Zusammenhang zwischen kesseldruck und temperatur

[color=#000080ost_uid0]Hi Dirk,

Thermosyphonsysteme sind so dimensioniert, daß bei dem üblichen Durchlauf die Temperatur passt.
Die Masse des Brühkopfes verhindert dabei schnelle, große Schwankungen. Deshalb ist ein großer, schwerer Brühkopf ein Schlüsselmerkmal der professionellen Systeme, da dieser sehr träge ist.
Wenn Du dagegen eine kleiner Maschine wie die Oscar nimmst, dann ist dort das Gleichgewicht wesentlich fragiler. Deshalb kannst Du auch ne Oscar nicht ohne Deckel betreiben, da dessen Isolierwirkung mit eingerechnet ist.

Wichtig ist die richtige Kombination aus thermischer Puffermasse und Nachheizung durch Boilerkontakt (z.B. Cimbali) oder Thermosiphon (E61). Wenn das nicht sauber aufeinander abgestimmt ist, dann wird die Maschine immer die falsche Temperatur oder zu breite Temperaturschwankungen haben.

Bei einem sauber balancierten System ist der Durchfluß durch das Thermosiphon der sich aus dem Wärmegefälle im Brühkopf ergibt mit eingerechnet und das System hat im laufenden Betrieb immer die richtige Temperaur,

Siehe auch der aktuelle Thread auf Coffeegeek:
http://www.coffeegeek.com/forums/espresso/machines/37023

[quoteost_uid0]Vermutlich werden Temperaturen auch mit unterschiedlichen Reduzierungen in den Zuflüssen individuell eingerichtet.[/quoteost_uid0]
Seltenst. Die wenigsten Maschinen sind dafür ausgerichtet. Temperatur wird bei dem Großteil aller Gastromaschinen einfach über den Presostaten eingestellt.

cheers
afx



Edited By afx on 1077450955

 

[quoteost_uid0]Deshalb kannst Du auch ne Oscar nicht ohne Deckel betreiben, da dessen Isolierwirkung mit eingerechnet ist[/quoteost_uid0]

Das ist nicht korrekt. Derselbe Effekt müßte sich dann nämlich viel stärker eben bei den üblichen E61-Maschinen bemerkbar machen, da dort der Kessel nicht isoliert ist - aber auch das tut es nicht. Als ich vor einiger Zeit Messungen bezüglich Oscar mit/ohne Kesselisolierung durchgeführt habe, mußte ich sicherheitshalber auch diesen 'Störfaktor' vorher per Messung ausschließen.
Übrigens ist der Kessel der 'kleinen' Oscar mit 1,8l Volumen geringfügig größer als der der meisten E61-Typen a la Technika.
Die Konstruktion der Oscar unterscheidet sich noch in weiteren Details von anderen Thermosyphonmaschinen. Die Brühgruppe ist z. B. nicht direkt an den Kessel angeflanscht, so daß es über diesen Weg keine direkte Wärmeübertragung gibt.
Bei der E61-Brühgruppe wird die Durchflußgeschwindigkeit ->Brühgruppentemperatur über ein Einspritzröhrchen gesteuert. Dieses ist zwecks Anpassung in unterschiedlichen Querschnitten erhältlich.

Gruß
Stefan

 

[color=#000080ost_uid0][quoteost_uid0][quoteost_uid0]
Deshalb kannst Du auch ne Oscar nicht ohne Deckel betreiben, da dessen Isolierwirkung mit eingerechnet ist
[/quoteost_uid0]Das ist nicht korrekt. Derselbe Effekt müßte sich dann nämlich viel stärker eben bei den üblichen E61-Maschinen bemerkbar machen, da dort der Kessel nicht isoliert ist -[/quoteost_uid0]
Wir reden hierr von zwei verschiedenen Sachen.
Die Kesselisolierung beeinflußt den Heizzyklus der Maschine, nicht aber die Bühkopfheizung oder die Brühtemperatur.
Ich habe von dem Wärmeverlust der Brühkopfheizung und der Brükopfbeschickung beim Brühen geredet, denn hier wirkt sich die Isolierung des Gehäuses aus, eben weil nur ein relatv kleiner Brühkopf ohne direkte Kesselanflanschung verwendet wird.
Wenn der Brühkopf größer wäre und damit thermisch langsamer, so würde das System auf den Abwärme Verlust nicht so stark reagieren.

