ES2368643A1 - Campo de cocción con un sensor de temperatura. - Google Patents
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Abstract
Campo de cocción con un sensor de temperatura.La invención parte de un campo de cocción con al menos una zona de calentamiento (10), un sensor de temperatura (12) para detectar la temperatura de un elemento de batería de cocción (14) colocado sobre la zona de calentamiento (10), y una unidad de mando (16) para accionar la zona de calentamiento, donde la unidad de mando (16) está configurada para, en al menos un modo de funcionamiento, calentar el elemento de batería de cocción (14) en una fase de calentamiento (26), y regular la temperatura del elemento de batería de cocción (14) en una fase de mantenimiento (32) en una temperatura nominal (TS).Para posibilitar un funcionamiento de cocción a fuego lento que ahorre energía, se propone que la unidad de mando (16) esté configurada para, durante la fase de calentamiento (26), detectar una temperatura de ebullición (TB) del líquido (28) contenido en el elemento de batería de cocción (14), y determinar la temperatura nominal (TS) de manera dependiente de la temperatura de ebullición (TB).
Description
Campo de cocción con un sensor de
temperatura.
La invención se refiere a un campo de cocción
con al menos una zona de calentamiento y un sensor de temperatura
según el concepto general de la reivindicación 1, y a un
procedimiento para accionar un campo de cocción según el concepto
general de la reivindicación 8.
A partir de la DE 10 2006 057 885 A1 es conocido
un campo de cocción con una zona de calentamiento y un sensor de
temperatura dispuesto en el centro de la zona de calentamiento. Se
describe un procedimiento en el que un momento en el cual el líquido
dispuesto en el elemento de batería de cocción alcanza un punto de
ebullición es predicho con la mayor exactitud posible. Se evita el
hervir del contenido de la batería de cocción a través de, antes de
alcanzarse el punto de hervor, o sea, punto de ebullición, el
suministro de energía de calentamiento sea reducido. La predicción
se basa en la evaluación de curvas características de temperatura
registradas en el pasado.
No obstante, en la práctica se pueden
diferenciar en gran medida los puntos de ebullición de diferentes
líquidos, a modo de ejemplo, de manera dependiente de su composición
y/o de manera dependiente de la presión atmosférica actual. Lo mismo
es aplicable para la evolución de curvas de temperatura que para las
unidades de mando del campo de cocción sea imprevisible también al
añadir ingredientes durante el calentamiento. Para llevar a cabo un
funcionamiento de cocción a fuego lento efectivo, en el que el
contenido del elemento de batería de cocción sea mantenido a una
temperatura apenas por debajo del punto de ebullición, una
predicción precisa del punto de ebullición es, no obstante,
importante. Mediante el funcionamiento de cocción a fuego lento, se
puede ahorrar mucha energía en comparación con cocinar hirviendo, ya
que la energía de evaporación desprendida a través de la ebullición
puede ser muy elevada. No obstante, si la temperatura del producto
de cocción es demasiado baja, y la diferencia de la temperatura del
producto de cocción con respecto al punto de ebullición es demasiado
grande, el proceso de cocción se alarga y/o conduce a resultados
indeseados.
Por lo tanto, la invención se basa en especial
en la tarea de posibilitar un funcionamiento de cocción a fuego
lento que ahorre energía con una temperatura nominal adaptada con
precisión a la temperatura de ebullición del contenido de la batería
de cocción. La tarea se resuelve en especial mediante las
características de las reivindicaciones independientes. De las
reivindicaciones secundarias se extraen configuraciones y
perfeccionamientos ventajosos de la
invención.
invención.
La invención parte en especial de un campo de
cocción con al menos una zona de calentamiento, un sensor de
temperatura para detectar la temperatura de un elemento de batería
de cocción colocado sobre la zona de calentamiento, y una unidad de
mando para accionar la zona de calentamiento. La unidad de mando
está configurada para, en al menos un modo de funcionamiento,
calentar el elemento de batería de cocción en una fase de
calentamiento, y regular la temperatura del elemento de batería de
cocción en una fase de mantenimiento en una temperatura nominal.
