Steuerungsvarianten

 

Basiskomponenten

 

 

Die im Folgenden beschriebenen Funktionen gibt es so in gleicher oder sehr ähnlicher Form in nahezu jeder Maschine. Deswegen stammen die Bauteile aus dem Sortiment von namhaften Herstellern, die sich teilweise oder ganz auf die Belieferung von Espressomaschinen-Herstellern spezialisiert haben.

Funktion 1

Die Maschine verfügt über einen zentralen Kippschalter zum Einschalten der Maschine. Damit geht die weiße Signalleuchte an.

Funktion 2

Der Kessel wird durch einen Druckschalter/Pressostat gesteuert.

Der Pressostat schaltet über ein Relais die Kesselheizung und die dazugehörige rote Signalleuchte leuchtet.

Zum Schutz gegen Überhitzung gibt es neben einem TÜV-geprüften Sicherheitsventil am Kessel noch ein Sicherheits-Thermostat, das bei ca. 145° den Heizstromkreis des Kessels unterbricht.

Funktion 3

Der Wasserstand im Kessel und im Tank wird durch eine Blackbox überwacht. Im Kessel ist dazu eine Wasserstandssonde montiert. Der Wasserstand im Tank wird durch eine kapazitive Wasserstandssonde überwacht, die an die Blackbox angeschlossen ist.

Funktion 4

Ist zu wenig Wasser im Tank, dann wird jede weitere Aktion seitens des Benutzers durch die Blackbox unterbunden und die blaue Signalleuchte in der Frontblende (Tank) geht aus.

Funktion 5

Ist zu wenig Wasser im Kessel, dann startet die Blackbox die Ulka-Vibrationspumpe und öffnet ein Magnetventil (das 2-Wege-Ventil) bis die Sonde wieder Kontakt zum Wasser hat.

Funktion 6

Die Maschine hat einen 2. Kippschalter für den Bezug von Kaffee/Espresso. Wird der Schalter umgelegt, wird die Vibrationspumpe gestartet und das 3-Wege-Ventil öffnet den Weg zur Brühgruppe.

XENIA B

Die passiv beheizte Brühgruppe gehört zu den Basiskomponenten, die in jeder unserer Maschinen vorhanden ist. Eine  Maschinenvariante stützt sich ausschließlich auf die Kupferbrücke zur Erwärmung (Xenia B).

Der Kessel entwickelt so viel und konstant Wärme, das es sinnvoll ist, diese Wärme nicht nur für die Tassenbeheizung zu verwenden. So schrauben wir eine Kupferplatte oben auf den Kessel, die gleichzeitig auch den Verschluss des Kessels darstellt und alle Anschlüsse aufnimmt. Diese massive Platte hat eine 40mm breite Zunge, die bis tief in die Brühgruppe hineinreicht.

Der Vorteil dieser Art von Wärme ist, dass sie sich aufgrund der ‚dahinterliegenden‘ großen Masse sehr gleichmäßig entwickelt und ausbreitet – ideal für eine Maschine deren vordringlichste Aufgabe es ist, die Temperatur für das Brühwasser konstant zu halten. Es gibt einige renommierte Maschinen, die das auch so machen und obwohl es meist ältere Modelle sind, sind sie genau wegen dieser Eigenschaft noch sehr beliebt.

XENIA H

 

 

Wie in dem Artikel passiv beheizte Brühgruppe erläutert, hat die Brühgruppe der Xenia optional zwei Wärmequellen für die Brühgruppe, jeweils mit einem unterschiedlichen ‚Wärmeprofil‘. Die massive Kupfer-Wärmebrücke sorgt für sehr konstante Wärme und synchronisiert die Brühgruppe mit dem Kessel. Und sie sorgt dafür, dass nicht alle Kesselwärme nutzlos und unerwünscht die Küche anwärmt (sprich: nutzlos verpufft).

