ES2975178T3 - Método de funcionamiento de una encimera de cocción por inducción - Google Patents
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Abstract
En un procedimiento para el funcionamiento de una placa de inducción con un sistema de control y con una zona de cocción con una bobina de calentamiento por inducción, en el sistema de control se almacena una relación entre la temperatura del recipiente de cocción y una potencia de calentamiento de la bobina de calentamiento por inducción como potencia de superficie. lo que provoca una temperatura constante en el recipiente de cocción durante el funcionamiento continuo. Controlando si la temperatura del recipiente de cocción permanece constante, aumenta o disminuye después de un tiempo de calentamiento con una potencia de calefacción alta cuando se ajusta una primera potencia de calefacción relativamente pequeña, se puede ajustar una temperatura objetivo que corresponde a la primera potencia de calefacción relativamente pequeña para procesos de fritura. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Método de funcionamiento de una encimera de cocción por inducción
Campo de aplicación y estado de la técnica
[0001] La invención se refiere a un método de funcionamiento de una encimera de cocción por inducción, donde se debe efectuar un ajuste de temperatura o se debe alcanzar o ajustar una temperatura determinada del recipiente de cocción como temperatura objetivo y mantenerse constante. Una peculiaridad del método es que no se utilizan dispositivos de medición de temperatura que detecten la temperatura absoluta del recipiente de cocción. La temperatura del recipiente de cocción solo se determina indirectamente mediante otras propiedades del recipiente de cocción determinado, como, por ejemplo, modificación de la permeabilidad en función de la temperatura. En este caso solo se puede detectar un cambio de temperatura relativo, pero no una temperatura absoluta. El método de medición se conoce por el documento EP 2330866 A2.
[0002] Por el documento EP 2574144 A2 se sabe poder mantener una temperatura constante para el asado, que normalmente se sitúa ligeramente por encima de 200 °C. Por así decirlo, se debe confirmar una temperatura objetivo alcanzada.
[0003] El documento WO 2010/139598 A1 da a conocer un método de funcionamiento de una encimera de cocción de inducción según el preámbulo de la reivindicación 1.
Objeto y solución
[0004] La invención se basa en el objeto de crear un método mencionado al principio, con el que se puedan evitar los problemas del estado de la técnica y, en particular, sea posible controlar y mantener, por así decirlo, de manera ventajosa automáticamente una temperatura objetivo predeterminada o introducida para un recipiente de cocción, preferentemente en una encimera de cocción de inducción.
[0005] Este objeto se logra mediante un método con las características de la reivindicación 1. Las configuraciones ventajosas y preferidas de la invención son objeto de las reivindicaciones adicionales y se explican con más detalle a continuación. El texto de las reivindicaciones se incorpora al contenido de la descripción por referencia expresa.
[0006] Una encimera de cocción de inducción tiene un controlador y una zona de cocción con al menos una bobina de calentamiento por inducción. Ventajosamente, en el controlador está almacenada una relación entre la temperatura de un recipiente de cocción y una potencia de calentamiento de la bobina de calentamiento por inducción como potencia de superficie o densidad de potencia de superficie, que ajusta o da como resultado la temperatura determinada mencionada y deseada del recipiente de cocción en régimen permanente o estado estable o en funcionamiento continuo.
[0007] Se pretende que en el método de funcionamiento de esta encimera de cocción por inducción se coloque un recipiente de cocción sobre la zona de cocción y se caliente por inducción mediante la bobina de calentamiento por inducción. Antes de un proceso de calentamiento del recipiente de cocción, se introduce en el controlador de la encimera de cocción por inducción una temperatura objetivo para el recipiente de cocción o una aplicación que implica una temperatura objetivo determinada, por ejemplo, como "filete asado". Al inicio del proceso de calentamiento, se calienta el recipiente de cocción durante un primer tiempo de calentamiento con una primera potencia de calentamiento relativamente alta como potencia de superficie para lograr sobre todo un aumento de temperatura de la manera más rápida posible para acercarse rápidamente a la temperatura objetivo.
[0008] Después del primer tiempo de calentamiento, la potencia de calentamiento de la bobina de calentamiento por inducción se reduce a una primera potencia de calentamiento relativamente baja, lo que conduciría a largo plazo a la temperatura objetivo. Esto puede corresponder a la relación anteriormente mencionada entre la temperatura del recipiente de cocción y la potencia de calentamiento, si está almacenada. Esta primera pequeña potencia de calentamiento es claramente inferior a la gran potencia de calentamiento mencionada anteriormente, preferiblemente solo entre aproximadamente un 1 % y un 20 % o solo hasta un 10 %. Entonces se comprueba, ventajosamente, tras un tiempo de comprobación corto entre uno y treinta segundos, si la temperatura del recipiente de cocción permanece constante, aumenta o disminuye con la primera potencia de calentamiento relativamente baja. El proceso utilizado para esto se explicará con más detalle a continuación.
[0009] En un primer caso, cuando el recipiente de cocción se calienta durante el corto tiempo de comprobación con la primera potencia de calentamiento relativamente baja, la temperatura del recipiente de cocción permanece constante y corresponde a la temperatura objetivo, ventajosamente al menos después del tiempo de comprobación corto de unos pocos segundos mencionado anteriormente. Entonces se considera que se ha alcanzado la temperatura objetivo y preferiblemente se mantiene, entonces puede comenzar, por ejemplo, el propio proceso de asado. Para mantener la temperatura de cocción, es ventajoso utilizar una regulación continua o una regulación de dos puntos, como ocurre en el estado de la técnica. En general, la temperatura se puede mantener aproximadamente constante, posiblemente con un ligero aumento de la potencia de calentamiento debido al alimento que se va a asar.
