcha/parado se optimiza según el programa de cocción seleccionado por el usuario.

3. Método según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se conmuta el ventilador de enfriamiento (8) poniéndolo en marcha, independientemente de la secuencia en marcha/parado predeterminada, si la temperatura de una zona exterior (9) del horno (3) es superior a un valor predeterminado.

4. Horno de cocina doméstico (3) que comprende un ventilador de enfriamiento (8), una chimenea (17) para la descarga de vapores procedentes de una cámara de cocción, siendo esta descarga sustancialmente accionada por dicho ventilador (8), caracterizado porque comprende además una unidad de control electrónico (10, 11) adaptada para la conmutación en marcha/parado del ventilador de enfriamiento (8) según un ciclo con un período de control comprendido entre 30 segundos y 90 segundos y un ciclo de funcionamiento comprendido entre un 10% y un 60% para mejorar el rendimiento energético del horno (3).

5. Horno (3) según la reivindicación 4, caracterizado porque la unidad de control electrónico (10, 11) está adaptada para recibir información sobre el programa de cocción real seleccionado por el usuario y por consiguiente para optimizar la secuencia en marcha/parado del ventilador (8).

6. Horno (3) según cualquiera de las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado porque comprende un sensor de temperatura (7c) en al menos una zona (9) exterior a la cámara de cocción y conectado a la unidad de control electrónica (10, 11) estando adaptada esta unidad para conmutar el interruptor del ventilador de enfriamiento (8) poniéndolo en marcha, con independencia de la secuencia en marcha/parado predeterminada, si la temperatura de esa zona (9) externa a la cámara de cocción es superior a un valor predeterminado.