Überhitzung von HX Maschinen

Diskutiere Überhitzung von HX Maschinen im Grundsätzliches Forum im Bereich Fragen und Tipps; Hallo Leute, man liest und hört ja oft: "Die Maschine neigt zum Überhitzen". Was genau gemeint ist sagt einem aber niemand. Geht es um die...

  1. #1 ChristianK, 22.03.2009
    ChristianK

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    Hallo Leute,

    man liest und hört ja oft: "Die Maschine neigt zum Überhitzen". Was genau gemeint ist sagt einem aber niemand. Geht es um die Brühgruppe oder um das Brühwasser.
    Ich habe dieses Wochenende viel über HX Maschinen und die Überhitzung bei Home-Barista gelesen.

    Wenn es ich es richtig verstehe dann:

    1) Heizt ein Thermosyphon (TS) die Brühgruppe (BG) auf. Die Temperatur der Gruppe kann dann über den (beispielsweise) 92 Grad liegen.

    2) Wenn ich jetzt einen Leerbezug mache, dann ist mein Brühwasser im HX unter umständen schon kälter als 92 Grad.

    3) Starte ich nun gleich den Bezug, dann heizt die Brühgruppe dank ihrer Masse das Wasser wieder auf 92 Grad auf.

    4) Hat die Brühgruppe viel Masse, dann wird das Wasser trotzdem zu heiß und der Kaffee verbrennt.

    5) Die Lösung für Punkt 4 ist ein "Flow Begrenzer" (wie hießt das Teil auf Deutsch?) im TS. Dadurch zirkuliert das Wasser nicht mehr ganz so schnell und die BG wird nicht mehr so heiß. Der Vorteil ist, dass der Leerbezug nur noch das HX Wasser kühlen muss und die BG das Brühwasser beim Bezug nicht mehr so einfach überhitzen kann.

    Richtig?

    Vielen Dank für Eure Beiträge.
    Gruß
    Christian
     
  2. #2 jan.gagel, 22.03.2009
    jan.gagel

    jan.gagel Mitglied

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    AW: Überhitzung von HX Maschinen

    Hallo,

    ich habe für dieses Szenario meine ganz eigene Theorie, aber Vorsicht da Halbwissen!

    Meiner Meinung nach ist der TS und der HX ein und die selbe Komponente. Ohne Pumpe gibt es einen Kreislauf (TS), welcher die Brühgruppe beheizt. Bei Haushaltsmaschinen gibt es hier eine Begrenzung der Durchflußmenge, ganz im Gegenteil zu den Bar-Geräten. Somit denke ich, daß eine überhitzte Brühgruppe nahezu ausgeschlossen sein dürfte.

    Schaltet man die Pumpe ein, wird das Brühwasser vom Tank (kalt) durch den HX geleitet und dadurch erwärmt. Ist alles gut auf einander abgestimmt, sollte hier die optimale Brühtemperatur erreicht werden, die durch die warme Brühgruppe aufrecht erhalten bleibt.

    Daß das Wasser im HX überhitzt, glaube ich eher weniger, da es ja den Kreislauf (TS) zur Brühgruppe gibt, das Wasser bleibt also nicht im HX stehen.

    Dies ist meine ganz persönliche Meinung und hat keinen Anspruch auf Richtigkeit. Fakt ist jedoch, egal ob ich einen Leerbezug mache oder nicht, mein Espresso hat immer ähnliche Qualität. Die einzigen Schwankungen, die ich beobachtet habe sind auf Pulvermenge, Mahlgrad, Luftfeuchtigkeit und Anpreßdruck zurückzuführen.

