PT106863A

PT106863A - Máquina de preparação de bebidas de requisitos mínimos de energia e processo de operação da mesma

Info

Publication number: PT106863A
Application number: PT106863A
Authority: PT
Inventors: Rui Miguel Nabeiro
Original assignee: Novadelta Comércio E Indústria De Cafés S A
Priority date: 2013-04-02
Filing date: 2013-04-02
Publication date: 2014-10-02
Also published as: CN105263370A; WO2014163516A1; CN105263370B; EP2982275A1; EP2982275B1; PT2982275T; BR112015025228A2; BR112015025228B1; ES2806127T3

Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO REVELA UMA MÁQUINA (1) DE PREPARAÇÃO DE BEBIDAS, EM PARTICULAR BEBIDAS AROMÁTICAS COMO POR EXEMPLO CAFÉ EXPRESSO, CHÁ E SIMILARES, QUE APRESENTA REQUISITOS MÍNIMOS DE ENERGIA. NESTE SENTIDO, A MÁQUINA (1) APRESENTA UM DISPOSITIVO DE GESTÃO DE ENERGIA PROPORCIONADO DE MODO QUE REALIZA UMA ROTINA DE CONTROLO DE TIPO FUNÇÃO OBJETIVO QUE VISA PELO MENOS MINIMIZAR A ENERGIA TOTAL UTILIZADA EM CADA CICLO DE EXTRAÇÃO DE BEBIDA. EM PARTICULAR, A MÁQUINA (1) DE ACORDO COM A PRESENTE INVENÇÃO PERMITE PREPARAR UMA PLURALIDADE DE CAFÉS TIPO EXPRESSO EM MODO AUTÓNOMO, OU SEJA, ATRAVÉS DE PELO MENOS UMA FONTE (3) INTERNA DE ENERGIA, COMO POR EXEMPLO BATERIAS OU SIMILARES. A PRESENTE INVENÇÃO REVELA AINDA UM PROCESSO DE OPERAÇÃO DE UMA MÁQUINA (1) DE PREPARAÇÃO DE BEBIDAS ATRAVÉS DE UM DISPOSITIVO (5) DE GESTÃO DE ENERGIA QUE OTIMIZA AS NECESSIDADES DE ENERGIA DA MESMA DE MODO A MAXIMIZAR A CAPACIDADE DE SERVIÇO PROPORCIONADA PELA, PELO MENOS UMA, FONTE (3) INTERNA DE ENERGIA.

Description

DESCRIÇÃO

MÁQUINA DE PREPARAÇÃO DE BEBIDAS DE REQUISITOS MÍNIMOS DE ENERGIA E PROCESSO DE OPERAÇÃO DA MESMA

Campo da Invenção A presente invenção refere-se ao campo das máquinas para preparação de bebidas aromáticas, como por exemplo café tipo expresso, chá, e similares, e à operação de tais máquinas de forma energeticamente eficiente, em geral, e de forma autónoma, i.e. sem ligação a fontes externas de energia, em particular. A presente invenção refere-se ainda a um processo de operação de uma máquina do tipo acima descrito.

Antecedentes da Invenção A generalidade das máquinas para preparação de bebidas aromáticas, como por exemplo café do tipo expresso, funciona com base no fornecimento de energia elétrica a um conjunto de consumidores de energia proporcionados na máquina. No caso de máquinas de café tipo expresso, os principais consumidores de energia são os meios de compressão de fluido, por exemplo do tipo bomba de compressão, e os meios de aquecimento de fluido, por exemplo do tipo caldeira ou termo-bloco. Os respetivos parâmetros de operação encontram-se habitualmente nos intervalos de pressões acima de 8 bar, com frequência acima de 12 bar, e de aquecimento do fluido a temperaturas entre 80 °C e 100 °C. Estes parâmetros de operação correspondem a valores de potência nominal relativamente elevados, frequentemente acima dos 1000 W. A redução das necessidades de energia por cada ciclo de 1 preparação de bebida, designadamente das necessidades de aquecimento, são particularmente relevantes no caso de máquinas deste tipo, sobretudo quando proporcionadas com meios de armazenamento de energia para fornecimento de energia em baixa voltagem. 0 registo EP 1460353 Bl revela uma máquina para preparação de café do tipo expresso que funciona com base em 230 V (AC) e que apresenta um inversor para aumento de tensão quando o fornecimento de energia é feito a partir de uma bateria, bem como primeiros e segundos meios de aquecimento de água que apresentam conjuntamente uma potência elétrica de 460 W até 760 W. O documento não refere a potência elétrica associada aos meios de compressão. O documento refere a impossibilidade de preparar uma pluralidade de bebidas do tipo café expresso com uma máquina que apresente uma potência abaixo de 500 W. O registo EP 2471421 também aponta para a utilização de dois meios de aquecimento de modo a assegurar um tempo de preparação de bebidas de 7 a 10 segundos, desta feita numa máquina a operar ligada à rede de distribuição de energia, cada qual com uma potência de 1200 W. Em particular, estes documentos não referem os constrangimentos associados à utilização de uma fonte interna de armazenamento temporário de energia. O documento EP 2177138 Al revela uma máquina da mesma classe, mas proporcionada com um meio de armazenamento de energia do tipo bateria, cuja potência de descarga é maior do que 500 W e maior do que a potência de carga da bateria. O documento DE 2010 055849 Al revela um método para regulação da preparação de água quente numa máquina de preparação de bebidas, que regula a compressão e o aquecimento com base na comparação de valores medidos de diferentes parâmetros de operação com os valores previamente registados numa tabela em memória. 2