cheers
afx

 

[quoteost_uid0="afx"]
Bei einem sauber balancierten System ist der Durchfluß durch das Thermosiphon der sich aus dem Wärmegefälle im Brühkopf ergibt mit eingerechnet und das System hat im laufenden Betrieb immer die richtige Temperatur,
[/quoteost_uid0]
so sollte es eigentlich bei allen Maschinen sein.... Temperaturprobleme gibt es halt bei langen Standzeiten und dafür sind die GastroMaschinen nicht gebaut worden.

aber daß es mit deren TemperaturKonstanz(egal ob Volllast oder nicht) nicht weit her ist, zeigt die Diskussion in den Staaten bzw. auch hier im Forum( PID-Technik)
Schomer's TREUH Orgasm

Für mich ist das System Kessel/Thermosyphon irgendwie ausgereitzt und es passt halt dazu , daß man meist nur einen Parameter(Druck) hat um da was zu ändern.
Prinzipbedingt hat die Drückänderung große Auswirkungen auf das Gesamtsystem. Viele einzelne-getrennte Systeme(Trennung von Dampf-Heißwasser etc.), die man dann auch einzeln regeln oder sogar ganz abschalten kann(je nach (Mengen-)Bedarf), wäre für mich die bessere Lösung.

Ich behaupte jetzt einfach mal, daß es diese "Massigen" Maschinen mit ihren riesigen Kesseln in ein paar Jahren sowieso kaum noch geben wird und zwar nicht nur aus Material+Kostengründen.

Alex

 

[color=#000080ost_uid0]@Alex

Im Prinzip hast Du recht. Nur wie groß ist der Markt der an aktiv kontrollierten Systeme interessiert ist? Entweder die aktiven System werden deutlich billiger als die klassischen oder aber die Nachfrage kommt über Qualitätsansprüche. Zweiteres sehe ich in der Masse nicht, und ersteres würde einen großen Markt voraussetzen.
Ich denke aktive Systeme werden noch lange ein Nischenmarkt bleiben, leider ;-(

Die Risenkessel werden in der Gastronomie für den Dampf bleiben, da sehe ich auch mit aktiver Steuerung keine Chance davon wegzukommen. Außer über noch deutlich höhere Heizleistung, das würde aber überall 380V voraussetzen.

cheers
afx

 

[quoteost_uid0="afx"]Ich denke aktive Systeme werden noch lange ein Nischenmarkt bleiben, leider ;-(

Die Risenkessel werden in der Gastronomie für den Dampf bleiben, da sehe ich auch mit aktiver Steuerung keine Chance davon wegzukommen. Außer über noch deutlich höhere Heizleistung, das würde aber überall 380V voraussetzen.[/quoteost_uid0]
na ja, die VA´s, die ja momentan den "Markt beherrschen" machens uns doch vor. Wie aktive Steuerung+ Dampfbezug ohne Kessel funktioniert. Über die Qualität des Endproduktes bei den Meisten VA´s möchte ich hier jetzt nicht sprechen...
Innovationen scheinen momentan leider nur auf diesem Sektor stattzufinden. Das ein oder andere Detail, wird dann vielleicht in den SiebträgerMaschinen verwendet werden.
Alex

 

@ afx

[quoteost_uid0]...eben weil nur ein relatv kleiner Brühkopf ohne direkte Kesselanflanschung verwendet wird.
Wenn der Brühkopf größer wäre und damit thermisch langsamer, so würde das System auf den Abwärme Verlust nicht so stark reagieren...[/quoteost_uid0]

Ok, ich drücke es nochmal etwas anders/präziser aus: Der Abwärmeverlust ist so gering daß er nicht meßbar ist. Wiegesagt - ich habe es ausprobiert.

