Funktion und Eigenschaften eines Brühboilers ?

Diskutiere Funktion und Eigenschaften eines Brühboilers ? im Grundsätzliches Forum im Bereich Fragen und Tipps; Guten Tag, ich bin neu hier im Forum, lese allerdings schon seit einiger Zeit fleißig mit. Ich habe vor kurzem eine etwas ältere Quickmill Orione...

  1. andre8

    andre8 Mitglied

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    Guten Tag,
    ich bin neu hier im Forum, lese allerdings schon seit einiger Zeit fleißig mit.
    Ich habe vor kurzem eine etwas ältere Quickmill Orione 3000 erworben.

    Ich möchte nun einen selbst konstruierten Brühboiler nachrüsten sowie die dazugehörige PID-Steuerung. Nun stellt sich mir die Frage wie die Luft beim befüllen des Boilers entweichen kann. Dies ist vor allem notwendig beim befüllen des Kessels. Eine weitere Frage ist welcher Druck im Kessel herrschen soll. Liege ich hier richtig mit der Annahme von ca. 9-10 bar?

    Der Kessel hat bisher folgende Eigenschaften bzw. Komponenten.

    Eckdaten:
    Volumen: 600 ml
    Material: X5CrNi18-10 (Edelstahl 1.4301)

    Komponenten:
    Heizspitale 1200 W,
    Unterdruckventil,
    Wasser Zu- und Ablauf (1/4"),
    Thermosensor für PID (1/4"),
    Blindanschluss (1/4") evtl. für Drucksensor,
    Druckbegrenzung durch max. Druck der Pumpe (15bar) bzw. vorgeschaltetes Expansionsventil (9-10 bar).

    Gibt es noch wichtige Komponenten die Ich vergessen habe? Ein Füllstandssensor ist noch in Planung.

    Vielen Dank schon mal für eure Hilfe, Bilder des Umbaus folgen in den nächsten Wochen ;)
     
  2. Sekem

    Sekem Mitglied

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    Es geht mich ja nix an und jeder darf basteln was er will..... aber warum? :confused:
     
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  3. cbr-ps

    cbr-ps Mitglied

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    Über ein Entlüftungsventil, wie z.B. diese hier: ENTLÜFTUNGSVENTIL

    Weil man Spaß an der Herausforderung und dem Konstruieren, Ausprobieren und Freude am eigenen Produkt hat. Es gibt halt Menschen, die nicht nur Konsumenten sind.

    @andre8 Willkommen im KN! Ich wünsche Dir viel Spaß und Erfolg bei deinem Projekt und freue mich auf die hoffentlich bald folgenden Berichte.
     
  4. #4 nobbi-4711, 10.12.2018
    nobbi-4711

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    Ähm... Füllstandssonde, Entlüftungsventil? In einem Brühboiler? Wie wäre es mit den Basics, bevor man ans Bauen geht?
     
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  5. cbr-ps

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    Danke für‘s Wecken, war so sehr auf die Frage fixiert, dass ich den Hintergrund nicht hinterfragt hatte - ist einfach noch zu früh für eine Eule:eek:
     
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  6. #6 Cappu_Tom, 10.12.2018
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    Ernstlich? :oops:
     
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  7. #7 Kofeinator, 10.12.2018
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    Könnten wir kurz den Druck von 9-10 bar thematisieren?
     
  8. #8 Kaspar Hauser, 10.12.2018
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    Pumpendruck
     
  9. #9 Kofeinator, 10.12.2018
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    Ich hoffe, dass wirklich der Pumpendruck gemeint ist...
     
  10. #10 norschtein, 10.12.2018
    Zuletzt bearbeitet: 10.12.2018
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    Ein Entlüftungsventil ist schon richtig. :rolleyes:
    Am höchsten Punkt des Kessels benötigt es einen händisch zu öffnenden/schließenden Verschluss, durch den während des Befüllens die sukzessive verdrängte Luft entfleucht. Es ginge auch ein manuell zu schaltendes MV, aber ein simples Gewindeloch mit Kupferdichtung und plan aufliegender Inbusschraube wäre die naheliegende Lösung.

    @andre8
    Wenn das ein Dualboiler-Projekt ist (ganz schlau bin ich nicht aus deinem Beitrag geworden, und die erwähnte Maschine wäre sicher auch nicht meine erste Wahl dafür), erübrigt sich mit dem Betätigen des soeben beschriebenen 'Entlüftungsventils' die Notwendigkeit einer Füllstandssonde: Sobald nur noch Wasser aus dem Ventil austritt, ist der Boiler randvoll.
    Soll das ein liegender oder stehender Boiler werden? In letzterem Fall wäre eine gewölbte Deckelplatte mit Entlüftung an dessen höchstem Punkt ideal.
    Ebenso entfällt durch die vollständige Befüllung die Notwendigkeit eines Vacuum Breakers.

