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.
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.
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.
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.
Símbolos de referencia
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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