    Ciao Jan
     
  3. #3 koffeinschock, 22.03.2009
    koffeinschock

    koffeinschock Mitglied

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    AW: Überhitzung von HX Maschinen

    ts und hx sind zwei verschiedene bauteile. der thermosiphon beschreibt eigentlich nur einen kreislauf, der durch konvektion funktioniert. dieser kreislauf heizt die brühgruppe auf (zumindest in den fällen, in denen eine espressomaschine gemeint ist). das wasser zirkuliert vom heißen wärmetauscher (hx im englischen. wärmetauscher gibt es in verschiedenen varianten, in espressomaschinen wird häufig einfach ein rohr genommen) zur brühgruppe, diese gibt wärme an die umgebung ab, das wasser kühlt sich etwas ab, sinkt somit etwas ab und wird wieder dem wärmetauscher (wt) zugeführt.
    das überhitzen ist eigentlich einfach zu erklären: der kessel mit wasser und dampf hat eine wesentlich höhere wärme, als zum brühen nötig ist - der wt ist aber für den dynamischen betrieb unter zufuhr von kaltem wasser berechnet. wenn das system steht, führst du dem wasser im wt mehr energie zu - es überhitzt.

    die durchflußbegrenzung macht nur für den heimgebrauch sinn: das wasser zirkuliert wesentlich langsamer, die bg kann mehr wärme an die umgebung abgeben. wenn du aber häufig viele getränke hintereinander beziehst, hat die begrenzung auch nachteile: die brühgruppe kühlt immer weiter ab, da nicht mehr genug wärme nachgeschoben wird.

    übrigens ist das mit dem überhitzen nicht nur bei ts-maschinen der fall. bei anderen maschinen wird das aber teilweise durch eine entkoppelte bg gemindert oder ganz verhindert. bei diesen maschinen kann es aber sein, daß bei sehr langer standzeit ein leerbezug zum heizen vonnöten ist.
     
  4. zamzon

    zamzon Mitglied

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    AW: Überhitzung von HX Maschinen

    Ganz naiv könnten man jetzt auf die Idee kommen zu fragen: "wozu für den Hausgebrauch den ganze Aufwand (incl. Entkalken, Wasserfilter oder Verschneiden!) gegenüber einer simplen Hebelmaschine mit nur einem Kessel (und Temperturdifferenz zum Brühkopf), die *auch* den gleichzeitigen Bezug von (meist/manchmal?) richtig temperiertem Brühwasser und Dampf erlaubt?" :) O.K., O.K., ich halt schon die Klappe..

    Z.
     
  5. Stefan

    Stefan Mitglied

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    AW: Überhitzung von HX Maschinen

    Vielleicht wäre es sinnvoll zu erwähnen, dass die Neigung zu Überhitzung kein grundsätzliches Problem von Wärmetauschermaschinen ist. Das ist eher ein hersteller- und konstruktionsspezifisches Problem in der Kombination Brühgruppe und Wärmetauscher.

    Gruss
    Stefan
     
  6. #6 scott zardoz, 22.03.2009
    scott zardoz

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    AW: Überhitzung von HX Maschinen

    Der Vorteil des TS bei E61(auch E97 etc.) ist, dass wenn dieser Kreislauf richtig
    dimensioniert und konzipiert ist (verrohrung etc.) der Boiler kälter gestellt werden kann.
    So ist jedenfall die ürsprüngliche Idee mal gewesen.

    Bei aktuellen Faema's und Cimbali's kann durch das Nadelventil im TS auf die BG
    Temperatur Einfluss ausgeübt werden. Gerade bei mehrgruppigen Maschinen
    ein Vorteil. Da ich meine Gastro Faema zu Hause benutze habe ich das Ventil
    genau so wie es Antonio beschrieben hat eingestellt.

    Bei Gastro HH Maschinen (meist Einkreiser) sorgt die Masse der BG für die nötige
    Absenkung der Temperatur für den Bezug. I.d.R ist die BG direkt an dem Boiler
    über einen Stutzen angeflanscht. Ich kenne eigentlich nur eine HH Maschine die TS hat.
    Stichwort SAMA. :)

    Ein anderer Exot in dieser Hinsicht ist die Oscar.
    Keine E61 - trotzdem TS :)

    Gruss



    Scott
     
  7. blu

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    AW: Überhitzung von HX Maschinen

    Hallo,
    ich wollte noch anmerken, dass es auch Maschinen ohne TS gibt, nämlich mit angeflanschtem Kessel, z.B. Cimbalis. Dann ist der Begriff "Überhitzen" wohl klar.
    Ebenso gibt es HX-Maschinen, deren Brühgruppe trotz TS auskühlt, afaik ist die Uno so eine (ich besass aber nie eine).
    lg blu
     
