Die Wundermaschine - Wie kann man Haushaltsmaschinen temperaturstabiler kriegen?

Diskutiere Die Wundermaschine - Wie kann man Haushaltsmaschinen temperaturstabiler kriegen? im Espresso- und Kaffeemaschinen Forum im Bereich Maschinen und Technik; Nachdem der Zuriga Thread ein wenig abgedriftet ist kommt hier die separate Diskussion... Die Zuriga geht einen neuen Weg mit dem 80ml Mini...

  1. cottec

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    Nachdem der Zuriga Thread ein wenig abgedriftet ist kommt hier die separate Diskussion...

    Die Zuriga geht einen neuen Weg mit dem 80ml Mini Boiler und schafft es aber auch nicht so 100%ig zu überzeugen und wir haben scheinbar zu viel nach Haaren in der schweizer Suppe gesucht...




     
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  2. cottec

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  3. cottec

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    ich möchte bald unbedingt mal den nachbrenner testen.
    heißt thermoblock auf ein paar grad unter soll stellen und dann den nachbrenner block auf solltemperatur stellen.
    nach dem nachbrenner eine inline wassertemperaturmessung und von da in den brühkopf.
     
  4. #4 ergojuer, 22.06.2022
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    Ich überlege ja immer wieder mal Messungen an meiner Contessa zu machen. Die hat nen Thermoblock zum Vorheizen des Brühwassers, danach einen zweiten Thermoblock im Brühkopf. Aber wozu die Mühe, denk ich mir dann immer wieder...

    Ob der Aufbau mit zwei Thermoblöckern dem Design mit dem außenliegenden Look-alike-E61 Brühkopf oder dem Ziel der Temperaturstabilität geschuldet ist? Ich weiß es nicht.
     
  5. cottec

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    man könnte ja eh versuchen die blöcke direkt unter den deckel zu kriegen, dann hat man direkt ne 1000W tassenheizung :D
     
  6. #6 infusione, 22.06.2022
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    Zur Temperaturregelung am Thermoblock:
    1. Die Temperaturdifferenz über dem Thermoblock hängt im Wesentlichen vom seiner Leistungsaufnahme und dem Durchfluss [Masse/Zeit] ab.
      Dann gibt es noch einen Effekt durch die Masse des Thermoblocks und seine Anfangstemperatur. Um den gering zu halten, verwendet die decent Thermocoils. Also einen sehr langen Thermoblock mit geringer Masse.
    2. Für eine Leistungsregelung des Thermoblocks bräuchte man Kenntnis über den Durchfluss.
      Laut Pumpenkennlinie der omnipräsenten Ulka E4 hängt der Flow (bei 50 Hz) vom gelieferten Druck ab. Außerdem gibt es eine große Streuung zwischen den Modellen, siehe die Kurven für "Max", "med" und "min".
      [​IMG]
      Man müsste die Pumpen also individuell vermessen, evtl. in der Maschine selber. Ich meine, dazu gibt es ein Statement von John Buckham, wie sie das gemacht haben.
    3. Ich sehe hier also einen Ansatz, die Ausgangstemperatur über eine Leistungsregelung mit den Größen Durchfluss und Eingangstemp regeln zu können. Etwas fiese Totzeit ist dabei. Der erste Inhalt des Thermoblocks hat Thermoblocktemp und nicht Eingangstemp, aber erstmal wäre das ein Weg.
    Nachbrenner:
    Was mir nicht einleuchtet ist der "Nachbrenner". Wenn es mir nicht gelingt, den Thermoblock in den Griff zu bekommen, er also unerwünschte Temperaturverläufe liefert, wieso ist das für einen Nachbrenner eine bessere Ausgangssituation als Wasser konstanter Temperatur aus dem Tank.

    Temperatur durch gezielte Mischung von heißem und kalten Wasser regeln:
    decent macht es mit zwei Vibrapumpen und zahlt dafür einen hohen Preis. Während des Bezugs ist kein Schäumen möglich.
    Gezielte Mischung heißt, ich ändere während des Bezugs den Durchfluss des Heißwassers, um die Bezugstemperatur zu regeln.

    Was aber wieder Einfluss auf die benötigte Leistung des Thermoblocks hat. Wenn ich jetzt anfange den Thermoblock nachzuregeln, dass er für die Mischung konstante Temperatur liefert, dann ist der Vorteil der Mischungsregelung weg. Denn wenn ich eine Regelung habe, die am Thermoblock konstante Ausgangstemperatur liefert, dann habe ich ja schon alles was ich brauch. Wozu also die Mischung?