[0010] En otro caso, debido al ajuste de la primera potencia de calentamiento relativamente baja, la temperatura del recipiente de cocción no alcanza la temperatura objetivo o no alcanza una temperatura constante dentro del tiempo de comprobación corto o después del tiempo de comprobación corto, el tamaño de la potencia de calentamiento relativamente baja se ajusta o modifica mediante el controlador. Por lo tanto, puede intentar encontrar otra potencia de calentamiento que conduzca a una temperatura constante durante el tiempo de comprobación corto. Ventajosamente, esta otra potencia de calentamiento también es una potencia de calentamiento relativamente baja. Con esto también se puede determinar un valor de temperatura actual para poder acercarse más concretamente o más rápidamente a la temperatura objetivo.
[0011] Preferiblemente, después de encontrar la correlación correspondiente entre la potencia de calentamiento y la temperatura del recipiente de cocción con suficiente precisión, el controlador considera que el proceso de calentamiento está completo y continúa la cocción, el asado o el hervido. Ventajosamente esto se indica a un operador y también se pueden iniciar otros pasos del método.
[0012] En una configuración de la invención, en un segundo caso, cuando el recipiente de cocción se calienta con la primera potencia de calentamiento relativamente baja, la temperatura del recipiente de cocción continúa aumentando después del tiempo de comprobación corto. En determinadas circunstancias, puede producirse primero una breve caída de la señal utilizada para determinar la temperatura, pero esto no supone ningún problema. A continuación, se vuelve a calentar el recipiente de cocción con mayor intensidad o durante un tiempo de calentamiento intermedio con una potencia de calentamiento intermedia, ya que la temperatura del recipiente de cocción aún se encuentra por debajo de la temperatura objetivo, de modo que su temperatura vuelve a aumentar. Ventajosamente, la potencia de calentamiento intermedia es mayor que la primera potencia de calentamiento relativamente baja, pero también puede ser del mismo tamaño. A continuación, después un tiempo de calentamiento intermedio, se comprueba, mediante otro ajuste de la potencia de calentamiento relativamente baja, si la temperatura del recipiente de cocción aumenta o permanece constante durante un tiempo de comprobación corto, posiblemente después de un tiempo de comprobación corto de un segundo a medio minuto o un minuto. Si la temperatura del recipiente de cocción permanece entonces constante, no solo se ajusta una temperatura constante, sino que se aplica el primer caso, es decir, que se considera alcanzada la temperatura objetivo.
[0013] Ventajosamente, si la temperatura del recipiente de cocción aumenta después del tiempo de calentamiento intermedio y después del tiempo de comprobación corto al calentar con la primera potencia de calentamiento relativamente baja, se puede determinar de nuevo una temperatura del recipiente de cocción que se encuentre por debajo de la temperatura objetivo. A continuación, se puede volver a calentar el recipiente de cocción con mayor intensidad durante un tiempo de calentamiento intermedio con una potencia de calentamiento intermedia. Después del tiempo de calentamiento intermedio, se puede volver a comprobar ajustando la potencia de calentamiento relativamente baja durante un tiempo de comprobación corto si la temperatura del recipiente de cocción sigue aumentando o permanece constante después de este tiempo de comprobación corto, donde si la temperatura del recipiente de cocción permanece constante, se aplica el primer caso en el que se alcanza la temperatura objetivo.
[0014] En un tercer caso, si la temperatura del recipiente de cocción continúa descendiendo cuando el recipiente de cocción se calienta con la primera potencia de calentamiento relativamente baja incluso después de que haya transcurrido el tiempo de comprobación, se determina una temperatura del recipiente de cocción por encima de la temperatura objetivo. Entonces la temperatura objetivo se puede alcanzar de diferentes maneras, que se explicarán con más detalle. La forma más sencilla es seguir calentando con una potencia de calentamiento relativamente baja y al cabo de un tiempo o unos minutos se habrá alcanzado la temperatura objetivo. Alternativamente, el modo de calentamiento se puede suspender durante un periodo de tiempo corto, por ejemplo, de 5 segundos a 30 segundos o un minuto.
[0015] De este modo, con la invención, en particular también en sus configuraciones opcionales anteriormente mencionadas, se puede implementar el conocimiento de que, en un proceso aplicado en la práctica, una determinada potencia de calentamiento como potencia de superficie conduce a una determinada temperatura final o a una temperatura del recipiente de cocción mantenida de manera permanente, independientemente en gran medida del tipo de recipiente de cocina que se utiliza. Esto se aplica principalmente en el rango entre 150 °C y 250 °C, especialmente entre 200 °C y 250 °C, lo que es ventajoso para procesos de asado. Cabe señalar que la relación anteriormente mencionada entre la temperatura del recipiente de cocción y la potencia de calentamiento como potencia de superficie requiere, por así decirlo, información sobre qué potencia genera la bobina de calentamiento por inducción o varias bobinas de calentamiento por inducción conectadas entre sí en una zona de cocción, es decir, la que se introduce en el recipiente de cocción. Además, para poder determinar la potencia de superficie se necesita la superficie aproximada del recipiente de cocción o del fondo del recipiente de cocción. Sin embargo, dado que las zonas de cocción generalmente están diseñadas para determinados tamaños de recipientes de cocción, y esto se indica, en particular, mediante una marca sobre el lado superior de una placa de encimera de cocción, se conoce un rango aproximado esperado de tamaño del recipiente de cocción para una zona de cocción definida. Además, en particular también es posible determinar si la bobina de calentamiento por inducción está cubierta por el recipiente de cocción mediante la supervisión de los parámetros de funcionamiento de la bobina de calentamiento por inducción, en particular un grado de rendimiento de la bobina de calentamiento por inducción. Si se conoce el tamaño de la bobina de calentamiento por inducción, entonces se puede deducir la superficie aproximada del recipiente de cocción o del fondo del recipiente de cocción. Esto ya lo conoce el experto en la materia en otro contexto. El método requiere que, durante todo el proceso de calentamiento y la determinación de la temperatura del recipiente de cocción según la invención, no haya comida en la vajilla. Esto distorsionaría el proceso de ajuste de temperatura anteriormente mencionado. Sin embargo, la falsificación sería tan importante que el controlador podría detectar este caso y mostrárselo a un operador.