Nenhum dos documentos no estado da técnica revela uma máquina com capacidade de funcionamento autónomo suficiente para preparar bebidas, como café tipo expresso ou similar, numa quantidade relevante de pelo menos seis, de um modo preferido pelo menos doze bebidas, e com elevada prontidão como de forma sucessiva.

Descrição Sumária da Invenção 0 objetivo da presente invenção é o de proporcionar uma máquina de preparação de bebidas de pelo menos uma substância edivel aromática, como por exemplo café tipo expresso, chá e similares, incluindo por meio de ciclos de extração por meio de um fluido aquecido e sob pressão da referida substância, e apresentando uma pluralidade de consumidores de energia elétrica, incluindo em particular meios de compressão de fluido e meios de aquecimento de fluido, meios de conexão a pelo menos uma fonte externa de energia, de um modo preferido a pelo menos duas fontes externas de energia, como por exemplo duas redes de distribuição de energia elétrica fixa de voltagem nominal diferente em duas regiões diferentes, incluindo opcionalmente através de um dispositivo de transformação de voltagem, e otimizada de modo a minimizar as necessidades de energia associadas à preparação de cada bebida.

Este objetivo é realizado de acordo a revindicação 1. Em particular, a máquina de preparação de bebidas de acordo com a presente invenção apresenta um dispositivo de gestão de energia proporcionado de modo que pode regular a operação de consumidores de energia, incluindo pelo menos dos meios de compressão de fluido e dos meios de aquecimento de fluido, por meio de uma rotina de controlo de tipo função objetivo apresentando pelo menos um objetivo, de um modo preferido previamente definido. De acordo com uma forma de realização preferida, a referida função objetivo inclui o objetivo de 3 minimização do consumo de energia por ciclo de extração de bebida.

De acordo com uma outra forma de realização preferida, a regulação por meio de uma rotina de controlo do tipo função objetivo é realizada pelo menos quando o fornecimento de energia é realizado pela referida fonte externa de energia.

Além disso, um objetivo relacionado da presente invenção é o de proporcionar uma máquina de preparação de bebidas portátil e com possibilidade de operação, pelo menos temporariamente, de forma autónoma da referida fonte externa de energia, ou seja não conectada a esta, designadamente através da utilização de pelo menos uma fonte interna de energia, como por exemplo uma bateria ou similar, em particular de modo a poder preparar sucessivamente uma determinada quantidade mínima de bebidas como café tipo expresso, ou similares, apenas com essa fonte interna de tensão.

Este objetivo é resolvido de acordo com a presente invenção através de uma máquina que apresenta pelo menos uma fonte interna de energia e, pelo menos quando em operação com base nesta, a referida rotina de controlo de tipo função objetivo inclui o objetivo de maximização do número de bebidas que pode ser preparado, em particular de acordo com um conjunto de parâmetros de preparação de bebida previamente definidos. Estes parâmetros de operação incluem a pressão de compressão e a temperatura de aquecimento do fluido, utilizadas no ciclo de extração de bebida. Em particular, é preferido quando a referida rotina de controlo do tipo função objetivo inclui o objetivo de preparação de pelo menos um determinado número mínimo de bebidas, de um modo preferido previamente definido, incluindo de forma substancialmente sucessiva e com base na energia disponível e em outras características da referida fonte interna de energia. 4

Resulta deste modo possível proporcionar a preparação de pelo menos oito, de um modo preferido pelo menos doze, de um modo particularmente preferido pelo menos doze bebidas, cada qual com um volume de 20 a 50 ml, com requisitos de pressão de pelo menos 8 bar e de temperatura entre 80° e 100°, ou número de bebidas com um requisito de energia equivalente, apenas com recurso a energia fornecida por uma fonte interna de energia, sendo que o tempo de preparação de cada bebida é de um modo preferido de no máximo 70 segundos, e o tempo de extração é de um modo preferido de 15 - 30 segundos.