Se propone que la unidad de mando esté
configurada para, durante la fase de calentamiento, detectar una
temperatura de ebullición del líquido contenido en el elemento de
batería de cocción, y determinar la temperatura nominal de manera
dependiente de la temperatura de ebullición. Por consiguiente, la
temperatura de ebullición debe ser medida en la fase de
calentamiento misma, y no, por ejemplo, en el transcurso de costosos
ensayos con contenido de batería de cocción diferente. Detectando
directamente la temperatura de ebullición, se puede prescindir de
predicción y estimaciones susceptibles de error de la temperatura de
ebullición. Por lo tanto, la fase de calentamiento dura al menos el
tiempo hasta que se ha alcanzado la temperatura de ebullición.
Puesto que por medio de la medición directa de la temperatura de
ebullición se pueden evitar fallos en la predicción, o bien,
estimación, de la temperatura de ebullición, la temperatura de
ebullición es determinada con una precisión elevada. La temperatura
nominal de la fase de calentamiento, que puede ser en especial una
temperatura de cocción a fuego lento, puede así ser determinada con
precisión de manera dependiente de la temperatura de ebullición.
La temperatura nominal puede ser escogida en
especial inferior a la temperatura de ebullición en una diferencia
de temperatura predeterminada. A través de ello, se puede evitar el
consumo de energía que acompaña al cocinar hirviendo, y garantizar
un proceso de cocción rápido. La diferencia de temperatura puede
encontrarse en especial entre 2º y 7ºC.
Para detectar la temperatura de ebullición, la
unidad de mando puede registrar en especial durante la fase de
calentamiento una evolución de la temperatura del elemento de
batería de cocción, y detectar un tramo esencialmente constante en
la evolución de la temperatura. Al alcanzarse la temperatura de
ebullición, la temperatura del contenido de la batería de cocción no
aumenta más, lo cual conduce a una temperatura constante del lado
exterior de la batería de cocción. Como valor de medición para la
temperatura de ebullición puede utilizarse una temperatura media en
el tramo constante. Por lo general, la señal del sensor de
temperatura puede ser filtrada y/o obtenerse su promedio, o bien,
ser sometida a transformación de escala apropiada de una manera que
resulte adecuada al experto en la materia.
Para detectar el tramo constante de la evolución
de la temperatura, la unidad de mando puede formar en especial un
gradiente de la evolución de la temperatura. La evolución de la
temperatura puede ser clasificada como "esencialmente
constante" si el gradiente se encuentra por debajo de un valor
umbral deter-
minado.
minado.
Se puede garantizar una desconexión de seguridad
si la unidad de mando está configurada para desconectar el modo de
funcionamiento y generar una señal de aviso si la temperatura
captada por el sensor de temperatura supera un valor máximo. Este
valor máximo puede encontrarse, por ejemplo, en aproximadamente
150ºC. El superarse el valor máximo indica que el elemento de
batería de cocción está vacío, de modo que no se puede producir una
ebullición.
Otro aspecto de la invención se refiere a un
procedimiento para accionar un campo de cocción con al menos una
zona de calentamiento, un sensor de temperatura para detectar la
temperatura de un elemento de batería de cocción colocado sobre la
zona de calentamiento, y una unidad de mando. En al menos un modo de
funcionamiento, el elemento de batería de cocción es calentado en
una fase de calentamiento, y la temperatura del elemento de batería
de cocción es regulada en una fase de mantenimiento en una
temperatura nominal.
Según la invención, se propone que, durante la
fase de calentamiento, sea detectada una temperatura de ebullición
del líquido contenido en el elemento de batería de cocción, y sea
determinada la temperatura nominal de manera dependiente de la
temperatura de ebullición.
Otras ventajas y rasgos característicos de la
invención se extraen de la siguiente descripción de las figuras. En
las figuras está representado un ejemplo de realización de la
invención. El dibujo, la descripción y las reivindicaciones
contienen características numerosas en combinación. El experto en la
materia considerará estas características ventajosamente también por
separado, y las reunirá en otra combinación razonable.