[0016] La temperatura objetivo puede ser introducida en el controlador por un operador mediante elementos de control. Alternativamente, lo puede realizar un programa de cocción automático que se ejecuta en el propio controlador. Lo importante es que se proporcione una temperatura objetivo.
[0017] El primer tiempo de calentamiento intermedio mencionado puede ser relativamente corto. En particular, dado que se deben alcanzar temperaturas objetivo relativamente altas, se intenta seleccionar la primera potencia de calentamiento relativamente alta como muy alta, ventajosamente de la manera más alta posible. Por lo tanto, puede ser de 3 W/cm2 a 12 o incluso 14 W/cm2, en particular de 6 W/cm2 a 10 W/cm2. Entonces este primer tiempo de calentamiento intermedio puede oscilar entre un minuto y cincos minutos o incluso ochos minutos. También se puede especificar para una zona de cocción o bobina de calentamiento por inducción determinada dependiendo de su tamaño y, por lo tanto, del tamaño esperado del recipiente de cocción a partir de valores empíricos almacenados en una tabla en el controlador, por ejemplo, dos minutos para bobinas de calentamiento por inducción pequeños, cinco minutos para bobinas de calentamiento por inducción de tamaño mediano y ocho minutos para bobinas de calentamiento por inducción grandes. Estos valores empíricos se basan en el hecho de que, cuando se coloca un recipiente de cocción, en particular una sartén, del tamaño adecuado, este tiempo transcurre hasta que se alcanza una temperatura entre 200 °C y 250 °C con la primera potencia de calentamiento relativamente alta. Alternativamente, el tiempo de calentamiento también se puede calcular teóricamente a partir de la capacidad calorífica de la vajilla, la densidad de potencia de superficie y el aumento de temperatura deseado en el controlador.
[0018] La primera potencia de calentamiento relativamente baja puede estar claramente por debajo de la primera potencia de calentamiento alta.
[0019] Según la invención, se sitúa entre 0,3 W/cm2 y 2 W/cm2, de forma especialmente ventajosa entre 0,6 W/cm2 y 0,8 W/cm2. Dentro del marco de invención se ha demostrado que con potencias de calentamiento tan bajas se pueden mantener a largo plazo temperaturas del recipiente de cocción entre 200 °C y 250 °C. Naturalmente, dichas temperaturas del recipiente de cocción solo podrían alcanzarse ajustando como potencia de superficie una potencia de calentamiento relativamente baja, pero esto, como era de esperar, llevaría mucho tiempo.
[0020] Ventajosamente, la primera potencia de calentamiento relativamente baja se ajusta o se introduce en el recipiente de cocción durante al menos un segundo hasta 30 segundos o incluso un minuto, es decir, el corto tiempo anteriormente mencionado como tiempo de comprobación antes de que se espere que la temperatura del recipiente de cocción permanezca constante. Los procesos de compensación de temperatura suelen tardar algunos segundos, en particular en el primer o segundo caso anteriormente mencionado, hasta que la primera potencia de calentamiento baja define la entrada de energía. Ventajosamente, el tiempo de comprobación es de 5 segundos a 20 segundos. Un tiempo de calentamiento intermedio anteriormente mencionado puede estar en un rango similar al tiempo de comprobación, por ejemplo, entre 5 segundos y 60 segundos, preferiblemente entre 10 segundos y 20 segundos. Ventajosamente, la potencia de calentamiento intermedia debería ser superior a la primera potencia de calentamiento relativamente baja; también puede ser significativamente superior, pero no es necesario. La ventaja de elegir una potencia de calentamiento intermedia ligeramente mayor es que, si la temperatura del recipiente de cocción está evidentemente todavía por debajo de la temperatura objetivo, se puede alcanzar la temperatura objetivo más rápidamente. Según la invención, la potencia de calentamiento intermedia oscilar entre 1 W/cm2 y 12 W/cm2, en particular entre 1,5 W/cm2 y 8 W/cm2, o puede ser entre 5 % y 100 % superior a la primera potencia de calentamiento relativamente baja.
[0021] En una configuración ventajosa de la invención, puede estar previsto que en el tercer caso el recipiente de cocción se caliente simplemente con una potencia de calentamiento intermedia, como se ha descrito anteriormente, después de que se haya determinado que la temperatura del recipiente de cocción es demasiado alta. Entonces cuando la temperatura del recipiente de cocción se vuelve constante, corresponde a la temperatura objetivo Sin embargo, esto provoca una caída ligeramente más lenta de la temperatura del recipiente de cocción, lo que significa que la determinación de la temperatura específica del recipiente de cocción como temperatura de asado real sólo puede tener lugar más tarde, en particular después de varios minutos y, por lo tanto, el operador sólo puede comenzar el proceso de asado con un retraso de tiempo.