Neste sentido, de acordo com uma forma preferida, a máquina de acordo com a presente invenção apresenta um dispositivo de gestão de energia proporcionado com uma rotina de controlo do tipo função objetivo que inclui o objetivo de minimização do total de energia fornecido aos consumidores de energia, em particular aos meios de compressão de fluido e aos meios de aquecimento de fluido, em cada ciclo de extração de uma bebida. Além disso, a referida rotina de controlo do tipo função objetivo inclui a regulação da distribuição de energia aos consumidores de energia em tempo substancialmente real, de modo a otimizar a descarga de energia pela fonte interna de energia e sequentes períodos de regeneração desta.

De acordo com uma outra forma de realização preferida, a máquina de acordo com a presente invenção apresenta um dispositivo de gestão de energia que é proporcionado de modo a poder identificar e executar um conjunto de ações associadas à referida rotina de controlo do tipo função objetivo em tempo quase real, incluindo de forma pulsada. Neste sentido, o referido dispositivo de gestão de energia é proporcionado de modo que pode reconhecer e/ou caracterizar as disponibilidades de energia pelas fontes de energia, externa e/ou interna, ligadas operacionalmente em cada momento, de modo a poder proporcionar uma indicação destas através de pelo menos um 5 interface de utilização da máquina e a poder determinar o fornecimento de energia a pelo menos alguns dos consumidores de energia e respetivos parâmetros de operação.

De acordo com uma outra forma de realização preferida, o referido dispositivo de gestão de energia é proporcionado de modo que pode determinar o fornecimento de energia aos meios de compressão e aos meios de aquecimento de fluido de forma pelo menos parcialmente sequencial ou intervalada, incluindo o fornecimento em impulsos discretos, de um modo preferido com base num conjunto de parâmetros previamente definidos.

De acordo com uma outra forma de realização preferida, o referido dispositivo de gestão de energia é proporcionado de modo que pode variar parâmetros de operação em tempo substancialmente real, pelo menos dos meios de compressão de fluido dos meios de aquecimento de fluido, de modo a reduzir as suas necessidades de energia em cada ciclo de extração de bebida.

De acordo com uma outra forma de realização preferida, a máquina de preparação de bebidas de acordo com a presente invenção apresenta meios de compressão de fluido e meios de aquecimento de fluido que são os mesmos e operam de forma substancialmente similar independentemente do valor de tensão elétrica proporcionado por uma fonte externa de energia. Neste sentido, a máquina de acordo com a presente invenção apresenta meios de conexão a pelo menos uma fonte externa de energia, incluindo de um modo preferido através de um dispositivo de transformação de voltagem, e os consumidores de energia elétrica são proporcionados de modo que o fornecimento de energia elétrica decorre sempre em baixa voltagem, de um modo preferido a um valor inferior a 50 V, de um modo preferido entre 24 V e 36 V, de um modo preferido em corrente continua (DC). 6

De acordo com uma outra forma de realização preferida, a referida fonte interna de energia apresenta uma capacidade de armazenamento de energia de no máximo 120 Wh, de um modo preferido no máximo 80 Wh, e uma capacidade de descarga de pelo menos 5 C, de um modo preferido pelo menos 10 C.

Além disso, a máquina apresenta um peso total inferior a 5 kg, de um modo preferido inferior a 2,5 kg, sendo que as respetivas fontes internas de tensão apresentam um peso máximo de 1,5 kg, de um modo preferido um peso máximo de 0,8 kg. Exemplos de tecnologias que podem ser consideradas para a fonte interna de energia, incluem baterias de polímeros lítio (LiPo), e de lítio ferro fosfato (LiFeP04), e outras similares.

De acordo com uma outra forma de realização preferida, a máquina de acordo com a presente invenção apresenta, pelo menos temporariamente, um dispositivo de transformação de voltagem disposto intercalado entre uma fonte externa de energia e os consumidores de energia e que apresenta uma potência nominal de no máximo 800 W, de um modo preferido no máximo 500 W, e, quando ligado operacionalmente, o dispositivo de transformação de voltagem é proporcionado externamente ou internamente ao chassis da máquina, e com meios de conexão à máquina de tipo removível ou não, sendo que o dispositivo de transformação de voltagem é de um modo preferido proporcionado como um dispositivo de transformação de amplo intervalo de entrada.

