Größeres Dampfvolumen beim (Kl-)einkreiser (PID)

Vorbemerkung:
Forumsinfiziert habe ich mir trotz meiner Popelmaschine (eine bald 20 Jahhre alte Saeco espresso2002, den Messing-Vorgänger der Aroma) ein PID geholt. Dazu nen PT100, ein kleines SSR, in der Bucht Glück gehabt, zusammen keine 40 Eur.



IST:
Von dem kleinen Messingboiler (150 ml) bin ich entgegem der hier im Forum grassierenden Saeco-aroma-Aversion immer noch überzeugt, dank mini-Kesselvolumen und großdimensionierter Heizung leistet die espresso2002 geschmacklich Erstaunliches.

Daß viel meines trotzigen Urteils dem damaligen Messingboiler geschuldet ist, habe ich oft schon vermutet, dank PT100 habe ich dessen Temperaturstabilität jetzt endlich mal nachmessen können:
Durch eines der beiden Siebträgerauslässe (klassischer ST) habe ich den Fühler unter das Sieb bekommen und erstmal Brühtemperaturen gemessen, Einer/und Zweiersieb, unterschiedliche Mahlgrade/Tamperdruck/Bezugsdauern.
So wie immer: zum Tassenspülen kurz Heißwasserbezug aus dem Dampfhahn bis die Heizung anspringt, beim Verlöschen der Heizung starte ich dann den Bezug.

Ich war *total* verdaddert.
Maximale Hysterese 1,3 Grad, oft nur gut die Hälfte: Wenn auch unkalibriert bin maximal bis 91,2 rauf, minimal bis 89,9 runtergekommen. Sag noch mal einer etwas gegen eine so puristisch abgestimmte Kombination Boiler+Thermostat!





Als nächsten Schritt habe ich den Fühler mit Wärmeleitpaste (unter die Thermostat-Spannklammer) an den Boilerkopf geklemmt.



[Fühlermontage]

Und war wiedermal sehr überrascht. Beim Bezug springt der Brühtermostat an noch bevor der PT100 0,1 Grad Abweichung erkennt.
Zwei offensichtliche Gründe dafür: der Brühthermostat liegt ideal direkt über dem Kaltwasserzufluss, meine Fühlermontage (nahe dem Dampfauslass) ist dagegen weit weg. Die Temperaturkonstanz des Messingboilers tut ihr Übriges.


Von der Brühtemperatursteuerung mittels PID habe ich mich also aus mehreren Gründen leichten Herzens verabschiedet: erstens, weil ich bei meinem Messingboilerchen keinen wirklichen Bedarf fand (jetzt auch nachgemessen), zweitens, weil ich keine dafür optimale Fühlerbesestigung hinbekommen habe – und schlußendlich, weil das geringe Dampfvolumen beim (Kl)einkreiser ein ungelöstes Problem ist, wenn man auch mal mehr Milchschaum will.

Bei der Dampfschaltung ist die Hysterese nämlich gewaltig: der Dampfthermostat (laut Datenblatt 127°) schaltet ab, wenn mein Fühler 121° zeigt, ohne Dampfbezug schwingt die Temperaturkurve am Fühler bis 139 Grad nach, selbst mit Dampfbezug bis 133°. Wiedereinschalten des Dampfthermostats aber erst bei 109° am Fühler(!).








Also:

SOLL:
Was lag also näher, als den *Dampf*thermostaten durch das PID zu ersetzen. Eine geringere Hysterese sollte konstantere Dampf-Power bringen können – freilich in den Grenzen des Kesselvolumens (nicht daß die Heizung trockenläuft)
Weitere Wunschziele waren: Möglichst geringe Gehäusearbeiten (Umbau reversibel, keine Rostprobleme) möglichst unkomplizierte Bedienung (am liebsten ein unverändert analoges Touch&Feel)








UMSETZUNG:
Da mein PID (ero-electronic lms) zwei Ausgänge hat, einen zur SSR-Ansteuerung, einen als Fix-Schaltpunkt (Relais), habe ich nur durch einen Trick beide Ausgänge nutzen können:
PID auf Dampf-Schaltpunkt programmiert, Relais auf Brühschaltpunkt.
Das proportionale Steuersignal für das SSR wird *nochmals* durch den zweiten Ausgang (Relais) geschleift, sozusagen in Reihe (da zur Brühthemperatur das PID ja in jedem Fall heizt). Parallel jenem Relais den Wahlschalter der Maschine zur Brüh/Dampftemperatur, um für die Dampfstufe das dann unterbrechnende Relais zu überbrücken.
Das SSR parallel zum ursprünglichen Brühthermostaten der Maschine, da dieser wg. seiner günstigen Platzierung idR. früher anspringen wird.
(Siehe auch Schaltbild weiter unten)