[0022] Alternativa y más rápidamente, el calentamiento se puede realizar con una segunda potencia de calentamiento intermedia, que entonces puede estar ligeramente por encima de la primera potencia de calentamiento relativamente baja, ventajosamente entre un 105 % y un 200 % de la misma. Se espera hasta que esta segunda potencia de calentamiento intermedia conduzca a una temperatura constante del recipiente de cocción. La temperatura del recipiente de cocción podría entonces determinarse a partir de la relación entre la temperatura del recipiente de cocción y la potencia de calentamiento almacenada en el controlador. Esto significa que el controlador no solo puede detectar si la temperatura del recipiente de cocción está por encima de la temperatura objetivo, sino también cuánto está por encima de ella. En este caso, la temperatura del recipiente no se encuentra en la temperatura objetivo, sino por encima de ella, pero el controlador puede determinar de nuevo su valor absoluto basándose en la segunda potencia de calentamiento intermedia a una temperatura constante del recipiente. A continuación, se puede volver a reducir la potencia de calentamiento. O se puede apagar durante un periodo de tiempo corto para provocar una caída más rápida de la temperatura hacia la temperatura objetivo. Dado que se conocen la temperatura del recipiente de cocción y la temperatura objetivo, el controlador puede estimarlas basándose en valores empíricos almacenados. Entonces se puede ajustar la primera potencia de calentamiento relativamente baja, que conduce a la temperatura objetivo. Alternativamente, también se puede dar al operador la señal para iniciar el proceso de asado. Los alimentos introducidos enfriarán el recipiente de cocción a la temperatura objetivo con relativa rapidez. De este modo, el controlador puede utilizar la temperatura objetivo realmente deseada para la regulación de temperatura ya descrita, aunque no se haya ajustado previamente de manera explícita.
[0023] La comprobación de la temperatura del recipiente de cocción o la comprobación de si la temperatura del recipiente de cocción cambia o si permanece constante se lleva a cabo ventajosamente utilizando un método sin sensores o sin un sensor de temperatura especialmente proporcionado. Durante el funcionamiento de calentamiento se utiliza la respuesta a las oscilaciones en al menos una bobina de calentamiento por inducción para determinar si la temperatura del recipiente de cocción o del fondo del recipiente de cocción por encima de esta bobina de calentamiento por inducción cambia o si esta temperatura aumenta. Por lo tanto, la bobina de calentamiento por inducción puede detectar un gradiente de temperatura del recipiente de cocción, lo que se realiza preferiblemente según un método, como el descrito en el documento EP 2330866 A2. Si esta determinación de la respuesta a las oscilaciones solo se realiza periódicamente, hasta debería realizarse ventajosamente cada 0,01 milisegundos hasta 1 segundo, ventajosamente hasta 1 milisegundo. En general, la respuesta a las oscilaciones de una bobina de calentamiento por inducción se puede entender como la evaluación de la modificación de los parámetros del circuito oscilante debido a cambios de temperatura del recipiente de cocción o del fondo del recipiente de cocción, en particular la permeabilidad cambiante. Preferiblemente, la respuesta a las oscilaciones se puede detectar cuando se utilizan varias bobinas de calentamiento por inducción en la zona de cocción o, en este recipiente de cocción, en cada bobina de calentamiento por inducción.
[0024] Este método comprende ventajosamente los siguientes pasos: generar una tensión de circuito intermedio, al menos temporalmente, en función de una tensión de red alterna monofásica o polifásica, en particular trifásica; generar una tensión de control de alta frecuencia o una corriente de control a partir de la tensión del circuito intermedio, por ejemplo, con una frecuencia en un rango de 20 kHz a 70 kHz; y aplicar la tensión de control o la corriente de control a un circuito oscilante que comprende la bobina de calentamiento por inducción. De este modo, el recipiente de cocción se calienta habitualmente por inducción. Para medir Ia temperatura, se llevan a cabo los siguientes pasos: generar la tensión del circuito intermedio durante periodos de tiempo predeterminados, en particular periódicamente, con un nivel de tensión constante, donde, durante los periodos de tiempo, la tensión del circuito intermedio se genera preferiblemente de manera independiente de la tensión de red alterna; generar la tensión de control durante los periodos de tiempo predeterminados de manera que el circuito oscilante oscile a su frecuencia de resonancia natural de una manera sustancialmente no atenuada; medir al menos un parámetro de oscilación de la oscilación durante los periodos de tiempo predeterminados; y evaluar el al menos un parámetro de oscilación medido para determinar la temperatura. Dado que la tensión de circuito intermedio se mantiene constante durante la medición de Ia temperatura, se pueden eliminar las influencias de la señal producidas por una tensión del circuito intermedio cambiante, por lo que se permite una determinación de temperatura fiable y sin interferencias o una determinación de un cambio de temperatura.