Um outro objetivo da presente invenção é o de proporcionar um processo que possibilite a utilização otimizada dos recursos energéticos disponíveis para preparar uma bebida, em particular em vista da minimização da utilização de uma fonte interna de tensão.

Este objetivo é realizado através de um processo de acordo com a reivindicação 10. Em particular, é realizado através de um 7 processo em que, uma vez a máquina ligada por um utilizador, um dispositivo de gestão de energia proporcionado na máquina reconhece e/ou caracteriza a disponibilidade de energia a partir de pelo menos uma fonte de energia e, uma vez um ciclo de preparação de bebida iniciado por um utilizador, o referido dispositivo de gestão de energia mede e regula o fornecimento de energia a partir pelo menos dessa fonte de energia, pelo menos aos principais consumidores de energia, de acordo com uma rotina de controlo do tipo função objetivo, incluindo o objetivo de minimização do consumo de energia em cada ciclo de extração de bebida, de um modo preferido em função de parâmetros de operação e/ou da respetiva variação desde o anterior ciclo de extração de bebida, e/ou da energia disponível na, pelo menos uma, fonte de energia a ser utilizada em cada ciclo de extração de bebida.

De acordo com uma forma de realização preferida, o referido dispositivo de gestão de energia regula o fornecimento de energia de forma pelo menos parcialmente sequencial ou de forma intervalada, incluindo de forma pulsada em instantes discretos, pelo menos aos meios de compressão de fluido e aos meios de aquecimento de fluido. Em particular, a regulação do fornecimento de energia de forma pulsada permite manter a operação dos referidos meios ao mesmo tempo que majorando a energia total solicitada em cada instante.

De acordo com uma forma de realização preferida, em particular no caso de um ciclo de extração de bebida em que a máquina utiliza apenas uma fonte interna de energia, o dispositivo de gestão de energia mede e/ou regula pelo menos um parâmetro de operação de pelo menos um dos consumidores de energia, incluindo os meios de compressão e os meios de aquecimento de fluido, incluindo a temperatura de aquecimento destes, de modo a minimizar a taxa de descarga de energia a partir da fonte interna de energia, incluindo em função do tempo decorrido desde o anterior ciclo de extração de bebida. 8

De acordo com uma outra forma de realização preferida, o referido dispositivo de gestão de energia regula a frequência e/ou a velocidade dos meios de compressão de fluido, de modo a assegurar uma temperatura de fluido compreendida num intervalo de entre 80 °C e 100 °C, de um modo preferido previamente definido, a jusante dos meios de aquecimento de fluido.

De acordo com outra forma de realização preferida, a potência de aquecimento proporcionada pelos meios de aquecimento de fluido é determinada através de um controlador, incluindo do tipo proporcional integral derivativa ("PID controller") ou similar, realimentado por sonda de temperatura, incluindo do tipo coeficiente de temperatura negativa ("NTC probe") ou similar, sendo que a caracterização da temperatura de aquecimento tem em consideração o atraso da sonda de temperatura. É preferido quando a medição de consumo de energia é realizada com base na medição de tensão e intensidades de corrente elétrica em pelo menos alguns dos consumidores de energia, e da temperatura de aquecimento nos meios de aquecimento de fluido.

No âmbito da presente descrição, por "fonte interna de energia" deverá ser entendido um dispositivo e/ou respetivos meios de ligação operacional, com ou sem capacidade de geração de energia final a partir de uma qualquer forma de energia primária, incluindo dispositivos de armazenamento e conversão de energia, como por exemplo baterias e similares, e que proporcionam o fornecimento de energia, em particular energia elétrica, sem que a máquina de preparação de bebidas se encontre ligada a uma rede de distribuição de energia elétrica fixa.

No âmbito da presente invenção, considera-se que as fontes internas de energia correspondem a meios de armazenamento ou acumulação temporária de qualquer forma de energia que permita 9 um posterior fornecimento de energia elétrica, em particular aqueles dispositivos que funcionam com base num processo eletroquimico e/ ou eletromagnético de conversão de energia, como por exemplo baterias e similares, em particular em baixa voltagem. Além disso, considera-se que as fontes internas de energia correspondem a dispositivos de energia proporcionados no interior ou no exterior da máquina de preparação bebidas, com ou sem possibilidade de acesso e/ ou substituição a partir do exterior, de um modo preferido configurados para utilização exclusiva com a máquina de preparação de bebidas. A máquina de preparação de bebidas realiza ciclos de extração incluindo a compressão de pelo menos um fluido de processamento, por exemplo água, com uma pressão de pelo menos 8 bar e o aquecimento de pelo menos um fluido de processamento até a uma temperatura de 80°C - 100°C. A máquina de preparação de bebidas de acordo com a presente invenção é utilizada para preparar café, leite, chá, e similares, e utiliza como fluido de processamento água, leite, café, e similares.

