Induktionsmaschinen von Heylo Coffee

Ne, das ist falsch, die Thermoblöcke heizen nen dicken Alu-Klumpen und machen sich die Trägheit davon zu nutze, dass der schön die paar milliliter, die für nen espresso benötitgt werden, auf der richtigen temperatur hält.

 

Und in dem Aluklumpen steckt ein Edelstahlrohr, darum ging es Mir. (Edit: War ja als Antwort auf den Punk „Rohrmaterial“ von @FRAC42 , nicht zu Thermoblock vs. Induktion im gesamten)

Das sind wohl auch nicht nur ein paar Millimeter, sieht schon nach mehr aus:

 

In den Jura Thermoblock, der optisch etwas kleiner ist als der von Ascaso, passen ziemlich genau 18ml.
Die Heizschlange ist übrigens sehr dicht an den Rohren gekoppelt, so dass man, wenn man die Wassertemperatur kennt, diese recht genau steuern kann. Bei den üblichen Flussraten ist eine Änderung von 2K/s locker möglich.
Meine Vermutung ist übrigens ebenfalls, dass induktives heizen nicht wirklich einen Vorteil bietet. Das Problem wird immer die Wärmeleitung vom Metall sein (in dem Fall meist vom Edelstahl, welcher Faktor 10 unter dem vom Aluminiumblock ist). Ob jetzt das Edelstahl selbst heizt, oder die Wärme vom Aluminiumblock hertransportiert wird macht zwar einen Unterschied, aber keinen großen. Denn dort wo das Wasser fließt wird eben recht heftig gekühlt, und die Wärme fließt dort so schnell nicht nach. Einen echten Vorteil kann man sich allerdings verschaffen, indem man die Wassertemperatur am Blockausgang misst.

 

Welchen denn ?

 

oooh, i've been there

es ist meiner meinung nach total egal wo du misst, da jeder versuch einer regelung ca 10s später erst ankommt.

das einzige was wirklich was bringt ist, dass du nen zweiten block mit viel viel weniger thermischer masse zur "feinjustierung" benutzt.
wahlweise macht gezieltes überhitzen und dann mischen mit kaltem wasser sinn.
ich weiß gerade nicht, wie die decent maschine das macht, aber ich glaube irgendwie so...

ein flowmeter und hinterlegte werte könnten auch klappen, dass man schon vorher weiß, wie der block sich verhält.
man müsste ihn also praktisch zuerst simulieren und dann diese werte wie eine art kennfeld in der software ablegen, ansonsten hast du keine chance nen thermoblock ordentlich zu regeln.
wie nötig das alles ist sei auch dahin gestellt, der block fasst ca 50ml und die sind schon auf der richtigen temperatur, genau so wie in einem boiler auch.
der boiler kann während des bezugs noch sehr direkt heizen, beim thermoblock nutzt man eben das viele metall drum herum, dass man gar nicht erst in das abkühlen rein kommt

 

Das denke ich auch. Wenn man misst, ist das Thema schon erledigt. Man weiss nur, dass es gepasst oder nicht gepasst hat.

 

Hier ist einmal eine Messung mit reinem (und etwas zu niedrigen) Feed-Forward:


Interessant finde ich hauptsächlich, dass die Temperatur nach der Flowwertänderung erst ansteigt, und dann fällt (das Gezuckel um 210s würde ich ignorieren). Das liegt an dem Thermoblock. Durch die Verzögerung zwischen Heizen, Thermoblock und Wasser wirkt sich die Heizleistung von den 2ml/s noch mehrere Sekunden später aus, das ist korrekt. Die Überhöhung an sich ist aber weniger als ein halbes Kelvin.

Wenn man sich aber einmal die Messung anschaut, welche komplett ohne Heizung durchgeführt wurde:


sieht man wie viel schneller die Wassertemperatur fällt als der Thermoblock. Man hat hier einen deutlich Gewinn in der Antwortzeit und Empfindlichkeit.
Leider ist meine Maschine gerade beim Elektropolieren, sonst hätte ich noch eine Messung gemacht, bei der ich im Feed-Forward Modus mitten beim Bezug einen positiven Offset auf die Heizleistung gegeben hätte. Dann hätte man genau gesehen wie lange die Reaktion etwa brauch.

Insgesamt war es übrigens immer so, dass die Temperatur am Thermoblock um mehrere Grad von der des Wasser abgewichen ist, und zwar entgegen der Vermutung, dass der Thermoblock heißer ist als das Wasser. Ich vermute das liegt daran, dass ein großer Teil der Heizleistung direkt an das Wasser übergeht, und so gar nicht wirklich über den Alublock an den Thermoblock-Temperatursensor übertragen wird. Es kann auch sein, dass ich bei der Messung der P1000 etwas falsch umgerechnet habe. Ich habe noch nie versucht die Sensoren beispielsweise in kochendem Wasser zu kalibrieren.

Was ich zumindest sagen kann ist, dass ohne die Messung der Wassertemperatur direkt am Ausgang des Thermoblocks sehr aufschlussreich war/ist.

edit:

Hier wollte ich noch einwerfen, dass bei den Thermoblock Maschinen die ich kenne vor Bezug typischerweise der Thermoblock leer ist, denn nach dem Bezug wird das Dreiwegeventil vor der Brühgruppe umgeschaltet, dass alles Wasser wieder in den Tank befördert wird. Damit machen sie auch Werbung und das ist mit dafür verantwortlich, warum die Thermoblockmaschinen fast nie verkalken (weil da einfach kein Wasser drin ist).

