Externer Brühwasservorwärmer für alle Einkreiser

Diskutiere Externer Brühwasservorwärmer für alle Einkreiser im Espresso- und Kaffeemaschinen Forum im Bereich Maschinen und Technik; Es ist schon Jahre her, aber es hat mich nicht mehr losgelassen: @S.Bresseau hat mal in irgendeinem Post seinen Traum gepostet, einen...

  1. #1 Welskador, 19.10.2018
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    Es ist schon Jahre her, aber es hat mich nicht mehr losgelassen:
    @S.Bresseau hat mal in irgendeinem Post seinen Traum gepostet, einen Durchlauferhitzer vor den Boiler seiner Gaggia Classic zu basteln, um die Temperaturstabilität zu verbessern. Das fand ich schon damals eine tolle Idee, aber ich hatte keine Vorstellung davon, wie so etwas umsetzbar sein sollte.
    Heute studiere ich Maschinenbau, kann in CAD konstruieren und besitze einen 3D-Drucker, also dachte ich vor einigen Wochen, ich wage mich nochmal an das Thema!

    Ziel war, ein völlig unabhängiges, externes Gerät mit eigenem Stromanschluss, Temperaturregelung und Absicherung zu bauen, das man so nur noch huckepack hinter die Espressomaschine hängen muss und zwischen Pumpe und Kessel an den Pumpenschlauch schließt.
    Ein Thermoblock einer Saeco Vienna, den ich bei Ebay samt Schlauchanschlüssen für günstige 30€ erworben habe, dient als Basis. Dazu kommt ein 95° Thermostat, das den elektronischen Temperaturfühler, der beim Thermoblock mit dabei war, ersetzt, sowie ein Hauptschalter und eine Kaltgerätebuchse für den Stromanschluss. Jetzt fehlt nur noch ein Paar reduzierende CK-Verschraubungen vom Pneumatikzubehör, um den viel dünneren Schlauch des Thermoblocks an den Gaggia-Pumpenschlauch anschließen zu können und fertig ist die Teileliste.

    Als nächstes ging es an die Konstruktion: Vier Prototypen später sah das fertige Modell so aus:

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    Und die ausgedruckten Teile schließlich so:

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    Leider ist mein Drucker zu klein, daher musste ich Grundplatte und Gehäuse teilen. Abgesehen von der weniger geschmeidigeren Optik macht das aber nichts. Die Kunststoffteile bestehen aus Greentec Pro, einem temperaturbeständigen Biokunststoff, der sehr robust, aber leider auch empfindlich gegenüber Belastungen entlang der einzelnen Kunststoffschichten ist. Die Löcher für die Schläuche habe ich nachträglich gebohrt und musste sie abkleben, nachdem die äußerste Schicht etwas aufgerissen war.


    Das fertige Gerät verfügt über zwei manuell rückstellbare Sicherheitsthermostaten, die bei 175° auslösen. Das liegt auch noch unterhalb der Schmelztemperatur des Kunststoffs. Außerdem werden die Wände des Gehäuses nicht massiv, sondern mit einem umlaufenden Luftspalt gedruckt, wie bei einem Thermosbecher. Die Kesselisolierung ist also bereits in das Gehäuse integriert, von außen wird das Gerät auch im Dauerbetrieb nicht mehr als lauwarm.
    Hier noch ein paar Detailbilder von der eigentlichen Technik:

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    Das fertige Gerät wird dann einfach mit Spiegelband hinten auf die Maschine geklebt und die Schläuche durch die Lüftungsschlitze geführt. Nur noch anschließen...

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    … und fertig!

    Die Auswirkungen auf das Handling und den Espresso sind enorm. Während des Espressobezugs fällt die Temperatur praktisch gar nicht mehr ab, höchstens um 1°C, was dann aber auch innerhalb von Sekunden vom PID wieder ausgeglichen wird. Je nachdem wo im Schaltzyklus des Thermoblock-Thermostaten man sich gerade befindet, fällt die Temperatur (immer ausgehend vom am PID angeschlossenen Temperaturfühler im Kessel) teilweise überhaupt nicht ab.
    Während eines Leerbezugs in eine Espressotasse fällt die Temperatur um 1°C statt wie vorher 5, beim Leerbezug in eine Cappucinotasse um 3° und bei zwei Cappucinotassen auch nur um 5° ab, statt wie vorher um 11!
    Selbst bei einem Leerbezug von einem Liter sank die Temperatur nie um mehr als 8°C nach ca. 90 Sekunden; bei dieser Temperaturdifferenz schaltet dann der Thermostat auch wieder und die Temperaturdifferenz schwankt dann endgültig zwischen 8 und 4 Grad.