Wenn der Brühkopf größer wäre, wäre auch die Konvektionsfläche größer - so beißt sich die Katze in den Schwanz nach Deiner Theorie. Man könnte jetzt zwar die Masse beliebig erhöhen, wodurch die Trägheit zunimmt - im Gegenzug wird der Brühkopf aber auch leichter überhitzen.
Die Durchflußgeschwindigleit innerhalb des Thermosyphons ist hier so hoch gewählt, daß sich solche äußeren Störfaktoren noch nicht gravierend auswirken. Wenn es nicht so wäre, könnte man solche Maschinen z. B. auch nicht im Freien verwenden sondern nur innerhalb eines bestimmten (Außen)Temperaturbereichs. Wolfgang Haas z. B. steht Sommers wie Winters mit seiner Bezzera (mit ähnlich 'kleiner' Brühgruppe) draußen, ohne daß die Brühgruppe auskühlen würde.

Gruß
Stefan

 

[color=#000080ost_uid0]@Alex
Ich versteh den Vergleich nicht.
Der Dampf über Thermoblock ist in der Gastronomie nicht ausreichend.
In Siebträger sieht das dann wie Krups oder in besseren Fällen wie Quickmill aus.

@Stefan
Hmm, bei mir und auch bei nem Händler haben wir festgestellt, daß die Maschine bei einer Pstat Einstellung knapp unter Auslösen des Überdruck Ventils immer noch zu kalt gebrüht hat. Deckel drauf und schon war das Brühen zu heiß..

Die Konvektionsfläche steigt nicht linear mit der Masse des Brühkopfes an....
Es is sicher immer ein Balanceakt hier das Richtige Verhältnis von Masse zu Oberfläche und Durchfluß zu finden, deshalb sind die Kisten ja auch so empfindlich.

[quoteost_uid0]Die Durchflußgeschwindigleit innerhalb des Thermosyphons ist hier so hoch gewählt, daß sich solche äußeren Störfaktoren noch nicht gravierend auswirken. [/quoteost_uid0]
Ja, und anscheinend ist bei der Oscar das Gehäuse mit ein Bestandteil der Temperaturrechnung.

Wieso sich das bei den zwei Maschinen wo ich den Unterschied gesehen habe auswirkt und Du das bei Deiner Messung nicht feststellen konntest kann ich auch nicht sagen. Is etwas seltsam.

cheers
afx

 

[quoteost_uid0]Hmm, bei mir und auch bei nem Händler haben wir festgestellt, daß die Maschine bei einer Pstat Einstellung knapp unter Auslösen des Überdruck Ventils immer noch zu kalt gebrüht hat. Deckel drauf und schon war das Brühen zu heiß..[/quoteost_uid0]
Das deutet eher auf ein anderes Problem hin. Da ich gute Kontakte zu einem Händler habe, der diese Maschine verkauft, kann ich dies nämlich aus dessen Erfahrung heraus nicht bestätigen.

[quoteost_uid0]Die Konvektionsfläche steigt nicht linear mit der Masse des Brühkopfes an....[/quoteost_uid0]
Das habe ich weder bestritten noch ändert das etwas an der Tatsache daß es für dieses 'Problem' nicht relevant ist.

[quoteost_uid0]Ja, und anscheinend ist bei der Oscar das Gehäuse mit ein Bestandteil der Temperaturrechnung.[/quoteost_uid0]
Nein, nicht das Gehäuse sondern die Kesselisolierung. Das kann ich wiegesagt anhand von Messungen belegen.

[quoteost_uid0]Hmm, bei mir und auch bei nem Händler haben wir festgestellt, daß die Maschine bei einer Pstat Einstellung knapp unter Auslösen des Überdruck Ventils immer noch zu kalt gebrüht hat. Deckel drauf und schon war das Brühen zu heiß..[/quoteost_uid0]
Das ergibt eigentlich keinen Sinn. Logischerweise wird der Kessel nämlich ohne Gehäuse stärker auskühlen und die Heizzyklen erhöhen/verlängern sich dadurch. Im Umkehrschluß wird dadurch auch ein Auskühlen der Brühgruppe ausgeglichen.
Dieselbe Grundvoraussetzung hat man im ja auch dann, wenn man eine Maschine im Winter draußen betreibt. Hier ist die Umgebungstemperatur im Bereich der Brühgruppe deutlich niedriger als im Normalfall des Betriebs in beheizter Umgebung - womit wir wieder beim vorher von mir angeführten funktionierenden Beispiel sind.