[0025] En un desarrollo adicional, el método comprende los siguientes pasos: determinar los cruces por cero de la tensión de red alterna y seleccionar los periodos de tiempo en la zona de los cruces por cero. En la zona de los cruces por cero con tensión de red alterna monofásica, la tensión del circuito intermedio suele disminuir bastante. El nivel de tensión constante se elige preferiblemente para que sea mayor que el nivel de tensión que se produce habitualmente en la zona de los cruces por cero, de manera que la tensión del circuito intermedio se fije al nivel de tensión constante en la zona de los cruces por cero. Se producen entonces condiciones de tensión constantes en la zona de los cruces por cero, lo que permite una medición fiable de la temperatura. Por lo tanto, aquí no se necesitan sensores de temperatura adicionales, aunque pudieran estar presentes.
[0026] En una configuración de la invención, es posible proporcionar no solo una única bobina de calentamiento por inducción, sino varias en la zona de cocción para el recipiente de cocción. En principio se aplica lo mismo, en cuyo caso los valores de potencia indicados se refieren a todas las bobinas de calentamiento por inducción que se encuentran en la zona de cocción y sirven para calentar el recipiente de cocción. Su potencia, potencia de superficie o potencia de calentamiento se consideran conjuntamente como se describió anteriormente para la medición de temperatura.
[0027] En una configuración ventajosa de la invención, es posible detectar o controlar la cantidad de energía introducida o la potencia de calentamiento de la bobina de calentamiento por inducción a lo largo del tiempo. También se pueden hacer estimaciones sobre las temperaturas alcanzadas. En base a esto, el controlador puede variar ligeramente la potencia de calentamiento o, sobre todo, configurar el primer tiempo de calentamiento, el tiempo de comprobación, el tiempo de calentamiento intermedio o los tiempos de apagado. Los tiempos de comprobación previamente mencionados en los distintos casos pueden ser iguales o similares, pero no tienen por qué serlo. También pueden diferenciarse de un factor de 1 a 5.
Descripción de los dibujos
[0028] Los ejemplos de realización de la invención están representados esquemáticamente en los dibujos y se explican con más detalle a continuación. En los dibujos se muestran:
Figura 1 para varios recipientes de cocción diferentes, un curso de la temperatura del recipiente de cocción que se mantiene estable en el tiempo en función de la potencia de superficie, Figura 2 una vista lateral de una encimera de cocción por inducción con una bobina de calentamiento por inducción y un recipiente de cocción colocado encima,
Figuras 3 a 6 diferentes cursos de la temperatura del recipiente de cocción y la potencia de superficie a lo largo del tiempo en diferentes casos del controlador para recipientes de cocción vacíos, es decir, sin añadir ningún alimento.
Descripción detallada de los ejemplos de realización
[0029] La figura 1 muestra cómo los valores determinados empíricamente para cuatro recipientes de cocción diferentes indican la relación entre cómo depende la temperatura alcanzada o ajustada a largo plazo del recipiente de cocción y la potencia de superficie correspondiente. Esto muestra que, por un lado, la relación es algo lineal, y, por lo tanto, muy fácil de determinar matemáticamente. Por otro lado, las temperaturas están separadas como máximo entre 30 °C y 35 °C en el caso de una potencia de superficie determinada. Por lo tanto, es posible determinar con relativa precisión para una determinada potencia de superficie Q*/A qué temperatura del recipiente de cocción se alcanzará en un recipiente de cocción después de un tiempo de funcionamiento determinado más largo, por ejemplo, de 10 a 30 minutos.
[0030] En la figura 2 está representada una encimera de cocción de inducción 11 con una placa de encimera de cocción 12, en la que está formada una zona de cocción 13. Debajo de la placa de cocción 12 está dispuesta una bobina de calentamiento por inducción 15, que define y también calienta la zona de cocción 13. Esta también podría estar compuesta por varias bobinas de calentamiento por inducción, lo que no desempeña ningún papel en la invención. La bobina de calentamiento por inducción 15 recibe potencia y está controlada por un controlador 17, donde el controlador 17 puede supervisar la potencia suministrada a la bobina de calentamiento por inducción 15. Además, el controlador 17 tiene una memoria no representada en la que se almacena, por así decirlo, una relación entre la temperatura del recipiente de cocción y la potencia de superficie, como se muestra en la figura 1. O se pueden guardar las relaciones matemáticas si las curvas de temperatura de la figura 1 se consideran aproximadamente como líneas rectas. Alternativamente, los valores de temperatura para una potencia de superficie que aumenta gradualmente se pueden almacenar con una resolución suficientemente buena.
[0031] En una configuración ampliada de la invención, es posible almacenarlos en el controlador 17 para varios recipientes de cocción, de modo que el controlador 17 sepa exactamente cuál de las cuatro o más curvas de la figura 1 debe utilizar en el caso respectivo. Alternativamente, un operador también podría introducir o programar desde fuera en el controlador 17 determinados parámetros que, separados del recipiente de cocción correspondiente, informan al controlador 17 de qué recipiente de cocción se está utilizando ahora o cuál de las curvas almacenadas se aplica. En determinadas circunstancias, el controlador 17 también puede reconocer el rango de tamaño en el que se encuentra un recipiente de cocción colocado sobre la zona de cocción 13.
[0032] Naturalmente, se conoce la superficie de la bobina de calentamiento por inducción 15. Ventajosamente, la potencia de superficie mencionada no se refiere a la superficie de la bobina de calentamiento por inducción 15, sino a la superficie del recipiente de cocción 19. De manera adecuada para la zona de cocción 13, la superficie o la superficie inferior del recipiente de cocción 19 se mueve en un rango relativamente estrecho, ya que los recipientes de cocción adecuados dentro de determinadas clases de diámetro normalmente solo tienen una variación de diámetro de hasta 3 cm. Rara vez se colocan recipientes de cocción demasiado grandes o demasiado pequeños, lo que también podría ser detectado por el controlador 17 y señalizado al operador como error.