    Die Frage nach dem Druck verstehe ich auch so, dass @andre8 9-10 bar als seinen max. Brühdruck ansetzt, 15 bar als hydraulisches Maximum, für das die Druckfestigkeit des Kessels gewährleistet sein muss.


    PS:
    @andre8 Kann es sein, dass du nach Füllstandssonde fragst, weil du die Maschine für Tankbetrieb und dementsprechend mit Abschalt-Automatik im Falle eines leeren Tanks auslegen willst? Ich habe mit Tankbetrieb relativ wenig Erfahrung, aber allein das Geräusch der Pumpe, sobald sie Luft zieht, müsste doch als Alarmsignal reichen - bzw. du verbaust eine Füllstandssonde im Frischwasser-Tank.
     
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  11. #11 nobbi-4711, 10.12.2018
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    Aber nicht so eins, wie man es üblicherweise in einem Dampfboiler verwendet, was ich hier mit dem Begriff automatisch assoziiere...die meisten Einkreiser/Brühboiler sind selbstentlüftend durch eine Steigleitung. Nur Marzocco macht da mW eine Ausnahme, bei denen muss man extra über ne Schraube entlüften (was bei Betrieb aus Eimer sehr nervig sein kann, wenn man nicht aufpasst).

    Greetings \\//

    Marcus
     
  12. andre8

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    Vielen Dank für die vielen Antworten.
    Um mit ein paar Unklarheiten aufzuräumen erkläre ich mal was ich genau vorhabe.

    In Zukunft möchte ich ein Dualboiler diy Projekt starten. Um mit der Thematik etwas vertrauter zu werden möchte ich als erstes einen Brühboiler in eine Orione 3000 verbauen.
    Sicherlich gibt es hierfür bessere Maschinen. Ich habe jedoch die Qm sehr günstig erworben (<100€)
    Ein wichtiger Grundpfeiler wird für mich bei diesem Projekt die Steuerung der Maschine sein. Hiefür möchte ich einen Arduino verwenden. Geplant sind folgende Funktionen.

    Der Durchlauferhiter der Qm wird zur vorwärmung des Wassers im Kessel genutzt. Maschine ein --> Temp Duchlauferhitzer max. --> befüllen des Kessels max. (Endtemperatur wird durch Heizspirale eingestellt) --> Temp Durchlauferhitzer wird heruntegeregelt (optimale Temp. in Brühgruppe) --> Kaffeebezug

    Der Kessel soll für z.b die Reinigung oder längere standzeit entleert werden können und bei einer Neubefüllung automatisch entlüftet werden.
    Jetzt ist mir jedoch nicht ganz klar wie der Druck in den Verschiedenen Teilbereichen sein sollte. Ich würde gerne die leichten Druckschwankungen der Vibriationspumpe Umgehen. ;D
    Vorgestellt habe ich mir das ganze so.

    Pumpe 15bar --> Expansionsventil 12bar --> Kesseldruck 12 bar --> zweites Expansionsventil 9-10bar für den Kaffebezug.

    Auf diese Weise erhoffe ich mir eine relativ schnelle Aufheizzeit des Sytems und konstanten Druck im Siebträger bei Kaffebezug.

    Das Zusammenspiel des Durchlauferhitzers und des Heizstabes wird durch die PID über einen Arduino geregelt. Natürlich löuftvauch die restliche Steuerung über den Arduino.

    Wenn die Steuerung und die Maschine funktionieren ist geplant einen Prozessor auf ein selbst entworfenes PCB zu löten um den Arduino zu ersetzten.

    Wenn ich dann hoffentlich etwas mehr Erfahrung habe wird das DIY Dualboiler Projekt gestartet :)

    Wenn ich Abends zu Hause bin Lade ich euch ein paar Bilder hoch :)
     
  13. andre8

    andre8 Mitglied

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    @norschtein
    Ich glaube ich hatte hier einfach eine Falsche Vorstellung was das befüllen des Kessels angeht. Also muss der Kaffekessel vor Bezug des Kaffees immer vollständig gefüllt werden und mit der Pumpe auf Druck gehalten werden? Sehe ich das so richtig? Dadurch erübrigt sich natürlich ein Füllstandssensor.
     
  14. #14 Kaspar Hauser, 10.12.2018
    Kaspar Hauser

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    Bei einem Einkreiser - und nichts anderes ist der Brühboiler bei einer Dualboilermaschine - ist der Kessel immer komplett mit Wasser gefüllt.
    Und zwar drucklos. (von der Wärmeausdehnung des Wassers abgesehen)
    Beim Bezug drückt die Pumpe kaltes Wasser in den Boiler und somit heißes Wasser aus dem Boiler raus in den Brühkopf.