Muestran:
Fig. 1 una representación esquemática de un
campo de cocción por inducción con un sensor de temperatura y un
elemento de batería de cocción colocado sobre una zona de
calentamiento,
Fig. 2 las evoluciones temporales de una
potencia de calentamiento, una temperatura de la pared del elemento
de batería de cocción, y una temperatura del producto de cocción
según un ejemplo de realización de la invención, y
Fig. 3 un diagrama de flujo de un procedimiento
para accionar un campo de cocción según la invención.
La figura 1 muestra un campo de cocción con una
zona de calentamiento 10, un sensor de temperatura 12 para detectar
la temperatura de la pared de un elemento de batería de cocción 14
colocado sobre la zona de calentamiento, y con una unidad de mando
16. La zona de calentamiento 10 es un área marcada sobre una placa
de cubierta 18 del campo de cocción, cuya posición y tamaño se
corresponden con la posición y tamaño de un inductor 20 dispuesto
debajo de la placa de cubierta 18. El campo de cocción es un campo
de cocción por inducción, y el inductor 20 recibe una corriente de
calentamiento de alta frecuencia de un inversor 22. Entre una
conexión de red de corriente doméstica 34 y el inversor 22 está
dispuesto un rectificador no representado aquí. La unidad de mando
16 determina la frecuencia y/o la amplitud de la corriente de
calentamiento generada por el inversor 22 de tal forma que en el
promedio temporal es generada una potencia de calentamiento
determinada. La corriente de calentamiento genera a través del
inductor 20 un campo magnético alterno de alta frecuencia que, por
su parte, genera corrientes en remolino de alta frecuencia en la
base del elemento de batería de cocción 14. El elemento de batería
de cocción 14 es calentado mediante la disipación de estas
corrientes en remolino.
El sensor de temperatura 12 es un sensor de
temperatura infrarrojo que sobresale más allá del lado superior de
la placa de cubierta 18 a modo de torre, el cual detecta radiación
infrarroja emitida por una pared lateral del elemento de batería de
cocción 14. La señal detectada por el sensor 12 es procesada por una
unidad de lectura de sensor 24, y transmitida a la unidad de mando
16. La unidad de lectura de sensor 24 puede efectuar, por ejemplo,
una filtración de paso bajo y/o una transformación de escala.
Frente a la placa de cubierta 18, en un sensor
de temperatura a modo de torre son concebibles otros ejemplos de
realización de la invención, en los que el sensor de temperatura
esté configurado como elemento NTC (Negative Temperature
Coefficient, o coeficiente de temperatura negativo) dispuesto
debajo de la placa de cubierta 18, o como sensor infrarrojo
dispuesto debajo de la placa de cubierta. Asimismo, es concebible
fijar el sensor de temperatura 12 directamente en la pared del
elemento de batería de cocción 14.
La unidad de mando 16 es una unidad de cálculo
universalmente programable, que ejecuta un procedimiento
implementado como software para accionar el campo de cocción. En el
procedimiento hay diferentes modos de funcionamiento. En un modo de
funcionamiento especial, que también podría ser denominado como modo
de cocción a fuego lento, el elemento de batería de cocción 14 es
calentado en una fase de calentamiento 26 hasta que un líquido 28
alcance en el elemento de batería de cocción 14 su temperatura de
ebullición TB.
La unidad de mando 16 mantiene el elemento de
batería de cocción 14 en la temperatura de ebullición TB sólo el
tiempo hasta que ésta ha sido determinada con una exactitud
suficiente. A continuación, la unidad de mando 16 conecta de la fase
de calentamiento 26 en una fase de mantenimiento 32, en la cual la
temperatura del elemento de batería de cocción 14, o bien, del
líquido 28, es regulada en una temperatura nominal TS. Para formar
un circuito regulador cerrado, se utiliza la respuesta del sensor de
temperatura
12.
12.