[0033] La figura 3 muestra cómo se produce el calentamiento en el momento t=0 con una gran potencia de calentamiento, en este caso 7 W/cm2, que es constante. Este calentamiento dura hasta el momento t1 como tiempo de calentamiento, que puede predefinirse.
[0034] Una temperatura objetivo de 200 °C ha sido introducida previamente por una persona objetivo o mediante un controlador automático o similar. Esta temperatura debe mantenerse permanentemente en el recipiente de cocción 19, que en este caso es una sartén. Esta temperatura se aplica ventajosamente al lado superior del fondo de recipiente de cocción, es decir, donde el alimento que se va a cocinar, por ejemplo, un filete que se va a asar, entra en contacto con el recipiente de cocción 19. La curva superior de la figura 1 se aplica al recipiente de cocción 19.
[0035] Una vez transcurrido el tiempo de calentamiento t1, la potencia de calentamiento se reduce considerablemente y se ajusta en 0,68 W/cm2. Esta corresponde a la curva superior de la figura 1 o en esta potencia de superficie se mantiene permanentemente la temperatura de 200 °C.
[0036] En la figura 3, que corresponde al primer caso, se puede ver que la temperatura T solo disminuye ligeramente y luego se vuelve constante con relativa rapidez, por ejemplo, de 5 segundos a 20 o 30 segundos como tiempo de adaptación. Tanto la pequeña caída de temperatura como la temperatura constante pueden detectarse mediante un método mencionado anteriormente o según los documentos EP 2330866<a>2 o EP 2574144 A2.
[0037] Dado que la temperatura del recipiente de cocción permanece constante de forma permanente con la potencia de superficie de 0,68 W/cm2, esta se ajusta según la figura 1 a 200 °C y, por lo tanto, se puede mantener de forma permanente.
[0038] En el siguiente caso según la figura 4 se calienta hasta el momento t1' como tiempo de calentamiento con una potencia de superficie alta de 7 W/cm2, donde aumenta nuevamente la temperatura T. En el momento t1', la potencia se reduce a 0,68 W/cm2, de manera correspondiente a una temperatura objetivo deseada de 200 °C. El controlador 17 o la detección de temperatura ahora pueden determinar que, con esta potencia de superficie ahora configurada, la temperatura del recipiente de cocción sigue aumentando, aunque probablemente sea más débil que antes. Por lo tanto, esto significa que la temperatura del recipiente de cocción en el momento t2' todavía está por debajo de la temperatura objetivo de 200 °C. El momento entre t1' y t2' es el tiempo de comprobación anteriormente mencionado. Por lo tanto, en el momento t2', que se sitúa, por ejemplo, entre algunos segundos y uno o dos minutos después del momento t1', se vuelve a ajustar una potencia claramente mayor y, en particular, la gran potencia previamente ajustada de 7 W/cm2. Entonces la temperatura T vuelve a aumentar con más fuerza. Después de un tiempo determinado como tiempo de calentamiento intermedio entre t2' y t3', por ejemplo de unos pocos segundos hasta un minuto o tres minutos, la potencia se reduce nuevamente a la temperatura objetivo, es decir, a la primera potencia de calentamiento baja de 0,68 W/cm2. Ahora la detección de temperatura detecta que la temperatura del recipiente de cocción T disminuye primero ligeramente y después con relativa rapidez, por ejemplo, en un minuto o incluso unos pocos segundos como tiempo de adaptación, solo muestra una pequeña caída o se vuelve constante. De este modo se alcanza una temperatura constante del recipiente de cocción con una potencia de superficie de 0,68 W/cm2. Esta debe ser entonces la temperatura objetivo de 200 °C según la figura 1 o como se describió anteriormente para la figura 3. En este caso, fue necesario recalentar con la mayor potencia de calentamiento porque el recipiente de cocción requiere más energía para alcanzar la temperatura determinada de lo que suponía el controlador. Por lo tanto, la capacidad calorífica del recipiente de cocción difiere del valor detectado en el controlador.
[0039] El segundo tiempo o tiempo de calentamiento intermedio con alta potencia de calentamiento en la figura 4 entre t2' y t3' también podría realizarse con otra potencia de superficie que difiere del tiempo de calentamiento hasta el momento t1'. Sin embargo, los procesos de calentamiento deberían realizarse con relativa rapidez, de modo que debería seleccionarse al menos una potencia de superficie alta, cercana a la potencia de superficie máxima. El caso de un sobrecalentamiento durante el tiempo de calentamiento está representado en la figura 5. En este caso, incluso a una temperatura objetivo deseada de 200 °C durante el tiempo de calentamiento hasta un momento t1", el calentamiento se lleva a cabo con la alta potencia de 7 W/cm2, tras lo cual la temperatura T aumenta. Entonces, a partir del momento t1", se calienta a la potencia de superficie baja de 0,68 W/cm2 durante un tiempo de comprobación, es decir, durante unos segundos hasta medio minuto, para ver si la temperatura del recipiente de cocción se vuelve constante con relativa rapidez, lo que se consideraría alcanzar la temperatura objetivo. Sin embargo, mediante la supervisión de temperatura mencionada anteriormente, el controlador 17 determina que la temperatura del recipiente de cocción desciende permanentemente incluso una vez transcurrido el tiempo de comprobación, incluso después de uno o dos minutos como tiempo de adaptación. Esto significa que una temperatura del recipiente de cocción está muy por encima de la temperatura objetivo. Ahora se puede desconectar completamente la potencia durante un periodo de tiempo corto, por ejemplo, de 10 segundos a 30 segundos, para lograr un enfriamiento rápido hacia la temperatura objetivo o cerca de ella. Entonces el funcionamiento podría reiniciarse con la baja potencia de calentamiento de 0,68 W/cm2 y la experiencia ha demostrado que la temperatura tendría que volverse constante con relativa rapidez y alcanzar entonces la temperatura objetivo de 200 °C.
