ПЕЧЬ
STOVE

Настоящее изобретение относится к печи с энергосберегающим процессом приготовления пищи.
В домашних печах, например в печах с электрическими нагревателями, стремятся снизить величину потребления энергии и принимают меры, направленные на экономию энергии. Применяют изоляцию дверцы и стенок печи, используют элементы, которые отражают или поглощают теплоту в печи, или используют нагреватели разных типов, чтобы удерживать тепловое излучение этих нагревателей внутри печи и тем самым экономить энергию. Во время или в конце процесса приготовления пищи нагреватели выключают на некоторое время, используя тем самым накопленную в печи теплоту для эффективного использования энергии. В программах приготовления пищи, направленных на экономию энергии, если продолжительность работы нагревателей короче необходимой, нельзя достичь требуемого качества приготовленной пищи и время приготовления увеличивается.
В заявке на патент WO2009062917 описана печь, содержащая управляющий узел, который регулирует параметры приготовления пищи, такие как температура и длительность, чтобы при разных значениях температуры, определяемых пользователем в соответствии с типом приготовляемой пищи, экономить энергию.
Целью настоящего изобретения является создание печи, в которой энергия экономится во время приготовления пищи.
В печи, созданной для достижения цели настоящего изобретения и описанной в п. 1 формулы изобретения и в зависимых пунктах, выполняется по меньшей мере трехфазный процесс приготовления пищи, который реализуется управляющим узлом с начала до конца процесса приготовления в соответствии с температурой, определяемой пользователем в начале процесса приготовления. Первая фаза выполняется при первой температуре, определяемой пользователем в начале процесса приготовления, вторая фаза выполняется при второй температуре, рассчитанной управляющим узлом по первой температуре и которая ниже, чем первая температура, а третья фаза выполняется при третьей температуре, рассчитанной управляющим узлом относительно первой температуры, и которая выше первой и второй температур. Экономия энергии достигается на второй фазе, поскольку на второй фазе на нагреватели подается меньшая мощность и качество приготовления пищи повышается на третьей фазе за счет того, что температура нагревателей повышается вновь.
В печи по настоящему изобретению длительность первой фазы и длительность второй фазы определяется управляющим узлом в зависимости от первой температуры. Управляющий узел определяет максимальную длительность первой фазы в начале процесса приготовления пищи, но управляет разницей между последовательными циклами включения/выключения нагревателя с начала первой фазы. Когда эта разница становится по меньшей мере равной критической длительности первой фазы, определенной производителем, управляющий узел заканчивает первую фазу, не дожидаясь, пока она достигнет максимальной длительности. Следовательно, экономия энергии достигается за счет максимально возможного укорочения первой фазы.
Управляющий узел определяет длительность второй фазы в начале процесса приготовления пищи и управляет разницей между последовательными циклами включения-выключения нагревателя с начала второй фазы. Управляющий узел обеспечивает работу нагревателя в выключенном положении до конца второй фазы, когда разница между временем последовательных циклов включения/выключения нагревателя становится по меньшей мере равной времени критической длительности второй фазы, определенной производителем. Экономия энергии достигается за счет продления времени, в течение которого нагреватель остается выключенным.
Управляющий узел завершает третью фазу, когда количество циклов включения/выключения нагревателя на третьей фазе сравняется с количеством, заранее определенным производителем, и заканчивает процесс приготовления.
В варианте настоящего изобретения величины второй температуры и третьей температуры рассчитываются посредством функций, зависящих от первой температуры, полученных производителем экспериментально.
В другом варианте настоящего изобретения продолжительность первой фазы и второй фазы рассчитывают посредством функций, зависящих от температуры, полученной производителем экспериментально.
В другом варианте настоящего изобретения имеется выключатель, который подает сигнал на управляющий узел, когда дверца рабочей камеры закрыта. Управляющий узел начинает выполнять алгоритм приготовления пищи, который регулирует продолжительность и температуру на фазах приготовления пищи после получения сигнала от этого выключателя. Следовательно, время на предварительную подготовку, которая может производиться перед первой фазой, не включается в продолжительность приготовления пищи.
