Expansionsventil/OPV nachrüsten: Physik-Nachhilfe erbeten

Am Besten geht das natürlich mit einem Siebträgermanometer,
aber zur Not geht es auch mit einem Blindsieb im Siebträger und dem Bezugsmanometer der Maschine.
Das ist zwar nicht besonders genau, aber wenn man sonst nichts hat, dann ......

 

Hallo Sportbiber,

der Manometerdruck wird üblicher Weise hinter der Pumpe gemessen. Die Differenz beim Leerbezug kommt durch eine Düse vor der Brühgruppe zustande. Der Kesseldruck "drückt" sowohl gegen die Pumpe als auch gegen die Brühgruppe und ist somit in der Messung berücksichtigt. Bei einer Messung mit einem Blindsieb ist der Durchfluss (flow) = null. Somit ist der Druck am Ausgang der Pumpe und in der Brühgruppe gleich. Das Expansionsventil zwischen Pumpe und Kessel/ Brühgruppe sollte also auf 9bar eingestellt werden.
Unter realen Bedingungen hat man beim Espressobezug flow-bedingt eine geringe Druckdifferenz an der Düse zur Brühgruppe, so dass eine genauere Einstellung nur mit einem Brühgruppenmanometer mit integriertem Durchflussventil erfolgen kann. Der Fehler ist nicht groß und sollte tolerierbar sein.

Gruß, Götz

 

In einem geschlossenen System (und in dem Fall handelt es sich quasi um ein solches) herrscht überall der selbe Druck. Dein Kesseldruck steht auf 2 Bar, wenn du die Maschine anstellt, weil sich das Wasser erhitzt und auch die Luft im Kessel. Die dehnt sich aus, der Druck steigt und kann nirgends hin (Das Wasser "fließt" normalerweise nicht einfach aus der Brühgruppe. Auch dort muss erst ein gewisser Druck überwunden werden. Bei dir vielleicht sogar 7 Bar, was mir aber sehr hoch vorkommt). Wenn du die Pumpe anwirfst, steigt der Druck innerhalb des Systems überall gleichmäßig an. Daher ist es auch quasi egal, wo INNERHALB des Systems du misst oder eben das Expansionsventil montierst. Dieses geht bei (eingestellten) 9 bar auf und lässt überall INNERHALB des Systems auch den Druck nicht höher steigen. Also wie sportbiber sagte: Blindsieb rein, Pumpe an und los geht es. Und dabei ist es komplett egal, wo du misst. Entscheidend ist nur die Genauigkeit des Manometers. Aber im Ernst: Espressobohnen sind ein Naturprodukt. Ich bezweifle extremst stark, dass du die Messtoleranz des Manometers (also ob nun 9 oder 9,3 Bar) "schmecken" wirst.

 

Da muss ich jetzt - gebe ich zu - etwas reimen.

Ein klassisches Expansionsventil sitzt zwischen 2 Systemen. Dem einen System, in dem du den Druck erzeugst. Das andere ist die Umgebung, die quasi keinen Gegendruck aufweist (Atmosphäre lassen wir mal beiseite). Es öffnet klassisch bei einem Delta von 9 Bar, damit im Kessel 9 Bar (9+0) herrschen.

Bei der Ascaso klingt es danach, als würde das "Expansionsventil", welches bei 7 Bar Druckunterschied öffnet, zwischen 2 anderen Systemen sitzen. Nämlich Kessel und Brühgruppe/Sieb. Und Brühgruppe/Soieb haben einen Gegendruck > 0.
Folgendes passiert: Der Druck im Kessel steigt bis 7 Bar an. Am Kaffeepuck passiert bis dahin nichts. Bei > 7 Bar öffnet das Ventil und Wasser fließt vom Kessel in die Brühgruppe und das Sieb. Solange mit etwas über 7 Bar im Kessel und etwas mehr als 0 Bar in der Gruppe, bis die Gruppe, das Sieb und der Kaffee geflutet ist und durch Quellen einen Gegendruck erzeugt. Dann steigt der Druck im Kessel bis zum Pumpenmaximaldruck an (wenn kein Expansionsventil im Kessel sitzt, der auf der Gegenseite keinen Widerstand hat). Wenn die Pumpe jetzt 16Bar max erzeugt, stehen am Puck 9 bar an, das ist richtig.
Hier käme es darauf an, wo Ascaso misst - im Kessel oder in der Gruppe hinter dem Ventil, welches das Wasser aus der Gruppe in den Kessel frei gibt.

Insofern muss ich aus dem ersten Post folgern: wenn das Manometer 7 Bar anzeigt, bevor ohne Sieb Wasser läuft, wird auch da das "Gate" von KEssel zu Gruppe mit 7 Bar Differenz behaftet sein. Und so müsstest du - wie bei der Ascaso - den Druck im Kessel bei 16 Bar halten. Mein Denkfehler war, dass bei mir ein Magnetventil den Wasserlauf freigibt und der Kesseldruck = der Puckdruck ist.