Bei der saeco ist zwischen Wassertank und Gehäuse Platz für PID und SSR, an einer Ecke des Wassertanks ausrichend Platz für die Kabelverbindung, so daß ich nur die Edelstahl-Kopfplattte etwas bearbeiten mußte, um mehr Platz für die Kabeldurchführung zu haben.


[Ohne Wassertank, von hinten. nur am Edelstahl habe ich die Öffnung verbreitern müssen]



[Kabelführung, man sieht, wo der Wassertank Platz für die Kabel läßt ]




Intelligent verbunden reicht zwischen Maschine und ausgelagerter Steuerung ein dreiadriges 220-V Kabel:

Im Schaltbild:
Phase (blau)
Nullleiter (rot) und
Heiz-Phase (grün),

dazu eine zweiadrige 12V- Steuerverbindung zum Überbrücken des Relais mittels des Dampf/Brüh-Wahlschalters (angedeutet im Plan durch Zu-und Abgang in violett)

Damit an diesem Dampf/Brüh-Wahlschalter auch noch die Glimmlampe unverändert funktioniert, mußte ich diesen Schalter modifizieren: die 2X1 sind geblieben, die Glimmlampe liegt aber nun direkt an der Phase, damit die 220V für die Glimmlampe und die Steuerverbundung zum Relais/SSR aufgetrennt sein können. (im rechten Plänchen das Rechteck links unten)






[Schaltplan vor und nach dem Mod]






ERGEBNIS:
Nach einer Justierphase, in der ich das PID nach draußen gelegt hatte, sieht die saeco nun wieder aus wie vorher, sie benimmt sich in allen drei Schaltern und Lämpchen wie ohne Mod, hat aber folgendes Heizverhalten:
In der Brühstufe springt die Heizung nun auch ohne Leerbezug schneller an, da das Relais mit 0° Hysterese kommt. Schalttemperatur am Fühler habe ich dafür auf 91° gesetzt, das kommt dem Verhalten des Brühtthermostaten am nächsten.
In der Dampfstufe regelt das PID selbstoptimiert auf 133°. Dh. die Dampfheizung schaltet etwa wie der Dampfthermostat ab – schaltet aber bei Dampfbezug schon nach wenigen Sekunden wieder ein :-D und legt nach.


Ganz praktisch heißt das:
Wenn früher bei nem 200ml-Kännchen der Milchschaum schwierig wurde, gelingt mir inzwischen auch bei nem 500er noch schöne Qualität. Mehr hab ich noch nicht ausprobiert, mehr brauch ich aber auch nicht.





SICHERHEIT/RISIKOBETRACHTUNG
Die „grenzenlose“ Dampfpower ist natürlich verführerisch, darf aber nicht darüber hinwegtäuschen, daß im Kesselchen nur 150 ml Wasser sind – wenn die weg sind, läuft die Heizung trocken, das machen auch die robust ausgelegten Wendel der Einkreiser nicht ewig mit.
Ich hab deswegen einmal in einem mit Eiswürfeln wasserbadgekühlten Meßbecher den Dampf aufgefangen und kondensiert, um zu sehen, wieviel Wasser verdampft wird. Nach 2 Minuten „Volldampf“ war ich (einschließlich des initialen Wasser“pups“) bei knapp 70 ml; also unkritisch, da ich nie 2 Minuten Dampf am Stück brauche. Nach jedem Dampfbezug entlüfte ich wie früher.


Zwar habe ich alle Kabelverbindungen sorgsam isoliert, Gehäusedurchführungen ohne mechanische Belastungen, Hitze und Feuchtigkeitsentwicklung beachtet etc. – dennoch betreibe ich meine gemoddete saeco seither an einem FI-Zwischenstecker.





Ob sich die Lebensdauer des Boilers aufgrund meiner Dampf-Exzesse verkürzen wird?
Hm – wird sich zeigen müssen!


Gruß, cellosolo









[Heile Welt....]