Lista de Figuras A invenção será em seguida explicada em maior detalhe com base em formas de realização preferidas e nas Figuras que se anexam.

As Figuras mostram:

Figura 1: representações esquemáticas em alçado lateral em corte, frontal e em planta, respetivamente, de uma primeira forma de realização de uma máquina de acordo com a invenção; 10

Figura 2: representações esquemáticas em alçado lateral em corte, frontal e em planta, respetivamente, de uma segunda forma de realização de uma máquina de acordo com a invenção.

Descrição de Formas de Realização da Invenção A Figura 1 mostra de forma esquemática uma máquina (1) de preparação de bebidas de acordo com a presente invenção, incluindo café tipo expresso e similares, e apresentando meios de conexão a pelo menos uma fonte (4) externa de energia, como por exemplo redes fixas de energia elétrica, eventualmente a pelo menos duas fontes (4) externas de energia apresentando diferentes valores de voltagem nominal, por exemplo 110 V AC e 230 V AC. A possibilidade de operar com diferentes fontes (4) externas de energia é relevante de modo a reduzir os custos de adaptação dos principais consumidores (2) de energia a diferentes voltagens, por exemplo para utilização em diferentes regiões ou países.

De acordo com uma forma de realização preferida, para além de conexão a uma fonte (4) externa de energia a máquina apresenta ainda a possibilidade de usar opcionalmente pelo menos uma fonte (3) interna de energia. A máquina (1) apresenta uma pluralidade de consumidores (2) de energia elétrica (representados de forma simplificada), e um dispositivo (5) de gestão de energia que regula a distribuição de energia elétrica a pelo menos alguns destes consumidores (2) de energia a partir das referidas fontes (3, 4) de energia elétrica.

De acordo com uma forma de realização preferida, a energia elétrica é fornecida aos consumidores (2) de energia no mesmo valor de voltagem da fonte (4) externa de energia, incluindo em corrente alterna. 11

De acordo com uma outra forma de realização preferida, a energia elétrica é fornecida aos consumidores (2) de energia sempre em baixa tensão, de um modo preferido em corrente continua, ou seja, abaixo de 50 V DC, de um modo preferido entre 24 V DC e 36 V DC. Neste caso, quando a máquina (1) se encontra conectada a uma fonte (4) externa de energia, a ligação é feita através de um dispositivo (6) de transformação de tensão elétrica, de um modo preferido proporcionado como um transformador de voltagem de amplo intervalo de entrada. O dispositivo (6) de transformação de voltagem é proporcionado externamente ao chassis de máquina (1) ou, de um modo preferido, num respetivo chassis de máquina, e com meios de conexão à máquina (1) de tipo removível ou não. Assim, de acordo com uma forma de realização preferida, os consumidores (2) de energia são os mesmos e são proporcionados de modo que operam de forma substancialmente similar, independentemente do valor da tensão elétrica nominal proporcionado pela fonte (4) externa de energia.

De acordo com um primeiro aspeto inventivo, a máquina (1) apresenta um dispositivo (5) de gestão de energia proporcionado de modo a regular a operação de pelo menos alguns dos consumidores (2) de energia por meio de uma rotina de controlo do tipo função objetivo, sendo que esta função objetivo inclui pelo menos o objetivo de minimizar a energia elétrica requerida pelos principais consumidores (2) de energia em cada ciclo de preparação de bebida.

Além disso, no caso de utilização da referida fonte (3) interna de energia, é preferido quando a referida rotina de controlo de tipo função objetivo inclui ainda a maximização do número de bebidas que pode ser preparado com a energia disponível na referida fonte (3) interna de energia, de um modo preferido incluir a obtenção de pelo menos um número mínimo de bebidas. 12 0 referido dispositivo (5) de gestão de energia é ainda proporcionado de modo que pode identificar e executar um conjunto de ações associadas à referida rotina de controlo do tipo função objetivo em tempo quase real, incluindo reconhecer e/ou caracterizar as disponibilidades de energia por cada uma das referidas fontes (3, 4) de energia, selecionar qual a fonte (3, 4) de energia a ser utilizada e determinar o fornecimento de energia de forma pelo menos parcialmente sequencial ou intervalada no tempo, incluindo o fornecimento em impulsos discretos, aos referidos meios (21) de compressão e aos meios (22) de aquecimento de fluido, de um modo preferido com base num conjunto de parâmetros previamente definidos.