Damit wäre dann aber auch dein Expansionsventil hinfällig. Da du ja mit der Pumpe 16 Bar erzeugen müsstest, um 16-7=9 Bar am Puk zu haben. Mehr wird deine Pumpe eh nicht schaffen und somit würde dein neues Expansionsventil nix machen. Wobei ich es schon hardcore finde, die Pumpe quasi somit immer am Max-Druck arbeiten zu lassen.

 

Kapiere das System glaube ich nicht - wenn eine Drossel (oder ein Ventil) zwischen den beiden Systemen sitzt, steigt am Puck der Druck doch trotzdem auf den Maximaldruck an (also 16 Bar) sobald mehr Volumen hineingeschoben wird, als durch den Puck ablaufen kann!

 

Nein, denn der Druck in der ersten Kammer (Kessel) liegt 7 Bar über Kammer 2 (Brühgruppe). Erst bei 7 Bar Differenz fließt Wasser von Kammer 1 in 2. dort steigt dann der Druck langsam an. Würde er es nicht (also ohne Sieb), bliebe in Kammer 1 der Druck auf 7 Bar und das Wasser liefe mit der maximalen Fördermenge, die die Pumpe liefert aus der offenen Brühgruppe. Das Ventil zwischen Kammer 1 und 2 hält den Differenzdruck immer auf die 7 Bar. Steigt nun der Druck in Kammer 1 auf 16 und somit in 2 auf 9 Bar, kann die Pumpe nicht mehr Druck aufbauen (und fördert in dem Moment auch kein weiteres Wasser) und das Ventil schließt. Somit bleibt der Druck in 1 auf 16 und in 2 auf 9 Bar. Wenn jetzt minimal Wasser durch den Kaffee entweicht, fällt der Druck in 2 auf < 9 Bar, das Ventil geht minimal auf und Wasser läuft nach. Sobald der Druck wieder auf 9 bzw. > 9 Bar in 2 steigt, schließt das Ventil wieder und es muss erst Wasser durch den Kaffee entweichen -> dein Espresso.

Die Darstellung ist vereinfacht, da das ganze im Fluss passiert. Aber im Grunde ist so sichergestellt, dass im Brühkopf nicht mehr als 9 Bar - oder besser Kesseldruck -7 Bar - - herrschen. Was ich an der Geschichte nicht so geil finde: Wenn die 16 Bar Kesseldruck dadurch "geregelt" wird, dass die Pumpe maximal 16 Bar schafft. Man betreibt hier die Pumpe während des Bezugs stets an der Belastungsgrenze. Ich kann nicht absehen, was das mit der Pumpe macht. Aber "gut" ist es für die Pumpe sicher nicht.

 

Was ist denn da für eine Pumpe drin? Die Ulkas werden, meine ich mit 15/16 Bar angegeben. Kann es sein, dass es ggf. Versionsabhängige Unterschiede gibt? Wie gesagt, bei meiner (allerdings ganz anderes Modell) zeigt das Kessel-Manometer 0 Bar bei ausgespanntem Sieb.
Aber die Frage kann am Ende dann nur ein Manometer im Sieb final beantworten. Kleine Bastelstunde mit bodenlosem Siebträger, Blindsieb und angeflanschtem Manometer.

 

Dann stimmt vermutlich das Manometer nicht. Die Pumpen sind afaik bis 16 bar angegeben.

Die Physik habe ich so verstanden:
Ein BG Ventil öffnet erst ab einem gewissen Gegendruck. Der Druck im ST entspricht dem Druck im bzw. vor dem Kessel abzüglich diesem Gegendruck. Der wiederum ist von der Flussrate abgängig. Deshalb bekommt man auch mit OPV keinen konstanten Druck im Sieb, er schwankt je nach Flussrate. Das ist mit ein Grund für Magnetventile, die öffnen den Kessel ohne Gegendruck, zumindest bei den gängigen Flussraten bis ca. 2 ml/s .

Wenn du eh in den Baumarkt gehst: such mal nach Boardmanometer, damit lässt sich die Flussrate während der Messung einstellen.

 

Z.B. hier

T Stück mit Heizkörperventil

 

Bin mir gerade nicht sicher, ob im statischen Zustand nicht überall der gleiche Druck aufgebaut wird. D.h. wenn das normale ST Manometer 10 bar anzeigt, ob dann nicht auch 10 bar im Kessel sind.

Eine Bitte: Wenn dein Manometer da ist, könntest du bitte zwei Messungen machen, eine mit und eine ohne das BG Ventil? Wäre super, vielen Dank schon mal.