La relación entre la temperatura del líquido 28
y la temperatura del elemento de batería de cocción 14, o bien, la
temperatura de la pared exterior radial del elemento de batería de
cocción 14 puede ser averiguada a través de una función determinada
empíricamente. Por lo general, las pérdidas de radiación de la pared
exterior conducen a que exista una proporcionalidad entre la
temperatura de la pared del elemento de batería de cocción 14 y la
temperatura del líquido 28, que puede ser expresada mediante un
factor constante. Para la invención, es de menor importancia qué
valor tiene la temperatura de ebullición TB del líquido 28 mismo. Es
esencial la determinación precisa de la temperatura exterior del
elemento de batería de cocción 14, que se ajusta al alcanzarse la
temperatura de ebullición TB. Debido a la proporcionalidad de las
dos temperaturas TB, TS, ambas pueden ser utilizadas de manera
equivalente.
La figura 2 muestra la evolución temporal de una
potencia de calentamiento (línea continua), la temperatura del
líquido 28 (línea discontinua), y la temperatura de la pared del
elemento de batería de cocción 14 (línea punteada). Durante la fase
de calentamiento 26, el líquido 28 alcanza en un momento t1 la
temperatura de ebullición TB, y la temperatura del líquido 28 del
elemento de batería de cocción 14 discurre en un tramo 30 de la
evolución de la temperatura de manera esencialmente constante. La
unidad de mando 16 calcula la media de la temperatura medida en este
tramo 30 por el sensor de temperatura 12, y almacena esta
temperatura como la temperatura de ebullición TB, o bien, como la
temperatura de la pared del elemento de batería de cocción 14
asociada a la temperatura de ebullición. En un momento t2, la unidad
de mando 16 conecta en la fase de mantenimiento 32, en la cual el
líquido 28 es mantenido en una temperatura nominal TS de manera tan
constante como sea posible. Esto tiene lugar en un circuito
regulador cerrado. Si, a modo de ejemplo, en un momento t3 es
añadido producto de cocción adicional o líquido 28 adicional en el
elemento de batería de cocción 14, la temperatura del líquido
disminuye en poco tiempo, pero es aumentada de nuevo a la
temperatura nominal TS. Si la caída de la temperatura es demasiado
grande, en un ejemplo de realización de la invención puede tener
lugar una nueva detección de la temperatura de ebullición para,
posiblemente, tener en cuenta una composición modificada del
líquido.
La unidad de mando 16 determina la temperatura
nominal mediante sustracción de un valor predeterminado almacenado
de la temperatura de ebullición TB detectada previamente. Esta
diferencia de temperatura sustraída puede ascender, por ejemplo, a
5ºC, de modo que para agua sin añadidos bajo presión atmosférica
estándar resulte una temperatura nominal de 95ºC. A 95ºC, los
alimentos son cocinados esencialmente del mismo modo que en agua que
cueza hirviendo con 100ºC, de modo que se puede ahorrar energía de
evaporación sin perjudicar de manera notable el proceso de
cocción.
La figura 3 muestra un diagrama de flujo para la
ejecución del procedimiento según la invención. En un paso S1, el
sensor de temperatura 12 hundible en la placa de cubierta es
activado, y es conducido desde su posición hundida hacia arriba a
una posición de activación. En un paso S2, la fase de calentamiento
26 es iniciada. En un paso S3, la temperatura de la pared exterior
del elemento de batería de cocción 14 es medida y, en un paso S4, a
partir de esta temperatura es determinado mediante multiplicación
con una constante un valor estimado para la temperatura del líquido
28. En un paso S5, la unidad de mando 16 valora si el líquido 28
hierve o no. Para ello, la unidad de mando 16 evalúa la temperatura
registrada conforme a las últimas mediciones, y comprueba si ésta es
constante a excepción de fluctuaciones inevitables. Si esto es el
caso, se ha alcanzado la temperatura de ebullición TB. Si no, el
procedimiento salta al paso S3, y lleva a cabo una nueva medición.
Si en el paso S5 se detecta una temperatura que se encuentre por
encima de una temperatura máxima, tiene lugar una desconexión de
emergencia (no representada).