    Wie soll denn das heiße Wasser sonst aus dem Boiler rauskommen?
     
  15. Zappel

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    Eventuell stehe ich gedanklich auf dem Schlauch: Nach meinem Verständnis ist ein Thermoblock schneller auf Betriebstemperatur, da weniger Masse erwärmt werden muss. Anstatt den kompletten Boiler aufzuheizen, werden - vereinfacht - die 25ml für den Espresso auf Temperatur gebracht. Um einen kompletten Kessel mit heißen Wasser zu füllen, wird das aber entsprechend länger brauchen. Die Aufheizzeit muss nicht unbedingt kürzer werden...
     
  16. cbr-ps

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    Der Gedankenfehler ist, dass nicht „die 25ml“ auf Temperatur gebracht werden, sondern das Wasser, welches durch den TB fliesst. Klar kann der irgendwann an eine Kapazitätsgrenze stossen, weil der Block abkühlt und die Heizung nicht mehr nachkommt. Aber das macht ja nichts, wenn er nur zum Vorwärmen des Kessel genutzt wird, dann wird es eben nicht mehr ganz so warm. Zum Beschläunigen des Gesamtprozess taugt das dann immer noch.
     
  17. #17 Kaspar Hauser, 10.12.2018
    Kaspar Hauser

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    Ab welchem Durchsatz loht sich dieses Vorwärmen eines Brühboilers?
     
  18. cbr-ps

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    Weiss ich nicht, ist nicht mein Systemdesign. Vielleicht geht es auch garnicht um Durchsatz, sondern um das Erstaufheizen? Keine Ahnung was im Lastenheft von @andre8 steht.
    Ich finde in dem Zusammenhang die 600ml diskussionswürdig. Ev. könnte man mit der TB Unterstützung auch einen kleineren Brühkessel stabil kriegen.
     
  19. andre8

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    @Kaspar Hauser
    Vielen Dank für die Erklärung. Ich dachte das Brühkessel im Allgemeinen schon unter einem bestimmten Druck stehen.
    Evtl. um die Zeit des Druckaufbaus im Siebträger zu verkürzen? Vielleicht wäre das bei etwas schwächeren Vibrationspumpen von Vorteil.

    Eine der Überlegungen ist sicherlich das möglichst schnelle erstaufwärmen des Systems.
    Ob die 600ml zu viel sind kann ich noch nicht sagen. Es wird noch das Volumen des Heizstabes abgezogen. Evtl. werde Ich den Kessel noch etwas kleiner gestalten.

    Hier ein paar Bilder des jetzigen Stands. Die Anschlüsse und Anbauteile habe ich nur schnell reingepfuscht um es besser darstellen zu können.
    Erwartet also keine Detailtreue ;)


    Hier ist die Qm vor der Demontage. Im Moment werden die Einzelteile noch im Ultraschallbad gereinigt und die Dichtungen ersetzt.


    Gibt es noch etwas was dem Boiler fehlt? Ich werde noch einen Blindanschluss vorsehen. Man kann ja nie wissen.
     
  20. #20 Cappu_Tom, 10.12.2018
    Cappu_Tom

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    Bei gleichbleibender Gesamtwassermenge kann das nur durch Erhöhung der Heizleistung erreicht werden, entweder:
    1. Wie von dir vorgeschlagen durch Serienschaltung zweier Heizsysteme:
    P(Total) = P(TB) + P(Kessel)
    2. Beibehalten des klassischen Kessels und Erhöhung dessen Heizleistung von P(Kessel) auf P(Total)

    Die erste Variante ist mit mehr Aufwand verbunden (zusätzliche Heizung + Regler). Durch die Aufteilung der Regelstrecke in 2 Teile (Kaskadenregelung) könnte ev. das Regelverhalten verbessert werden, woraus sich aber kein schnelleres Aufheizen ergibt.
    Die zweite Variante benötigt nur einen leistungsfähigeren Heizstab bei ansonsten unverändertem System.

    Beiden Varianten ist gemeinsam, dass man möglicherweise an die Grenzen der 230V Netzversorgung stößt.
    Die Physik gibt vor: schnellere Aufheizzeit erfordert höhere Heizleistung.
    Die Erfahrung gibt vor: keep it simple

    Aber wie schon gesagt: Spielereien sind wertfrei. Man kann es dann aber dabei belassen und muss nicht unbedingt eine 'Sinnhaftigkeit' herbeireden wollen

    PS: Unabhängig davon würde ich die Platzierung der einzelnen Kesselanschlüsse überdenken! - oder mich mal in Sachen Strömung / Temperaturverteilung / Entlüftung ... von kundiger Seite beraten lassen.
     
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