In die Brühgruppe können zusätzlich 2 leistungsfähige Heizpatronen eingebaut werden, die sich wegen der besseren Wärmeverteilung über die gesamte Länge der Zuleitung zum Filterhalter erstrecken.

So wird die Aufheizphase durch die langsame passive jedoch thermisch sehr stabile Heizung der Kupfer-Wärmebrücke abgekürzt. Nach ca. 6 Minuten ist dadurch auch die Brühgruppe vollständig durchgeheizt. Das ist kurz nachdem der Kessel auf Temperatur gebracht wurde. Natürlich ist damit noch nicht die ganze Maschine vollständig auf Temperatur gebracht, denn es gibt ja z. Bsp. noch Kupferrohre in der Maschine. Die Maschine ist jedoch deutlich schneller an dem Punkt, an dem sie betriebsbereit ist. Und nicht immer hat man soviel Zeit dass man 30 oder 35 Minuten warten möchte, so dass eine fast vollständig aufgeheizte Maschine schon eine willkommene Sache ist.

Bei der Xenia H werden die Heizpatronen ausschließlich dazu genutzt, die Maschine schnell betriebsbereit zu bekommen.

Steuert man die Heizpatronen nur über ein Einschraubthermostat am Eingang der Brühgruppe, dann bekommt man starke Schwankungen. Diese Thermostate haben einen oberen Schaltpunkt (z. Bsp. 93°) und einen unteren Schaltpunkt, der im besten Fall dann bei 84° liegt. Unterschreitet die Temperatur am Messpunkt den unteren Schaltpunkt (84°), dann wird die Brühgruppe wieder auf den oberen Schaltpunkt (93°) aufgeheizt. Und das führt zu starken Schwankungen in der Temperatur beim Bezug (und damit auch im Geschmack).

Die Heizung der Gruppe über die an den Kessel angeschraubte Wärmebrücke ist wesentlich stabiler und lässt sich indirekt noch über die Kesseltemperatur regeln.

XENIA DP

Durch Einsatz eines PID-Reglers mit passendem Solid-State-Relais kann auf die Brühtemperatur genauen Einfluss genommen werden. Die intelligente und lernende Steuerung kann über das spezielle Relais die Temperatur mittels der installierten Heizpatronen ohne großes Überschwingen ganz genau einstellen.

Über einen PT100-Sensor wird die Temperatur der Brühgruppe genau da gemessen, wo das Wasser in der Filterhalter gelenkt wird. Dazu gibt es eine 80 mm tiefe Bohrung in der Brühgruppe:

Über diesen Weg kann die Steuereinheit das System auf die gewünschte Temperatur sehr schnell anheben (absenken dauert etwas länger). 

Parallel zur Umsetzung der gewünschten Temperatur über die Brühruppe wird die Kesseltemperatur angepasst, so dass sich auf mittlere Sicht wieder ein Temperaturgleichgewicht über den Kessel, die Wärmebrücke und die Brühgruppe einstellt. Deswegen verfügt die Steuereinheit genau genommen über 2 PID-Controller, die sich intern abstimmen.

Die PID-Controller (genauer gesagt: die Aktoren und Sensoren) werden über eine 2. Platine mit WLAN nachgerüstet und auf die Basis-Steuereinheit gesteckt (und u.a. mit den Sensoren verbunden).

 

XENIA D

 

 

Den letzten Schritt in Richtung absoluter Temperatursteuerung der Xenia kann man durch den Einbau eines zweiten kleineren Kessels (ca. 500 ml) machen. Der Kessel wird direkt hinter dem Wärmetauscher des großen Kessels und nahe an der Brühgruppe platziert. Ein zweiter PID-Regler übernimmt in Verbindung mit einem Solid-State-Relais und einer Heizpatrone die genaue Aufheizung des Brühwassers. In Verbindung mit der PID-geregelten Brühgruppe wird so eine sehr hohe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit möglich.

Diese Variante ist nachrüstbar und soll eines Tages angeboten werden. Ein Umsetzung wird zu diesem Zeitpunkt nicht versprochen.