Gruß
Stefan

 

[color=#000080ost_uid0][quoteost_uid0][quoteost_uid0]Die Konvektionsfläche steigt nicht linear mit der Masse des Brühkopfes an....[/quoteost_uid0]
Das habe ich weder bestritten noch ändert das etwas an der Tatsache daß es für dieses 'Problem' nicht relevant ist.[/quoteost_uid0]
Schon klar, aber Du hast behauptet daß ein größerer Brühkopf aufgrund der größeren Fläche schneller Wärme abgibt:
[quoteost_uid0]Wenn der Brühkopf größer wäre, wäre auch die Konvektionsfläche größer [/quoteost_uid0]
Da die Masse / das Volumen schneller wächst als die Oberfläche verliert der größere Körper weniger schnell Wärme in Relation zur Größe als ein kleiner, sonst würden massive Brühgruppen wohl kaum Sinn machen ;-)


[quoteost_uid0][quoteost_uid0]Hmm, bei mir und auch bei nem Händler haben wir festgestellt, daß die Maschine bei einer Pstat Einstellung knapp unter Auslösen des Überdruck Ventils immer noch zu kalt gebrüht hat. Deckel drauf und schon war das Brühen zu heiß..[/quoteost_uid0]
Das ergibt eigentlich keinen Sinn. Logischerweise wird der Kessel nämlich ohne Gehäuse stärker auskühlen und die Heizzyklen erhöhen/verlängern sich dadurch. Im Umkehrschluß wird dadurch auch ein Auskühlen der Brühgruppe ausgeglichen.[/quoteost_uid0]
Das ist unabhängig davon.
Das Thermosiphon heizt mit Kesselwasser den Brühkopf auf. Dadurch wird dem Kessel Energie entzogen. Ein isolierter Kessel braucht weniger Heizenergie um das Auszugleichen, da er beim Aufheizen weniger verliert.
Das hat aber nix mit dem erhöhten Energiebedarf der Brühgruppe zu tun wenn deren Isolierung durch das Gehäuse wegfällt.
Nachdem was ich erlebt habe ist da nun mal ein Unterschied da. Der Wärmeverlust in der Gruppe wird anscheinend nicht schnell genug ausgeglichen wenn das Gehäuse ne Zeitlang offen ist. Vermutlich ist der Rohrquerschnit im Thermosyphon zu klein.

cheers
afx

 

[quoteost_uid0]Schon klar, aber Du hast behauptet daß ein größerer Brühkopf aufgrund der größeren Fläche schneller Wärme abgibt:[/quoteost_uid0]
Das wiederum war keine Behauptung, es ist eine thermodynamische Gesetzmäßigkeit. Über eine größere Oberfläche wird immer schneller Wärme abgegeben als über eine kleine - in der Praxis wird dies in jedem Heizkörper oder Kühlkörper angewendet.

[quoteost_uid0]Da die Masse / das Volumen schneller wächst als die Oberfläche verliert der größere Körper weniger schnell Wärme in Relation zur Größe als ein kleiner, sonst würden massive Brühgruppen wohl kaum Sinn machen ;-)[/quoteost_uid0]
Das ist kein zwingender Zusammenhang, es kommt auch darauf an, wie man diese Masse verteilt. Massive Brühgruppen machen nicht unbedingt immer Sinn, es kommt auf das Gesamtkonzept an. Das ist auch der Grund, warum es für diese Massivität auch Grenzen gibt, wie schon angeführt.