De acordo com uma forma de realização preferida, a potência elétrica nominal média da máquina (1), durante cada ciclo de extração de bebida, é inferior a 450 W, de um modo preferido é inferior a 350 W. Em particular, a potência elétrica nominal média da máquina (1) é no máximo 20% superior, de um modo preferido pelo menos aproximadamente igual à potência elétrica nominal dos meios (22) de aquecimento de fluido.

De acordo com uma forma de realização preferida, o dispositivo (5) de gestão de energia e a fonte (3) interna de energia são proporcionados de modo que podem ser sucessivamente preparados pelo menos oito, de um modo preferido pelo menos doze bebidas, de um modo particularmente preferido de pelo menos doze bebidas, cada qual com um volume de 20 a 50 ml, com requisitos de temperatura entre 80° e 100° e pressão de pelo menos 8 bar, ou número de bebidas com um requisito de energia equivalente, apenas com recurso a energia fornecida pela fonte (3) interna de energia, sendo que o tempo de preparação de cada bebida é de um modo preferido de no máximo 70 segundos, e o tempo de extração de bebida é de 15 - 30 segundos. É deste modo proporcionado de forma vantajosa um serviço mínimo, em termos de número de 13 bebidas, em modo de operação autónomo de uma fonte (4) externa de energia. A máquina apresenta uma, pelo menos uma, fonte (3) interna de energia que apresenta uma capacidade de armazenamento nominal máxima de 100 Wh, de um modo preferido de 70 Wh e uma capacidade de descarga de pelo menos 5 C, de um modo preferido pelo menos 10 C, sendo que a máquina apresenta um peso total inferior a 5 kg, de um modo preferido inferior a 2,5 kg, e a fonte (3) interna de energia apresenta um peso de no máximo 1,5 kg, de um modo preferido de no máximo 0,8 kg. Estas caracteristicas são particularmente adequadas para assegurar um determinado nível de serviço, como acima descrito, sem comprometer a portabilidade da máquina (1). A Figura 2 apresenta representações esquemáticas da máquina (1) similares às da Figura 1, discriminando neste caso de forma meramente indicativa a existência de meios (21) de compressão de fluido e de meios (22) de aquecimento de fluido. De forma vantajosa, estes são os mesmos e operam de forma substancialmente similar independentemente do valor de tensão elétrica proporcionado pela fonte (4) externa de tensão. Ou seja, a máquina (1) pode funcionar em ligação com fontes (4) externas de energia de diferente voltagem, incluindo por exemplo 110 V AC ou 230 V AC, visto que quando a máquina (1) se encontra conectada a uma fonte (4) externa de energia, a ligação é feita através de um dispositivo (6) de transformação de tensão elétrica. O referido dispositivo (6) de transformação de voltagem é proporcionado externamente - como representado Figura 1 - ou internamente ao chassis da máquina (1) - como representado na Figura 2 -, e com meios de conexão à máquina (1) de tipo removível ou não, sendo que o dispositivo (6) de transformação de voltagem é de um modo preferido proporcionado como um dispositivo de transformação de amplo intervalo de entrada. 14

Um processo de acordo com a presente invenção inclui ligar a máquina (1), reconhecer e/ou caracterizar, por meio de um dispositivo (5) de gestão de energia proporcionado na referida máquina (1) de preparação de bebidas, a disponibilidade de energia a partir de pelo menos uma fonte (3, 4) de energia, iniciar um ciclo de preparação de uma bebida, medir e regular, por meio do referido dispositivo (5) de gestão de energia, parâmetros de operação de pelo menos alguns consumidores (2) de energia proporcionados na referida máquina (1) de preparação de bebidas, incluindo pelo menos dos meios (21) de compressão de fluido e dos meios (22) de aquecimento de fluido, sendo que o referido dispositivo (5) de gestão de energia regula o fornecimento de energia a pelo menos alguns dos consumidores (2) de energia de acordo com uma rotina de controlo do tipo função objetivo, incluindo o objetivo de minimização do consumo de energia em cada ciclo de extração de bebida, de um modo preferido em função de parâmetros de operação e/ou da respetiva variação desde o anterior ciclo de extração de bebida, e/ou da energia disponível na, pelo menos uma, fonte (3, 4) de energia.