С помощью печи по настоящему изобретению длительность первой фазы, на которой процесс приготовления пищи выполняется при высокой температуре, уменьшена, а длительность второй вазы, на которой процесс приготовления пищи выполняется при низкой температуре, увеличена. Следовательно, снижено потребление энергии печью.
Печь, созданная для достижения цели настоящего изобретения, показана на чертежах, где:
Фиг.1 - схематический вид печи,
Фиг.2 - график, иллюстрирующий изменение внутренней температуры в печи относительно времени.
Элементы, показанные на чертежах, обозначены следующими позициями:
1 - печь
2 - камера для приготовления пищи
3 - нагреватель
4 - управляющий узел
5 - дверца
6 - выключатель
7 - термостат.
Печь (1) по настоящему изобретению содержит камеру (2) для приготовления пищи, в которой выполняется процесс приготовления пищи, нагреватель (3), который нагревает пищевые продукты, помещенные в камеру (2), и термостат (7), который управляет работой нагревателя (3).
Печь (1) далее содержит управляющий узел (4), который управляет процессом приготовления пищи, который состоит по меньшей мере из трех фаз, т.е. первой фазы, второй фазы и третьей фазы с начала процесса до его окончания, при этом первая фаза выполняется при температуре (Т1), задаваемой пользователем в начале процесса приготовления, в течение времени (t1), вторая фаза выполняется при температуре (Т2), которая ниже, чем температура (Т1), определяемая пользователем, в течение времени (t2), и третья фаза выполняется при температуре (Т3), которая выше температур на первой и второй фазах, в течение времени (t3).
Управляющий узел (4) принимает решение о переходе с первой на вторую фазу и/или со второй на третью фазу в соответствии с разницей (Dt1, Dt2) времени между временем последовательного циклами включения/выключения нагревателя (3).
В печи (1) по настоящему изобретению нагреватель (3) работает циклами включения/выключения в интервале, задаваемом термостатом (7) на протяжении (t1) первой фазы после достижения первой температуры (Т1); циклами включения-выключения в интервале, задаваемом термостатом (7) на протяжении (t2) второй фазы после достижения второй температуры (Т2); и циклами включения-выключения в интервале, задаваемом термостатом (7) на протяжении (t3) третьей фазы после достижения третьей температуры (Т1); Следовательно, температура в камере (2) изменяется между первой температурой Т1, второй температурой Т2 и третьей температурой Т3 соответственно.
После того как пользователь запустит процесс приготовления пищи, определив первую температуру (Т1), нагреватель (3) работает в камере (2) без перерывов с максимальной мощностью, пока не будет достигнута первая температура (Т1), а после того, как эта первая температура (Т1) будет достигнута, нагреватель работает циклами включения/выключения в интервале, заданном термостатом (7).
В начале процесса приготовления пищи управляющий узел (4) определяет максимальную длительность (t1max) первой фазы в зависимости от первой температуры (Т1) и определяет время (t1) выполнения первой фазы, не дожидаясь достижения максимальной продолжительности (t1max) первой фазы, и переходит от первой фазы ко второй фазе, когда разница (Dt1) между временем последовательных циклов включения/выключения нагревателя (3) становится по меньшей мере равной критическому времени (tk1) первой фазы, заранее определенной производителем. Например, на первой фазе время последовательных циклов включения/выключения нагревателя (3) обозначены как ta и tb соответственно и разница (Dt1) между временем последовательных циклов включения выключения рассчитывается как tb-ta (Фиг.2). Управляющий узел (4) решает, что внутренняя температура камеры (2) приготовления пищи стала стабильной, и решает, что нет необходимости доводить первую фазу приготовления пищи до максимальной длительности (t1max), когда разница (Dt1) между временем последовательных циклов включения/выключения нагревателя (3) станет равной первому критическому времени (tk1), заранее определенному производителем, или превысит это первое критическое время (tk1). В этой ситуации продолжительность (t1) первой фазы меньше, чем максимальная продолжительность (t1max) первой фазы. Другими словами, управляющий узел (4) обеспечивает сокращение продолжительности (t1) первой фазы. Энергия экономится за счет окончания первой фазы и перехода ко второй фазе, на которой приготовление пищи выполняется при второй температуре (Т2), которая ниже первой температуры (Т1).
