Thema: Wasserfüllstand im Boiler optimieren

Ist eigentlich ganz einfach. Füllstandslanze so weit raus bis es aus der Dampflanze unregelmäßig Dampf und Wasser kommt. Dann wieder ca. eine cm rein und schon passt es. (Die Sonde kann man übrigens auch mit Boilerdruck verstellen. Klemmschraube leicht lösen reicht schon)
Hab ich damals schon bei der Isomac (1,2L Boiler) eingestellt. Die Maschine ist so Temperaturstabiler und hat mehr Dampfpower.(mehr Gesamtvolumen) Das Aufheizen dauert aber länger.
Hab es heute bei meiner UNO und Holgers Brasilia korrigiert. Dachte wäre bei den Großen nicht entscheidend. Man haben die jetzt Dampfpower. Kann jetzt locker mit der Vierlochdüse schäumen. War davor sehr schwierig.
Gunnar

hi gunnar,
etwas vorsichtig muss man beim spielen jedoch sein: nicht, dass aus versehen die heizelemente frei liegen und sterben. man muss also aufpassen, dass die fuellstandssonde nicht zu tief hineingeschoben wird!
lg blu

Blu geht ja darum die Füllstandssonde weiter raus zu ziehen, nicht sie weiter rein zu schieben.
Mit mehr Wasser sollte es mit der Heizung keine Probleme geben
Gunnar

hi gunnar,
danke! hatte dich schon verstanden, wollte dennoch einen warnhinweis geben. man muss ja wissen, bei welcher mindesttiefe man anfangen darf (sich also z.b. die werkseinstellung merken).
haengt es eig. (neben der temperatur bzw. dem kesseldruck) hauptsaechlich von der oberflaeche des wassers ab, wie viel dampfpower zur verfuegung steht? wuerde ich ja aus dem bauch raus vermuten (ok, bei maschinen mit stehendem zylinderfoermigen kessel gibt's wohl andere gruende).
lg blu

Guten Morgen,

zwar noch früh, aber ich versuch mich mal mit einer Erklärung. Von der Oberfläche eher weniger, sondern von der Masse des Wassers hängt das ab.

Wasser benötigt beim Phasenwechsel eine beträchtliche Energie, um bei 100°C vom flüssigen in den gasförmigen Zustand überzugehen. Unter Normaldruck beträgt diese Verdampfungsenthalpie 2,26MJ/kg. Im Kessel befindet sich nun ( durch thermostatische oder pressostatische Steuerung ) Wasser und Wasserdampf im Gleichgewicht bei höherem Druck und höherer Temperatur.
Die in der Temperturzunahme des Wassers über 100°C gespeicherte Energie kann nur bei höherem Druck gehalten werden.

Wird nun die Dampfdüse geöffnet, fällt der Druck und die in der Flüssigphase zusätzlich gespeicherte Energie wird spontan frei. Durch das Freiwerden aber geht weiteres Wasser in den gasförmigen Zustand über, ohne das eigentlich die Heizung anspringen müsste. Die Temperatur des Wassers fällt dabei auf 100°C. Durch den Druckabfall wird der Pressostat nun schalten und zusätzliche Energie durch den Heizstab nachliefern.

Der Betrag dieser "inneren" Energie hängt nun kaum vom Dampfvolumen über dem Wasser, sondern vielmehr von der Masse des Wassers selber ab.

Gelegentlich kann man diesen Effekt beobachten, wenn das Teewasserventil geöffnet wird. Statt reinem Wasser entsteht hier oft erst einmal Dampf, weil das entspannte Wasser spontan anfängt zu sieden, da es die Überschussenergie bei Normaldruck nicht mehr halten kann.

Cryonix

hallo und guten morgen cryonix,
vielen dank fuer deine erklaerung! ich haette gedacht, dass bei einer groesseren oberflaeche mehr wasser ueberhaupt die chance bekommt zu verdampfen.
aus deiner aussage folgt ja im prinzip, dass man den kessel "moeglichst voll" machen soll, was ja auch dem innenliegenden heizkoerper entgegenkommt. kennst du (oder jmd. anderes) eine erklaerung, warum dann manche hersteller die sonde so platzieren, dass der kessel "nur" zu etwa 50% - 60% gefuellt ist?
lg blu

Die Betrachtung oben beruhte natürlich erst einmal nur auf der Funktionsweise dieser "inneren" Heizung des Wassers selber. Das würde zu dem unzulässigen Schluss führen, viel hilft viel. Demnach Kessel möglichst randvoll machen...