Em particular, durante cada ciclo de preparação de bebida, o dispositivo (5) de gestão de energia regula a evolução no tempo do fornecimento de energia aos meios (21) de compressão de fluido e aos meios (22) de aquecimento de fluido, incluindo de forma pelo menos parcialmente sequencial ou intervalada, incluindo de forma pulsada em instantes discretos, desse modo reduzindo as necessidades simultâneas de ambos.

De acordo com um outro aspeto, o dispositivo (5) de gestão de energia regula pelo menos um parâmetro de operação pelo menos dos meios (21) de compressão e/ou dos meios (22) de aquecimento de fluido. Em particular, o dispositivo (5) de gestão de energia faz variar a frequência e/ou a velocidade dos meios (21) de compressão de fluido, de modo a assegurar uma temperatura de 15 fluido compreendida num intervalo de entre 80 °C e 90 °C, de um modo preferido previamente definido, a jusante dos meios (22) de aquecimento de fluido. Além disso, a potência de aquecimento proporcionada pelos meios (22) de aquecimento de fluido é regulada através de um controlador, incluindo do tipo proporcional integral derivativa ("PID controller") ou similar, realimentado por sonda de temperatura, incluindo do tipo coeficiente de temperatura negativa ("NTC probe") ou similar, sendo que a caracterização da temperatura de aquecimento tem em consideração o atraso da sonda de temperatura. Além disso, a medição de consumo de energia é realizada com base na medição de tensões e intensidades de corrente em pelo menos alguns dos consumidores (2) de energia, de um modo preferido da temperatura de aquecimento nos meios (22) de aquecimento de fluido.