    Meine Betrachtung ist sicher nicht vollständig und decent hat sicher seine guten Gründe, das Wasser zu mischen.

    Aber mir leuchtet sowohl der Nachbrenner als auch die Mischungsregelung erstmal nicht ein. Ich höre aber gerne gute Argumente, weshalb es doch was bringt.

    P.S.
    Ich bin der festen Überzeugung, das Systeme mit weniger Bauteilen leichter zu regeln sind.
     
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  7. #7 XeniaEspresso, 22.06.2022
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    Was @infusione hier beschreibt, kann ich sehr nachvollziehen.

    Ich muss vorweg sagen, dass unsere ersten 2 Maschinen einen Thermoblock hatten, weil die Vorteile (weniger Masse) für uns überzeugend waren.

    Ich habe vor ca 1. Monat eine Gesamtbetrachtung des Maschinenmarktes zusammengeschrieben und da sehe ich für die Thermobockmaschinen schon ein gutes Potential. Wie in dem anderen Thread schon von @S.Bresseau geschrieben, geht es ja nur darum 1ml bzw. 2ml Wasser pro Sekunde auf X Grad zu bringen. Und da liegt es nahe, nur ein paar Gramm Metall aufzuheizen und den Rest kalt zu lassen. Nüchtern betrachtet funktioniert ja eine Boilermaschine nur dann, wenn sie genug Zeit hat, komplett aufzuheizen, wozu dann auch zBsp. die Blenden gehören, was schon recht schräg ist. Neben den Energieverlust zählt als Nachteil auch dazu, dass es echt lange braucht, die Maschinen betriebsbereit zu bekommen. Oder - wie bei unserer Maschine - man wartet nicht, dass der Kessel das schafft, sondern hilft mit Heizpatronen nach. Kostet (vermutlich) genauso viel Energie, spart aber wenigstens 2/3 der Aufheizzeit.

    Unter dem Strich komme ich auf dem Papier im Prinzip auch immer zu dieser Schlußfolgerung:

    Aber man bekommt nichts geschenkt, weil es in der Praxis dann doch komplexer ist, als es erst aussieht. Gibt man der einen Idee Priorität, muss man dafür auch was opferen. Hier ist dieses Dilemma gut beschrieben:

    An sich wäre ein Opfer kein Problem. Nur wir als Kunden neigen dazu, gerne dann doch alles in bester Qualität und Ausführung bekommen zu wollen, ohne dabei wirklich und gedachte Verlustgefühle zu erleben.

    Gerade die Mischerei halte ich - soll sie in Perfektion und ohne Abstriche funktionieren - für sehr schwierig. Die Flussraten sind sehr klein, die Erfassung dieser Flussraten und die Regelung (Ventile/Proportionalventile) ist nicht so einfach. Es ist auch nicht so einfach in dem fließenden Wasser die genaue Temperatur zu erfassen und darauf ganz genau zu reagieren.

    Kann das trotzdem funktionieren ? Natürlich. Aber ich denke, dass das Bild, das man sich macht, nicht besonders genau dem entspricht, was da wirklich passiert. Daher kommt dann auch meine Distanz zu diesem Konzept.
     
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  8. andre8

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    Wie schon richtig vermutet ist die Temperaturstabilität bei Thermoblockmaschinen garnicht so schlecht. Ich habe das ganze damals bei meiner QM getestet. Allerdings wurde bei dieser schon eine PID-Steuerung nachgerüstet.

    Hier habe ich alles mit Bildern dokumentiert.
    Der Weg zur selbstentwickelten Dualboiler Maschine

    Ich glaube daher das ein Nachbrenner bei einer Thermoblockmaschine mit vernünftiger PID-Steuerung nicht nötig ist. Die große kunst wird es eher sein den PID-Regler zu programmieren.
    Die Blöcke erzeugen auch mit genügend Abstand zum Gehäusedeckel genug Abwärme und die Tassen zu heizen. :D
     
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  9. #9 Kaspar Hauser, 22.06.2022
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    Warum irgendwie "raten", statt einfach direkt zu messen? Dafür gibt's doch Flowmeter,
     
  10. #10 XeniaEspresso, 22.06.2022
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    Das halte ich auch für die Herausforderung.

    Ich habe nur gelegentlich mitgelesen. Kannst du mehr zur Regelung sagen, wie du es umgesetzt hast ?
     
  11. NiTo

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    Was soll eigentlich das (mehrfache) Zitieren von mehr als 60 Zeilen, ohne eine eigene Einlassung, @cottec ?
     