Si en el paso S5 se constata la consecución de
la temperatura de ebullición TB, la unidad de mando 16 calcula en un
paso S6 la temperatura nominal TS para el líquido 28, y procede en
un paso S7 a la fase de mantenimiento 32. En un circuito regulador
cerrado, en un paso S8 es medida la temperatura del elemento de
batería de cocción 14, en un paso S9, a partir de la temperatura del
elemento de batería de cocción 14 es calculada la temperatura del
líquido 28 y, en un paso S10, es regulada la potencia de
calentamiento de manera dependiente del resultado. Si la temperatura
del líquido 28 se encuentra por encima de la temperatura nominal, la
potencia de calentamiento del inductor 20 es reducida mediante una
variación de la frecuencia del inversor 22. SI la temperatura se
encuentra por debajo de la temperatura nominal TS, la energía de
calentamiento del inductor 20 es aumentada. Tras adaptarse la
energía de calentamiento, el procedimiento salta de regreso al paso
S8.
- 10
- Zona de calentamiento
- 12
- Sensor de temperatura
- 14
- Elemento de batería de cocción
- 16
- Unidad de mando
- 18
- Placa de cubierta
- 20
- Inductor
- 22
- Inversor
- 24
- Unidad de lectura de sensor
- 26
- Fase de calentamiento
- 28
- Líquido
- 30
- Tramo
- 32
- Fase de mantenimiento
- 34
- Conexión de red de corriente doméstica
- TS
- Temperatura nominal
- TB
- Temperatura de ebullición
Claims (8)
1. Campo de cocción con al menos una zona de
calentamiento (10), un sensor de temperatura (12) para detectar la
temperatura de un elemento de batería de cocción (14) colocado sobre
la zona de calentamiento (10), y una unidad de mando (16) para
accionar la zona de calentamiento, donde la unidad de mando (16)
está configurada para, en al menos un modo de funcionamiento,
calentar el elemento de batería de cocción (14) en una fase de
calentamiento (26), y regular la temperatura del elemento de batería
de cocción (14) en una fase de mantenimiento (32) en una temperatura
nominal (TS), caracterizado porque la unidad de mando (16)
está configurada para, durante la fase de calentamiento (26),
detectar una temperatura de ebullición (TB) del líquido (28)
contenido en el elemento de batería de cocción (14), y determinar la
temperatura nominal (TS) de manera dependiente de la temperatura de
ebullición (TB).
2. Campo de cocción según la reivindicación 1,
caracterizado porque la fase de calentamiento (26) dura hasta
un momento de conmutación (t2) tras alcanzarse la temperatura de
ebullición (TB).
3. Campo de cocción según una de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque la temperatura nominal (TS) es menor que la temperatura de
ebullición (TB) en una diferencia de temperatura predeterminada.
4. Campo de cocción según la reivindicación 3,
caracterizado porque la diferencia de temperatura se
encuentra entre 2ºC y 7ºC.
5. Campo de cocción según una de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque la unidad de mando (16) registra durante la fase de
calentamiento (26) una evolución de la temperatura del elemento de
batería de cocción (14), detecta un tramo (30) esencialmente
constante en la evolución de la temperatura, y detecta la
temperatura de ebullición (TB) como una temperatura media en el
tramo (30) constante.
6. Campo de cocción según la reivindicación 5,
caracterizado porque la unidad de mando (16) forma un
gradiente de la evolución de la temperatura para detectar el tramo
(30) constante.
7. Campo de cocción según una de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque la unidad de mando (16) está configurada para desconectar el
modo de funcionamiento y generar una señal de aviso si la
temperatura captada por el sensor de temperatura (12) supera un
valor máximo.
8. Procedimiento para accionar un campo de
cocción con al menos una zona de calentamiento y un sensor de
temperatura para detectar la temperatura de un elemento de batería
de cocción (14) colocado sobre la zona de calentamiento, donde, en
al menos un modo de funcionamiento, el elemento de batería de
cocción (14) es calentado en una fase de calentamiento (26), y la
temperatura del elemento de batería de cocción (14) es regulada en
una fase de mantenimiento (32) en una temperatura nominal (TS),
caracterizado porque durante la fase de calentamiento (26) es
detectada una temperatura de ebullición (TB) del líquido (28)
contenido en el elemento de batería de cocción (14), y es
determinada la temperatura nominal (TS) de manera dependiente de la
temperatura de ebullición (TB).
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