  8. blu

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    AW: Überhitzung von HX Maschinen

    hi,
    ganz ehrlich: ich frage mich auch, wieso es mehr HX als dualboilermaschinen gibt. die dualboilertechnik ist ja eigentlich einfacher und schliesst einige bedienfehler aus.
    lg blu
     
  9. #9 koffeinschock, 22.03.2009
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    AW: Überhitzung von HX Maschinen

    das sehe ich anders: grundsätzlich ist das wasser im hx überhitzt. was dann davon an der brühgruppe ankommt und inwiefern das als problem zu sehen ist, ist auslegungssache bei der konzipierung der maschine. denn eine ts-maschine im dauereinsatz ist überaus stabil - und das brauche ich dir ja wohl nicht zu erzählen ;)
     
  10. #10 gunnar0815, 22.03.2009
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    AW: Überhitzung von HX Maschinen

    @blu wenn du die Carimali UNO meinst die ist keine TS sondern hat die Brühgruppe nur angeflanscht. Deswegen liegt die Brühgruppentemperatur auch unter der Bezugstemperatur und gleicht den zu heißen HX aus. Klappt ziemlich gut
    Wenn eine HX-Maschine länger steht überhitzt der HX immer da er sich der Umgebung anpasst ca. 120°C
    Hier mal was zu Thermosyphon
    Wärmerohr ? Wikipedia

    Gunnar
     
  11. anrubo

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    AW: Überhitzung von HX Maschinen

    erstaunt bin ich manchmal über die mengen an überhitztem wasser, welches manche hier ablassen müssen.

    bei der kleinen expobar pulser sind es nach standzeit ca. 150 ml, meine ich gelesen zu haben (bellabarista?)

    bei meiner bezzera ist es hingegen verdammt wenig, obwohl sie im richtigen druckbereich schwankt.

    die brühruppe hängt über einen dicken messingstreifen am kessel, hat aber nur so "richtigen" mechanischen kontakt über die verschraubung des kombinierten überdruck-/entlüftungsventils.

    es sind viell. max. 30 ml, die ich ablassen muss und die kommen m.e. einzig und allein aus dem hx.

    werde beizeiten mal die temp. der BG messen, habe momentan nichts ordentliches dafür und müllmessungen wollen wir ja nicht.

    gruss
    andreas
     
  12. #12 gunnar0815, 22.03.2009
    gunnar0815

    gunnar0815 Mitglied

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    AW: Überhitzung von HX Maschinen

    Na wenn der HX schon zu heiß ist und dann auch noch die Brühgruppe durch ein schlecht eingestellten TS dann kann das schon über ½ L sein biss alles so halbwegs richtig ist. Fände ich aber auch ziemlich nervig so viel Wasser ablaufen zu lassen. Deswegen finde ich die Angeflanschte Systeme eigentlich besser.
    Gunnar
     
  13. blu

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    AW: Überhitzung von HX Maschinen

    hi,

    @gunnar: danke fuer die korrektur. die einzige uno, die ich in den haenden hatte ist deine und mir war die zu kuehle bruehgruppe in erinnerung.

    @anrubo: bei der cimbali wird das wasser, das in den hx gelangt vorgewaermt. bei laengeren standzeiten sind deshalb grosszuegige leerbezuege notwendig.
    die WT sind teilweise auch recht unterschiedlich dimensioniert, ausserdem unterscheidet sich bei den herstellern die einbauposition.

    kuerzlich habe ich mit meiner eingruppigen cimbali mal recht viele hochzeitsgaeste bewirtet, das funktionierte (bis auf das erwaermen der tassen) erstaunlich problemlos. die maschine hat halt fuer den heimgebrauch etwas zuviel power ;-)

    lg blu
     
  14. Sirrah

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    AW: Überhitzung von HX Maschinen

    Zu Punkt 5:
    Drossel - Thermosyphon ?
     