[0040] O según otra posibilidad se intenta determinar aproximadamente la temperatura que predomina. Por lo tanto, se alimenta una potencia de calentamiento ligeramente alta como potencia de calentamiento intermedia durante el tiempo de calentamiento intermedio entre t2" y t3" en la bobina de calentamiento por inducción 15, es decir, en este caso 0,8 W/cm2. Se establece de manera relativamente rápida una temperatura constante que, según la figura 1, se sitúa en torno a 230 °C. Por lo tanto, el controlador 17 sabe que la temperatura todavía es aproximadamente 30 °C demasiado alta. Entonces, como se describió anteriormente, puede desconectar completamente la bobina de calentamiento por inducción 15 durante un período de tiempo corto para que se enfríe un poco más rápido, por ejemplo, de 10 segundos a 30 segundos, donde a continuación se vuelve a ajustar la potencia de calentamiento baja para alcanzar y mantener la temperatura objetivo. Alternativamente, a partir del momento t3", se puede ajustar la potencia de superficie de 0,68 W/cm2 que corresponde a la temperatura objetivo, de modo que la temperatura del recipiente T desciende algo más lentamente hasta la temperatura objetivo, que finalmente se alcanza y se mantiene. También se puede lograr un enfriamiento más rápido introduciendo los alimentos que se van a cocinar. Entonces se utiliza ventajosamente el valor medido que corresponde a 200 °C como valor objetivo para la regulación de la temperatura tras la introducción de alimentos y no el valor medido que corresponde a 230 °C.
[0041] La figura 6 muestra otra configuración ventajosa del método para alcanzar de manera definida una temperatura específica del recipiente de cocción. Si después de un corto período de tiempo no se alcanza la temperatura constante y estable, independientemente de si la señal aumenta o disminuye, no se alcanza ningún nivel de potencia discreto entre t2’” y t3’”. Más bien se determina un valor objetivo T<s>de la señal de temperatura después de un tiempo determinado, en este caso en t2’” a 230 °C. El controlador regula entonces hasta este valor objetivo T<s>, por ejemplo, mediante un regulador proporcional, que también puede tener componentes integrales o diferenciales. Esto significa que se alcanza una temperatura constante con relativa rapidez en t3’”, más rápido de lo que sería posible con niveles de temperatura discretos. Según la figura 1, una temperatura del recipiente de cocción de 230 °C corresponde a una potencia de superficie de 0,8 W/cm2. Por lo tanto, la temperatura del recipiente de cocción se mantiene a 230 °C con esta densidad de potencia de superficie. De esta forma se encuentra la correspondiente correlación entre potencia y temperatura constante, donde se conoce la potencia, lo que permite determinar la temperatura y, por tanto, ajustarla. Ahora bien, basándose en relaciones conocidas, la temperatura específica del recipiente de cocción de 200 °C se puede alcanzar reduciendo la potencia a partir de la temperatura conocida, por ejemplo, con la introducción simultánea del alimento que se va a cocinar.
[0042] Por lo tanto, con la invención es posible regular la temperatura o aproximarse y mantener una temperatura determinada sin una medición de temperatura absoluta y solo mediante medición de temperatura relativa, es decir, supervisando si una temperatura aumenta, desciende o es constante, y una relación conocida entre temperatura y densidad de potencia de superficie establecida permanentemente en un recipiente de cocina.
[0043] Además, la invención es ventajosa porque, en un estado fijo, es decir, un estado permanente, una resistencia de conducción térmica está conectada en serie con una conexión en paralelo como resistencia térmica radiante y como resistencia térmica por convección. De esto resulta la relación mostrada en la figura 1.
[0044] Por tanto, la invención utiliza un balance energético para resolver el problema planteado al principio. Al encontrar un estado estable, es decir, un estado sin cambios en la temperatura del recipiente de cocción, la energía interna del recipiente de cocción se mantiene constante. De este modo se sabe que la energía introducida por el calentamiento en el recipiente de cocción se libera completamente de nuevo, ya sea por convección, radiación de calor o conducción de calor hacia la superficie de la encimera. Sin embargo, la energía introducida se puede medir mediante el calentamiento. Dado que se conoce la relación de la figura 1, se puede deducir la temperatura absoluta midiendo la energía por tiempo o potencia, en determinadas condiciones generales.