  12. #12 XeniaEspresso, 22.06.2022
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    Das war der Inhalt, der aus dem anderen Thread kam und der als Diskussionsbasis dienen sollte. Hat er sehr effizient und gut gelöst, auch wenn es ungewöhnlich aussieht.
     
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  13. NiTo

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    Finde ich nicht. Ist aber auch egal ...
     
  14. #14 shadACII, 22.06.2022
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    Weil Flowmeter auch eine endliche Genauigkeit haben und Physikalische Modelle tatsächlich genauer sein können.

    Einen Vorteil im Mischungsansatz sehe ich in der Möglichkeit schnelle Temperaturänderungen zu ermöglichen. Das ganze System ist natürlich komplexer als nur eine PID Regelung und damit teurer.
    Da Thermoblöcke mit PID schon ziemlich konstant sind (siehe Quickmill und Ascaso) ist das eher eine Massentauglichere Lösung. Je nach vorhandener Rechenleistung wäre es interessant was man an einem Thermoblock mit anderen Reglern, z.B. model-predictive Reglern erreichen kann.

    Den Nachbrenner verstehe ich auch nicht so ganz, eher umgekehrt, also ein "Vorbrenner" leuchtet mir ein. Also ein Thermoblock der rudimentär vorgeheiztes Wasser in einen kleinen Boiler befördert.

    Fürs Schäumen hab ich dann allerdings keine elegante Idee.
     
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  15. Lancer

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    Uah, da reden wir aber schnell von vier bis fünfstelligen Summen für die Regeltechnik alleine, ohne den Rest vom System zu betrachten.
    Die werden aktuell ja in Kraftwerken, autonomen Fahrzeugen etc. eingesetzt.
    Da ist der Weg in die "Haushalts-Elektronik" noch ein weiter.
     
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  16. #16 infusione, 22.06.2022
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    Die klassischen Kammerflowmeter haben eine Anlaufverzögerung und eine ziemlich schlechte Auflösung. Aber das Digmesa nano brass, wie es in den neuen Dalla Cortes verbaut ist, könnte man evtl. verwenden.
     
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  17. #17 shadACII, 22.06.2022
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    Das kann sein, andererseits ist ja Software sofern einmal entwickelt relativ günstig und gut zu skalieren. MPC war auch gleich ein Extrembeispiel, Mehrgrößenregler könnten ja auch schon eine Verbesserung bringen.
     
  18. #18 Dingelding, 22.06.2022
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    @infusione kostet wahrscheinlich deutlich mehr als ein zweiter Block.
    Ich habe nur Mal ein Schema einer Decent gesehen mit einem "Flow Restrictor" zum Mischen.
    Wenn Decent das Prinzip der Spule vom LMLM genommen hat, kann ich das vollkommen nachvollziehen. Auf den langen Weg wird der Wärmeaustausch einfach gleichmäßiger.
    Bei vorgeheiztem Wasser auch noch Mal einfacher zu kontrollieren. Wenn das eintretende Wasser eine Temperaturdifferenz von 10-20°C hat, anstatt 70°C ist die Regelung ein leichtes.

    Dass die Baby T oder LMLM das mit einem riesen Boiler machen, ist einfach blöd.

    Und Flowmeter haben halt diese 10-15% Fehler, dann noch die Mischung... Klingt für mich alles unnötig kompliziert.
     
  19. Lancer

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    Da ist ja kein Geheimnis dahinter, das wurde ja veröffentlicht.

    DE1 _V1.0_PID flow 150ppi.jpg
    Zwar noch das von der 1.0 Version, ein aktuelleres habe ich nicht abgelegt.
    IMG_8641.jpg
    Auch das vorheizen des Wassers lässt sich bei der Decent einstellen, auf bis zu 30°C (oder waren es mehr, ich habe das jedenfalls deaktiviert) Manche Profile machen dies auch - wenn große Mengen Wasser für Filterbezüge benötigt werden.

    Ja, da wird zukünftig mehr und mehr über Software geregelt werden, in der Tat.
    Prozessoren sind billig, die Programmierer (in Indien) ebenfalls.

    Wobei, die werden schon seit den 80er Jahren in Kraftwerken eingesetzt..
    Aber das ist halt nicht die breite Masse, die ein Kraftwerk zuhause stehen hat, mit der Notwendigkeit, solche Regler einzusetzen.

    Und erst die Stückzahl würde die "cost per unit" signifikant reduzieren.
     
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  20. #20 XeniaEspresso, 22.06.2022
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    Die Bewertung was wie funktioniert oder funktionieren könnte, hängt doch davon ab, was wir erwarten.

    Ganz eigentlich haben wir das noch nicht definiert.
     
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