[quoteost_uid0]Das hat aber nix mit dem erhöhten Energiebedarf der Brühgruppe zu tun wenn deren Isolierung durch das Gehäuse wegfällt.[/quoteost_uid0]
Beispiel Oscar - die Brühgruppe selbst befindet sich außerhalb der (wirksamen) Strahlungswärme des Kessels. Bei anderen Maschinen ist sie teilweise oder gar komplett außerhalb des geschlossenen Gehäuses zu finden. Das macht auch durchaus Sinn, da man so schonmal eine potentielle Ursache der Brühkopfüberhitzung vermeidet.
Die Isolierung des Gehäuses spielt also faktisch keine Rolle bei dieser Überlegung. ::

Gruß
Stefan

 

Die Höhe der Temperaturdifferenz hängt stärker von der Außentemperatur ab, als von der Wärmestrahlung der Maschine selbst. Die Brühgruppe befindet sich in einem Gehäusebereich, der nicht im Bereich der direkten Strahlungswärme liegt, bedingt durch die Kesselisolierung und die dazwischenliegende Trennwand. Trotz dieser Tatsache arbeitet die Maschine sowohl bei 5 oder 25 Grad Außentemperatur ohne Temperaturprobleme - das Diffusonsgefälle wird also ohne Auswirkungen ausgeglichen. ::

Gruß
Stefan

 

[color=#000080ost_uid0]@Stefan
Wenn Du zuerst in Zusammenhang mit nem Brühkopf feststellst, daß ein schwerer Brühkopf mehr Wärme abgibt und dann mit der Heizung als Vergleich kommst hinkt das doch ein wenig oder? Die Korper sind schliesslich total unterschiedlich mit unterschiedlichen Zielen geformt. Bitte etwas mehr Konsistenz in der Argumentation. So wie Du einfach nur hinschreibst ein größerer Kopf gibt mehr Wärme ab ist das einfach unsauber argumentert.

Du argumentierst mit einfacher Abstrahlung, aber das alleine reicht sowieso nicht. Wenn der Deckel runter ist, kann Luft viel schneller am Kopf vorbei strömen und damit Wärme abführen.

Solange mir keiner vernünftig erklären kann warum bei den Oscars mit denen ich zu tun hatte die Maschine merkbar wärmer brüht wenn der Deckel drauf ist als ohne, muß ich wohl bei meiner Theorie als einzig logische bleiben....
Insesondere wenn andere auf alt.coffee diese Erfahrung betätigen.

cheer
afx

 

Gaggia-User hat genau das erfaßt, was mich bislang bei diser Diskussion nicht hat teilhaben lassen - man macht sich zuwenig Gedanken über die wirklichen Auswirkungen. Wir reden hier faktisch über in der Praxis immer vorhandene Temperaturschwankungen im Bereich von 2 bis 4 Grad. Und ob man die einer der hier genannten Ursachen zuordnen kann, geschweige denn mit den genannten 'Verbesserungen' beseitigt, erscheint mir nach den bisherigen Messungen mehr als fraglich.

@ afx
Die Konsistenz war durchaus vorhanden - ich wollte damit aussagen daß damit die eigentliche Frage nicht beantwortet wird. Bei aller Theorie verrennt man sich nämlich allzugerne darin. Beispiel:
[quoteost_uid0]Du argumentierst mit einfacher Abstrahlung, aber das alleine reicht sowieso nicht. Wenn der Deckel runter ist, kann Luft viel schneller am Kopf vorbei strömen und damit Wärme abführen.[/quoteost_uid0]
Ich wiederhole es gerne noch einmal - dieser Effekt macht sich in der Praxis nicht bemerkbar. Die thermische Masse des Kopfes ist hoch genug, daß sich nur die Oberfläche (bei mir war es übrigens nichtmal meßbar...) abkühlt - denn im Kern wird er ja beheizt. Physikalisch gesehen ist Luft eher ein Isolator als ein Wärmeleiter, es muß schon extrem kalt sein, daß die Heizleistung nicht mehr ausreicht, um dies auszugleichen. ::

Gruß
Stefan

 

[color=#000080ost_uid0]@Stefan
Und wie erklärst Du dann den Effekt, daß das Teil offen kälter brüht als zu und das nicht nur bei einer Maschine?

cheers
afx