Claims (11)
1. Método de funcionamiento de una encimera de cocción por inducción (11) para alcanzar de manera definida una temperatura de recipiente de cocción determinada, donde la encimera de cocción de inducción tiene un controlador (17) y una zona de cocción (13) con al menos una bobina de calentamiento por inducción (15), que tiene los siguientes pasos:
- se coloca un recipiente de cocción (19) sobre la zona de cocción (13) y se calienta por inducción mediante la bobina de calentamiento por inducción (15),
- antes de un proceso de calentamiento de un recipiente de cocción (19), se introduce en el controlador (17) de la encimera de cocción por inducción (11) una temperatura objetivo para el recipiente de cocción o un caso de uso que implica una temperatura objetivo determinada,
- al inicio del proceso de calentamiento, el recipiente de cocción (19) se calienta durante un primer tiempo de calentamiento (t1) con una primera potencia de calentamiento relativamente alta como potencia de superficie, - después del primer tiempo de calentamiento (t1, t1', t1"), la potencia de calentamiento de la bobina de calentamiento por inducción (15) se reduce a una primera potencia de calentamiento relativamente baja, que conduciría a largo plazo a la temperatura objetivo durante el funcionamiento con esta primera potencia de calentamiento relativamente baja,
- se comprueba si la temperatura del recipiente de cocción permanece constante, aumenta o disminuye después de un tiempo de comprobación corto (t2'-t1', t2"-t1") con la primera potencia de calentamiento relativamente baja,
- donde, en un primer caso, cuando el recipiente de cocción (19) se calienta con la primera potencia de calentamiento relativamente baja después del tiempo de comprobación corto, la temperatura del recipiente de cocción permanece constante y corresponde a la temperatura objetivo, se considera que se ha alcanzado la temperatura objetivo,
caracterizado por el hecho de quela primera potencia de calentamiento relativamente baja es de 0,3 W/cm2 a 2 W/cm2
de que
en un segundo caso, cuando el recipiente de cocción (19) se calienta con la primera potencia de calentamiento relativamente baja, la temperatura del recipiente de cocción continúa aumentando después del tiempo de comprobación corto (t2'-t1'), se determina una temperatura del recipiente de cocción por debajo de la temperatura objetivo y el recipiente de cocción (19) se calienta de nuevo con mayor intensidad con una potencia de calentamiento intermedia entre 1 W/cm2 y 12 W/cm2 durante un tiempo de calentamiento intermedio (t3'-t2') y, después del tiempo de calentamiento intermedio, se vuelve a comprobar, al ajustar la primera potencia de calentamiento relativamente baja, si la temperatura del recipiente de cocción sigue aumentando después del tiempo de comprobación corto o permanece constante, donde el primer caso de alcanzar la temperatura objetivo se aplica cuando la temperatura del recipiente de cocción permanece constante, y de que
en un tercer caso, al ajustar la primera potencia de calentamiento relativamente baja, la temperatura del recipiente de cocción no ha alcanzado la temperatura objetivo después del tiempo de comprobación corto (t2"-t1"), sino que desciende, se determina una temperatura del recipiente de cocción por encima de la temperatura objetivo y el controlador (17) aumenta la primera potencia de calentamiento relativamente baja durante un tiempo de calentamiento intermedio hasta una potencia de calentamiento intermedia, que es superior del 10 % al 100 % a la primera potencia de calentamiento relativamente baja, de modo que se alcanza una temperatura constante, donde a continuación se vuelve a calentar con la primera potencia de calentamiento relativamente baja hasta que la temperatura desciende hasta la temperatura objetivo y se mantiene allí.
2. Método según la reivindicación 1,caracterizado por el hecho de quela temperatura objetivo está comprendida entre 200 °C y 250 °C.
3. Método según la reivindicación 1 o 2,caracterizado por el hecho de que,en el caso de que la temperatura del recipiente de cocción continúe aumentando después del tiempo de calentamiento intermedio y después del tiempo de comprobación corto (t2'-t1'), se detecta nuevamente una temperatura del recipiente de cocción por debajo de la temperatura objetivo y el recipiente de cocción (19) se calienta de nuevo con mayor intensidad con la potencia de calentamiento intermedia durante el tiempo de calentamiento intermedio, y a continuación, después del tiempo de calentamiento intermedio, se vuelve a comprobar, al ajustar la primera potencia de calentamiento relativamente baja, si la temperatura del recipiente de cocción sigue aumentando o permanece constante después del tiempo de comprobación corto, donde el primer caso de alcanzar la temperatura objetivo se aplica cuando la temperatura del recipiente de cocción permanece constante.
4. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por el hecho de queel tiempo de comprobación corto (t2'-t1', t2"-t1") es de 1 segundo a 30 segundos, preferiblemente de 5 segundos a 20 segundos.
5. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por el hecho de queel tiempo de calentamiento intermedio (t3'-t2') es de 5 segundos a 60 segundos, preferiblemente de 10 segundos a 30 segundos.
6. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por el hecho de queel recipiente de cocción (19) se hace funcionar en una zona de cocción (13) con una o más bobinas de calentamiento por inducción (15) y la potencia de las bobinas de calentamiento por inducción se considera conjuntamente como potencia de superficie o potencia de calentamiento.
7. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por el hecho de quela cantidad de energía introducida o la potencia de calentamiento de la bobina de calentamiento por inducción (15) se supervisa a lo largo del tiempo.
8. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por el hecho de quela primera potencia de calentamiento relativamente alta es de 3 W/cm2 a 12 W/cm2, en particular de 6 W/cm2 a 10 W/cm2-
9. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por el hecho de quela primera potencia de calentamiento relativamente baja es de 0,6 W/cm2 a 0,8 W/cm2.
10. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por el hecho de quela potencia de calentamiento intermedia es de 1,5 W/cm2 a 8 W/cm2.
11. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por el hecho de queel tamaño de un recipiente de cocción se determina considerando la eficiencia del dispositivo de calentamiento por inducción cubriendo la bobina de calentamiento por inducción (15) con el recipiente de cocción (19) colocado encima.
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