  15. #15 scott zardoz, 23.03.2009
    scott zardoz

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  16. #16 koffeinschock, 25.03.2009
    koffeinschock

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    AW: Überhitzung von HX Maschinen

    das gibts auf verschiedene arten: faema, und wenn ich recht erinnere, unter anderem auch brasilia, verbauen verstellbare ventile in den ts-kreislauf. im heimgebrauch ist ab und an einfach eine kleine scheibe zur reduktion zu finden.
     
  17. #17 meister eder, 25.03.2009
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    dann will ich auch mal einen versuch unternehmen:
    das wasser im hx ist grundsätzlich überhitzt. wie stark, hängt von der aktuellen flussrate und der bezugsrate ab. man müsste schon eine extrem hohe bezugsrate haben, um die wassertemperatur im hx auf die endgültige brühtemperatur zu senken. und dann wird die auslauftemperatur schon zu niedrig.

    denn, ob ts oder nicht, es gibt ein rohr vom hx-ausgang zum bg-eingang, das bei espressotypischer flussrate oder auch bei ts-zirkulation eine gewisse kühlleistung hat. wenn im hx noch 115°c geherrscht haben, sind es am bg-eingang schon nur noch 110°c (rein exemplarisch). ein längeres rohr hat eine stärkere kühlleistung. durch die temperaturdifferenz von hx und bg wird die flussrate bestimmt, und dadurch die wärmemenge, die der bg zugeführt wird. je höher die wärmemenge, desto höher wird ihre temperatur. je höher aber die temperatur wird, desto größer wird auch die an die umgebung abgestrahlte wärmemenge, wodurch sich eine gleichgewichtstemperatur einstellt, bei der zu- und abgeführte wärmemenge übereinstimmen. durch eine drossel im ts kann man die zugeführte wärmemenge und damit die gleichgewichtstemperatur im stillstand reduzieren. ich bin der überzuegung, das die korrekte mittlere temperatur (von vorn bis hinten aufsummiert) der bg leitcht unter der gewünschten brühtempreatur liegen sollte. die kann man durch drosseln und verlängerte rohre bei ts-maschinen erreichen. bei ts-losen maschinen wird eine schwächere kopplung, ein längeres rohr oder eine niedrigere gehäusetemperatur verwendet.

    ist die temperatur der bg richtig eingestellt, kann sie das überhitzte hx-wasser bei langsamer flussrate auf die korrekte brühtemperatur abkühlen. bei richtiger einstellung sorgt die dabei von der bg aufgenommene wärmemenge für eine höhere temperatur, die jetzt genau richtig ist, um den nächsten bezug genau passend abzukühlen, bei dem das hx-wasser schon ein stück kälter geworden ist. der temperaturabfall des hx ist anfangs sehr stark, nimmt aber über mehrere bezüge immer weiter ab, sodass sich auch hier eine gleichgewichtstemperatur einstellt. die beiden gleichgewichtstemperaturen müssen so eingestellt werden, dass sie bei gegebener flussrate über einen weiten bereich zu einer gleichbleibenden ausgangstemperatur sorgen.

    wenn aber der brühkopf durch ein zu kurzes zulaufrohr und einen zu großen rohrdurchmesser (ohne drossel) zu viel wärme zugeführt bekommt, sinkt zwar die hx-temperatur leicht, aber die kopftemperatur wird zu hoch. dadurch sind nun beide elemente überhitzt. will man nun eine passende auslauftemperatur realisieren, muss man einen ausgiebigen leerbezug duchführen. dabei wird ständig das hx-wasser abgekühlt, bis zu einer sehr niedrigen gleichgewichtstemperatur (durch die hohe flussrate). währenddessen strömt erst überhitztes wasser durch die bg und überhitzt sie noch weiter. erst, wenn das hx-wasser kälter wird, kann es auch die bg kühlen. bis die bgauf eine temperatur nahe der gewünschten auslauftemperatur abgekühlt ist, ist die hx-temperatur aber schon viel zu niedrig. deshalb muss man warten, bis sie auch wieder knapp über der gewünschten auslauftemperatur liegt (wegen des kühlrohrs). bei heimmaschinen ist die hx-temperatur relativ leicht veränderbar, da das hx-volumen hier eher klein ist. es wird schnell eine kühlwirkung erreicht und der hx ist auch schnell wieder auf temperatur. bei gastromaschinen ist der hx oft ein gutes stück größer, sodass beide vorgänge lange dauern (verhältnis von volumen zu oberfläche) und viel wasser verbraucht wird. ein echter barista könnte sich diese leerbezugsorgie nicht leisten.