    Geschmacklich waren die Espressi die ich bisher hatte von einer ganz anderen Klasse; gerade mit kräftigen Barmischungen, wie ich aktuell eine in der Mühle habe, schmeckte mir der Kaffee bisher nur aus der Pavoni, aus der Gaggia wurde er zu kantig, rauh, anstrengend.
    Jetzt sind die Espressi genauso rund und weich wie aus der Pavoni, allerdings bin ich mir sicher, dass der Unterschied nicht bei jeder Bohnensorte so deutlich sein wird.

    Was ich auch sehr genieße ist die reduzierte Wartezeit, bis sich die Temperatur wieder eingependelt hat. Während ich vorher nach dem Vorheizen von zwei Cappuccinotassen mindestens 3 Minuten warten musste, kann ich jetzt sofort loslegen; in der Zeit in der der Kaffee gemahlen und getampert ist, ist auch die Temperatur wieder auf dem Sollwert.

    Einen Wermutstropfen gibt es jedoch: Irgendwas in meinem Gehäuse wird von der Pumpe ganz grausam zum Schwingen angeregt; die Maschine ist nun viel lauter als vorher und klingt wie ein kaputter Trecker. Aber das sollte sich beheben lassen.
    Wenn jemand allgemein Tipps zur Vibrationsdämpfung hat bin ich sehr dankbar!

    Jetzt ist der Beitrag doch sehr lang geworden, aber ich hoffe, den einen oder anderen interessiert das Projekt und regt vielleicht sogar zum Nachahmen an!
     
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  2. #2 Welskador, 19.10.2018
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    Hier ist noch eine Ansicht, bei der der Hauptschalter des Vorwärmers zu sehen ist.

    [​IMG]

    Das ganze andere Geraffel auf der Rückseite meiner Maschine sind übrigens ein Phasenanschnittsregler und ein Signalkonverter, die von einem Arduino im Inneren der Maschine (demselben, der auch meinen Bezugstimer steuert, solltet ihr mein Projekt kennen) angesteuert werden und der Pumpe ein fest voreingestelltes Druckprofil mit Preinfusion, vollem und schließlich langsam abfallendem Druck verleihen. Das zeitliche Verhältnis der Phasen zueinander ist dabei konstant und wird, wenn man den Timer verstellt, entsprecht gestaucht, bzw. gestreckt.

    Das ganze Brühwasservorwärmerprojekt hat inklusive Kleinteile, Druck und Versandkosten knapp 90 Euro gekostet.
     
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  3. #3 S.Bresseau, 19.10.2018
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    Gute Idee, und professionell umgesetzt :)
    macht mir Lust aufs Basteln, mein Durchlauferhitzer liegt hier schon seit ein paar Jahren rum. Ein bisschen Bammel hab ich vor der Leistungsaufnahme, wenn beide Heizungen aktiv sind. Hast du das mal gemessen? Am einfachsten wäre vermutlich, die Stromzufuhr des Vorwärmers über ein SSR so zu schalten, dass immer nur maximal eine Heizung heizt.
     
  4. #4 Welskador, 20.10.2018
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    Danke!

    Gemessen habe ich nichts und tatsächlich bin ich da noch sehr vorsichtig und würde das Setup auch nicht einfach unbeaufsichtigt vor sich hin heizen lassen. Meine Küche ist mit 16A abgesichert und in der Größenordnung wird auch der Gesamtstrom von Gaggia, Vorwärmer und Pavoni liegen. Ich habe bereits testweise alle drei Geräte aus dem Kalten gemeinsam hochheizen lassen, ohne dass die Sicherung geflogen wäre, aber wahrscheinlich würde sie auch rausspringen, wenn noch der Toaster dazukäme o.Ä.

    Kurzzeitige Stromspitzen sind ja auch noch einmal etwas anderes als Dauerbelastungen; der Vorwärmer heizt zum Beispiel immer nur für einige Sekunden und geht dann erstmal ein paar Minuten aus. Und während eines Bezuges teilen sich ja wiederum Gaggia und Vorwärmer die benötigte Leistung, um die Temperatur zu halten, da powert keines von beiden Geräten durch.
    Ich werde in jedem Fall keine Risiken eingehen und den Vorwärmer in Zukunft erst einschalten, wenn Gaggia und Pavoni einmal hochgeheizt haben. Auch weil alles andere ünnötige Energieverschwendung wäre.
     
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