Lisboa, 31 de Março de 2014. 16

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Máquina (1) para preparação de bebidas a partir de pelo menos uma substância edivel aromática, incluindo café tipo expresso e similares, apresentando: - uma pluralidade de consumidores (2) de energia elétrica, incluindo meios (21) de compressão de fluido e meios (22) de aquecimento de fluido, - meios de conexão a pelo menos uma fonte (4) externa de energia, de um modo preferido a pelo menos duas fontes (4) externas de energia de diferente voltagem nominal, incluindo opcionalmente através de um dispositivo (6) de transformação de voltagem, e - um dispositivo (5) de gestão de energia adaptado de modo que pode regular a operação pelo menos dos referidos meios (21) de compressão de fluido e meios (22) de aquecimento de fluido, caracterizada por o referido dispositivo (5) de gestão de energia ser proporcionado de modo que pode regular a operação de consumidores (2) de energia, incluindo pelo menos dos referidos meios (21) de compressão de fluido e dos meios (22) de aquecimento de fluido, por meio de uma rotina de controlo de tipo função objetivo apresentando pelo menos um objetivo.
2. Máquina (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o referido dispositivo (5) de gestão de energia incluir uma rotina de controlo de tipo função objetivo que inclui como objetivo previamente definido a minimização do total de energia fornecido aos consumidores (2) de energia em cada ciclo de extração de bebida. 1
3. Máquina (1) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por apresentar pelo menos uma fonte (3) interna de energia, e por o referido dispositivo (5) de gestão de energia incluir uma rotina de controlo de tipo função objetivo que inclui como objetivo previamente definido a maximização do número de bebidas que pode ser preparado com a energia disponível na referida fonte (3) interna de energia, de um modo preferido incluir a obtenção de pelo menos um número mínimo de bebidas.
4. Máquina (1) de acordo com qualquer das uma das anteriores reivindicações 1 a 3, caracterizada por o referido dispositivo (5) de gestão de energia ser proporcionado de modo que pode identificar e executar um conjunto de ações associadas à referida rotina de controlo do tipo função objetivo em tempo quase real, incluindo reconhecer e/ou caracterizar a disponibilidade de energia por cada uma das referidas fontes (3, 4) de energia e determinar o fornecimento de energia de forma pelo menos parcialmente sequencial ou intervalada no tempo, incluindo o fornecimento em impulsos discretos, aos referidos meios (21) de compressão e aos meios (22) de aquecimento de fluido, de um modo preferido com base num conjunto de parâmetros previamente definidos.
5. Máquina (1) de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações 1 a 4, caracterizada por o referido dispositivo (5) de gestão de energia ser proporcionado de modo que pode variar parâmetros de operação pelo menos dos meios (21) de compressão de fluido e/ou dos meios (22) de aquecimento de fluido em tempo substancialmente real, em particular de modo a reduzir as suas necessidades de energia em cada ciclo de extração de bebida. 2
6. Máquina (1) de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações 1 a 5, caracterizada por os referidos meios (21) de compressão de fluido e os meios (22) de aquecimento de fluido serem os mesmos e serem proporcionados de modo que operam de forma substancialmente similar, independentemente do valor de tensão elétrica proporcionado pela fonte (4) externa de energia.
7. Máquina de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações 1 a 6, caracterizada por a referida fonte (3) interna de energia apresentar uma capacidade de armazenamento nominal máxima de 120 Wh, de um modo preferido de 80 Wh e uma capacidade de descarga de pelo menos 5 C, de um modo preferido pelo menos 10 C.
8. Máquina (1) de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações 1 a 7, caracterizada por o referido dispositivo (6) de transformação de voltagem, ser disposto entre uma fonte (4) externa de energia e os consumidores (2) de energia e apresentar uma potência nominal de no máximo 800 W, de um modo preferido no máximo 500 W.
9. Máquina (1) de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações 1 a 8, caracterizada por o referido dispositivo (6) de transformação de voltagem ser proporcionado externamente ou internamente ao chassis da máquina (1), e com meios de conexão à máquina (1) de tipo removível ou não, sendo que o dispositivo (6) de transformação de voltagem é de um modo preferido proporcionado como um dispositivo de transformação de amplo intervalo de entrada.
10. Processo para gestão de energia numa máquina de preparação de bebidas, em particular numa máquina (1) de preparação de bebidas tal como reivindicado nas reivindicações 1 a 9, caracterizado por compreender os seguintes passos: 3 - ligar a máquina (1); - reconhecer e/ou caracterizar, por meio de um dispositivo (5) de gestão de energia proporcionado na referida máquina (1) de preparação de bebidas, a disponibilidade de energia a partir de pelo menos uma fonte (3, 4) de energia; - iniciar um ciclo de preparação de uma bebida; - medir e regular, por meio do referido dispositivo (5) de gestão de energia, parâmetros de operação de pelo menos alguns consumidores (2) de energia proporcionados na referida máquina (1) de preparação de bebidas, incluindo pelo menos dos meios (21) de compressão de fluido e dos meios (22) de aquecimento de fluido, sendo que o referido dispositivo (5) de gestão de energia regula o fornecimento de energia a pelo menos alguns dos consumidores (2) de energia de acordo com uma rotina de controlo do tipo função objetivo, incluindo o objetivo de minimização do consumo de energia em cada ciclo de extração de bebida, de um modo preferido em função de parâmetros de operação e/ou da respetiva variação desde o anterior ciclo de extração de bebida, e/ou da energia disponível na, pelo menos uma, fonte (3, 4) de energia.
11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o referido dispositivo (5) de gestão de energia regular o fornecimento de energia de forma pelo menos parcialmente sequencial ou de forma intervalada, incluindo de forma pulsada em instantes discretos, pelo menos aos meios (21) de compressão de fluido e aos meios (22) de aquecimento de fluido.
12. Processo de acordo com as reivindicações 10 e 11, caracterizado por o referido dispositivo (5) de gestão de energia medir e/ou regular pelo menos um parâmetro de operação de pelo menos um dos consumidores (2) de energia, incluindo os meios (21) de compressão e os meios (22) de aquecimento de 4 fluido, incluindo a temperatura de aquecimento destes, incluindo de modo a minimizar a taxa de descarga de energia a partir de uma fonte (3) interna de energia, incluindo em função do tempo decorrido desde o anterior ciclo de extração de bebida.
13. Processo de acordo com as reivindicações 10 a 12, caracterizado por o referido dispositivo (5) de gestão de energia regular a frequência e/ou a velocidade dos meios (21) de compressão de fluido, de modo a assegurar uma temperatura de fluido compreendida num intervalo de entre 80 °C e 100 °C, a jusante dos meios (22) de aquecimento de fluido.
14. Processo de acordo com as reivindicações 10 a 13, caracterizado por o referido dispositivo (5) de gestão de energia regular a potência de aquecimento proporcionada pelos meios (22) de aquecimento de fluido através de um controlador, incluindo do tipo proporcional integral derivativa ("PID controller") ou similar, realimentado por sonda de temperatura, incluindo do tipo coeficiente de temperatura negativa ("NTC probe") ou similar, sendo que a caracterização da temperatura de aquecimento tem de um modo preferido em consideração o atraso da sonda de temperatura.
15. Processo de acordo com as reivindicações 10 a 14, caracterizado por o referido dispositivo (5) de gestão de energia medir o consumo de energia com base na medição de tensão e intensidades de corrente elétrica em pelo menos alguns dos consumidores (2) de energia, e de um modo preferido da temperatura de aquecimento no caso dos meios (22) de aquecimento de fluido. Lisboa, 23 de Julho de 2014. 5