    bei einigen maschinen ist das im ersten abschnitt beschriebene gleichgewicht im stillstand nicht gegeben, wird aber nach ein bis zwei bezügen erreicht. je nachdem, ob der kopf eher zum leichten überhitzen neigt oder zum leichten unterkühlen, kann der berista entweder einen schnellen leerbezug ohne st machen, wobei vorrangig die hx-temperatur gesenkt wird, das wasser aber wenig zeit hat, seine energie an die bg abzugeben; oder eben einen langsamen leerbezug durch einen alten, noch eingespannten puck. hierbei nimmt die hx-temperatur nicht so stark ab, dafür gibt das überhitzte wasser mehr energie an die bg ab. dadurch wird die resultierende brühtemperatur erhöht.

    besonders gut beobachten kann man diesen effekt bei maschinen mit einstellbarer preinfusion. wenn ich bei meiner maschine nach dem stillstand einen leerbzug mit eingeschalteter pumpe mache, spritzt das wasser nur so aus der dusche. wenn ich aber die pumpe abschalte und den leerbzug nur mit niedrigem leitungsdruck durchführe, sodass die flussrate ähnlich der eines espresso ist, so kommt kaum dampf aus der dusche, weil das wasser bei der niedirgen flussrate im kühlrohr und in der bg ausreichend gekühlt wird. im stillstand hat meine bg am meinem messpunkt eine temperatur von 94°c, nach einigen bezügen steigt sie auf 96°c, zumindest bei den aktuellen 1,1bar. dadurch erreiche ich fast ohne leerbezüge eine recht gleichbleibende temperatur. ich heize die bg durch einen leerbezug ohne pumpe leicht an und kann dann sofort loslegen. einen kürzeren leerbezug haben viele dualboiler auch nicht. man kann sogar ohne große einbußen direkt ohne leerbezug starten.

    gruß, max
     
  18. tilli

    tilli Mitglied

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    AW: Überhitzung von HX Maschinen

    Hallo Max, danke für die ausführliche Erklärung!

    Gibt es eigentlich irgendwo eine Aufstellung, wie groß der HX einzelner Maschinen ist, wieviel man also durchspülen müsste?

    Schönen Gruß,
    Tilli
     
  19. #19 meister eder, 25.03.2009
    meister eder

    meister eder Mitglied

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    AW: Überhitzung von HX Maschinen

    nein, ich kenne keine. es geht ja auch nicht darum, den hx-inhalt komplett zu tauschen, sondern ldiglich durch verdrängung und vermischung die temperatur um einen gewissen grad zu senken. das volumen des leerbezugs hängt von form, größe und einbaulage sowie dem kesseldruck- und füllstand, der ts-länge und des ts-durchmessers als auch der form und größe des brühkopfes, der durchflussrate und der umgebungstemperatur ab. ganz schön viele variablen, um das mal eben zu berechnen...
    gruß, max
     
  20. Stefan

    Stefan Mitglied

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    AW: Überhitzung von HX Maschinen

    Diese Diskussion hatten wir doch schon einmal... :lol:
    Das Wasser kann im Wärmetauscher doch so heiss sein wie es will - es kommt nur darauf an wie heiss es in der Brühgruppe ankommt. Einige Hersteller sorgen mit gewissen konstruktiven Kniffen (vom Kessel entkoppelte Brühgruppe, Reservoir zwischen Brühgruppe und Kessel oder ein aussen verlegter Brühgrupppenzulauf mit spezifischer Länge z. B.) dafür, dass die Temperatur an der Brühgruppe etwas niedriger ist, so dass das Wasser aus dem Wärmetauscher so weit herunterkühlt dass es eben nicht zu heiss ist/wird bei längerem Stillstand. ;-)
     
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