Вплоть до достижения максимальной продолжительности (t1max) управляющий узел (4) продолжает процесс приготовления пищи, пока продолжительность (t1) первой фазы не станет равной максимальной продолжительности (t1max), когда разница (Dt1) между временем последовательных циклов включения/выключения нагревателя (3) меньше, чем критическое время цикла, заранее определенное производителем. Другими словами, продолжительность (t1) первой фазы становится равной максимальной продолжительности (t1max) первой фазы.
В начале процесса приготовления пищи управляющий блок (4) определяет продолжительность (t2) второй фазы в зависимости от первой температуры (Т1) и выключает нагреватель (3) до окончания продолжительности (t2) второй фазы и обеспечивает переход от второй фазы к третьей фазе по окончании продолжительности (t2) второй фазы, когда разница (Dt2) между временем последовательных циклов включения/выключения нагревателя (3) станет по меньшей мере равной второму критическому времени (tk2), заранее определенному производителем. Например, на второй фазе время последовательных циклов включения/выключения нагревателя (3) обозначены как tc и td соответственно и разница (Dt2) между временем последовательных циклов включения/выключения нагревателя (3) рассчитывается как td-tc (Фиг.2). Управляющий узел (4) решает, что внутренняя температура в камере (2) приготовления пищи еще не стабилизировалась на второй температуре (Т2) и продолжает работу нагревателя (3) циклами включения/выключения в ситуации, когда разница (D2t) между временем последовательных циклов включения/выключения нагревателя (3) меньше, чем второе критическое время (tk2), заранее определенное производителем. Следовательно, общее время, в течение которого нагреватель (3) во время продолжительности (t2) второй фазы выключен, управляющим узлом (4) увеличивается. Соответственно, тепловые потери камеры (2) приготовления пищи утилизируются в течение увеличенного периода времени и потребление энергии печью (1) сокращается.
Управляющий узел (4) обеспечивает завершение процесса приготовления пищи через завершение третьей фазы, продолжительностью (t3), когда количество (n) циклов включения/выключения нагревателя (3) будет равно количеству (ns) циклов, заранее определенному производителем. Третья фаза процесса приготовления пищи выполняется при третьей температуре (Т3), которая выше, чем температуры на первой и второй фазах. Следовательно, качество приготовления пищи повышается.
В варианте настоящего изобретения управляющий узел (4) рассчитывает величины второй (Т2) и третьей температуры (Т3) посредством функций, которые зависят от первой температуры (Т1), полученных производителем экспериментальным путем. Эти функции, например, являются линейными функциями первой степени.
В другом варианте настоящего изобретения управляющий узел (4) рассчитывает максимальную продолжительность (t1nax) первой фазы и продолжительность (t2) второй фазы посредством функций, зависящих от первой температуры (Т2), полученных производителем экспериментальным путем.
В другом варианте настоящего изобретения печь (1) содержит дверцу (5), камеры (2) приготовления пищи и выключатель (6), расположенный на передней грани камеры (2), который подает сигнал на управляющий узел (4), когда дверца (5) закрыта. Управляющий узел (4) начинает выполнение (t1) первой фазы, когда будет получен сигнал от выключателя (6). Следовательно, время на подготовительные операции, затрачиваемое перед тем, как пользователь включит печь (1) и закроет дверцу (5) после определения первой температуры (Т1), не включается в продолжительность (t1) первой фазы.
В печи (1) по настоящему изобретению экономия энергии достигается за счет трехфазного процесса приготовления пищи, выполняемого при первой температуре (Т1), определяемой пользователем в начале и которая превышает вторую температуру (2) в течение более короткого периода времени, и при второй температуре (Т2), которая меньше первой и третьей температуры (Т3) в течение более длительного периода.
Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено описанными вариантами и специалисты могут легко создать другие варианты. Такие варианты следует считать входящими в объем защиты, определенный приложенной формулой изобретения.