 

coole infos
hast du die daten auch für realistische(re) espresso bezüge?
also zeitraum 0-40/50s
und auch etwas weniger flow, eher richtung 1ml/s


aber bei heizung an finde ich es schon beeindruckend, wie gut ein thermoblock die temperatur halten kann.
du hast aber deinen block mit der simulation (=kennfeld) oder?

 

Ich habe mal grob überflogen, aber tatsächlich habe ich relativ wenige Daten mit nur einem Thermoblock aufgenommen. Lag daran, dass der Feedforward direkt gut funktioniert hat (der Wert des Feedforward-Koeffizienten ist übrigens der theoretisch berechnete gewesen, also (Zieltemperatur-Raumtemperatur)*Flow*Wärmekapazität/Heizleistung).
Bei allen anderen habe ich immer zwei Thermoblöcke benutzt, und mir das Wasser zusammengemischt.
Falls dich aber irgendwelche Messungen interessieren, das kann ich relativ einfach machen (wenn ich die Maschine wieder zusammengebaut habe).

Den Satz verstehe ich leider nicht.

 

Doch. Eisen braucht man zum Induzieren eines hohen Stroms gar nicht (im Leiter).

 

Das KN ist immer wieder für Überraschungen gut

 

Vielleicht. Schaun wir mal.
Du weißt schon wie ein Trafo funktioniert?

 

Such dir einen anderen für deine Spielchen, ciao, baba . . .

 

ja, würde mich definitiv interessieren wie sich flow, druck, heizleistung, thermoblock ausgangstemperatur und brühtemperatur nur bei PID regelung beim "klassischen espresso" mit 30ml in 30s verhalten.

und welche PID Parameter du verwendest

ist auf jeden fall doch schon mal ne coole erkenntnis, dass man ca nen offset von 10° hat und, dass die brühtemperaur nahezu konstant bleibt, obwohl der block merklich abkühlt

hattest du nicht den thermoblock in matlab oder so simuliert und kannst so präzise vorhersagen, bei welchen parametern welche heizleistung etc benötigt wird?

 

Tatsächlich habe ich keinen PID-Regler. Der hat bei mir so schlecht funktioniert, dass der Thermoblock bestimmt 10 Minuten gebraucht hat bis er in einem stabilen Zustand war. Auch musste ich wegen der großen Totzeit den D-Term so anheben, dass das Rauschen von dem Temperatursensor (welches wirklich klein und im Bereich von 10mK liegt) starke Auswirkungen auf die Heizleistung hatte (natürlich trotz Filterung). Ein Pt2-Glied mit Totzeit hat den Thermoblock aber ganz gut modelliert, so dass ich im Endeffekt anhand des Modells die Zukunft regle.
Während dem Bezug ist das aber vollkommen nebensächlich und die Heizleistung ist quasi vollständig durch das durchfließende Wasser bestimmt. Da ich mir aus zwei Thermoblöcken die Temperatur zurechtmische, und auch tatsächlich nur die Mischtemperatur messe (so wollte ich die Totzeit klein halten, denn jeder Sensor bringt mindestens 1ml Totvolumen mit, was bei 0,5ml/s (im Idealfall habe ich ja je die Hälfte aus dem Thermoblock) schon 2 Sekunden sind), habe ich keinen klassischen PID-Regler der nur auf die Temperatur reagiert, sondern ich habe deutlich mehr Einflüsse (Mischverhältnis, Temperatur Thermoblöcke, Temperatur am Mischpunkt, Flow).

Das sind echte Messungen. Ich kann über TCP/IP durch Matlab mit meiner Maschine "sprechen" (also Sollwerte oder Reglerwerte vorgeben und Sensorwerte auslesen). Für den Thermoblock habe ich nur ein Modell, wenn kein Wasser fließt. Sobald das fließt, wird das Verhalten dadurch dominiert. In erster Näherung ist das einfach Energieerhaltung. Das funktioniert natürlich nur, solange ich auch die Ausgangstemperatur messen kann. Diese zu berechnen ist unglaublich schwierig (hatte angefangen das Näherungsweise durch ein eindimensionales FEM-Modell zu simulieren, aber dann aufgehört, weil der Mikrocontroller das eh nicht live rechnen kann).

 

Ein Trafo soll möglichst verlustfrei elektrisch Energie transformieren. Umwandlung elektrischer in Wärmeenergie ist hier unerwünscht.

Eine Induktionsheizung soll elektrische Energie in Wärme verwandeln, macht somit das, was Trafos ausdrücklich nicht machen sollen.

Oder verwendest du regelmäßig Trafos als Tauchsieder?

 

Phantasie- und ahnungslos und ne große Klappe. Glückwunsch!

Das was da passiert heißt übrigens Induktion.

 

Ein sekundarseitig mit einem Metallstab kurzgeschlossener Trafo bringt eben diesen Metallstab zum glühen.

Was hat das bitte mit einer Induktionsheizung zu tun?

 

Das ist eine Induktionsheizung.
Man muss auch keinen Metallstab zum Glühen bringen, man kann auch ein Wasserrohr erwärmen.

 

Noch ne Frage: Warum ist der dünne Draht von der Primärseite deines Trafos nicht direkt in den dicken Draht gewickelt, oder sogar gleich um den zu erhitzenden Stab, sondern um ziemlich viel magnetisierbares Metall?

Damit man den nach Gebrauch als schicken Briefbeschwerer nutzen kann? Für die Induktion ist magnetisierbares Metall deiner Meinung nach nicht relevant ...