Für einen ausgeglichenen Zustand ist das Verhältnis Wasservolumen zu Dampfvolumen, aber auch die Oberfläche, an der überhaupt etsprechende Mengen zum Sieden kommen können, wichtig.

Der über dem Wasser liegende Dampf hat ja schon die beträchtliche Enthalpie inne. Verringere ich hier zu sehr, fällt die Bilanz wieder. Das Problem liegt vermutlich bei den viel zu kleinen Heizungen der Haushaltsmaschinen, hier entsprechend nachzuliefern. 1..1,5 kW nehmen sich eher bescheiden aus, bei bis zu 6kW bei großen Gastrogeräten. Deswegen die beschriebene Möglichkeit, hier etwas mehr "Energie auf Vorrat" vorzuhalten.

Man kann das sicher auch mathematisch optimieren, etwa die Summe aus Wasser und Dampfenthalpie bei einem zylindrisch liegendem Kessel in Abhängigkeit vom Füllstand einem Maximum zuzuführen. Über einer idealen Füllhöhe wird die Bilanz aber wieder fallen.

Vermutlich hängt das Ganze dann noch von der Kesselgeometrie ab. Stelle ich den gleichen Kessel aufrecht, ergibt sich vielleicht ein anderes Optimum. Und ich kann mir denken, dass die meisten Hersteller solche Berechnungen in ihre Sondeneinstellung mit haben einfliessen lassen.

Grüsse Cryonix

Das ist ein interessantes Thema. Vielen Dank für die erhellenden Ausführungen, Cryonix! Wäre das nicht etwas für das Kaffeewiki?

Ich kann mir vorstellen, dass die Hersteller den Füllstand insbesondere im Hinblick auf den HX festlegen und weniger darauf achten, die Dampfpower zu optimieren.

@Gunnar
Hast Du eine Temperaturveränderung des Brühwassers feststellen können?

Viele Grüße
Steffen

Höherer Wasserstand im Boiler bedeutet zwar mehr gespeicherte Energie und damit mehr Dampf, gleichzeitig wird der Dampf aber auch feuchter. Ich mache meine Milchmixgetränke mit Ristretti, da möchte ich beim Schäumen nicht unnötig viel verdünnen. Ich schlage folgenden Versuch vor:
1. Einstellung nach Gunnar-Methode, 3 Min lang Dampf ablassen in ein gekühltes ( Wasserbad ) Milchkännchen, anschliessende Messung des Kondensats.
2. Einstellung der Niveausonde minimal oberhalb der Heizung, obigen Ablauf in der Einstellung wiederholen.

Gruss Roger

Danke cryonix für deine physikalische Erklärung meines praktischen Erprobung. Denke das viele noch der Annahme nachgehen wenig Wasser/ viel Luft-Dampf = viel Dampfpower.
@Roger Es ist richtig das der Dampf je mehr Wasser im Boiler ist feuchter wird. Die Zeit die man benötigt um die Milch zu schäumen nimmt aber auch mit mehr Dampfpower ab so das sich wohl nicht mehr Wasser im Getränk befindet. Sprich die beiden Effekte heben sich wohl gegenseitig aus. Konnte nichts nachteiliges feststellen. (der Spruch: Oh vorsichtig der Dampf ist zu feucht klingt mir auch noch in den Ohren. Scheint aber nicht von belangen zu sein, bzw. ein Gerücht)
@Steffen Die Brühtemperatur hat sich nicht oder nicht merkbar geändert. Hätte ich eigentlich auch erwartet das sich da was tut. Cryonix vielleicht hast du dafür auch eine physikalische Erklärung? Der HX umgibt sich jetzt ja Prozentual mit mehr Wasser als mit Dampf. Vielleicht ist die Temperatur Wasser und Dampf fast gleich?

Die kalte Maschine befüllt den Boiler an scheinend mehr als im warmen zustand. Der Dampf hat vor dem Ablassen wieder etwas gesprözzelt. Hab heute deswegen die Füllstandssonde noch 2 mm reingeschoben damit man morgens nicht erst Wasser ablassen muss.
Gunnar