Leistung Heizelement 6kW 3Ph regulieren

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Webgestalt
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Leistung Heizelement 6kW 3Ph regulieren

#1

Beitrag von Webgestalt »

Hallo liebe Braufreunde,

Immer wieder spannend, wie inspirierend, konstruktiv und wissend das Forum hier ist.

Mich quält immer noch das ,Problem‘ mit meinem Heizelement.
Kurz das Setting. Im Boil-Kessel 100l ist ein 3-Phasen 6kW Heizelement verbaut. Nun soll man den Hopfen ja wallend kochen. Das Element scheint zu stark zu sein, denn beim kochen gibt es 30 cm hohe Fontänen. Nach dem letzten Schwarzbier war es in der Brauküche entsprechend sichtbar. Was für eine Schweinerei.

Gibt es eine sinnvolle und bezahlbahre Lösung für die Leistungsreduzierung. Ich dachte an Phasenanschnitt. Jedoch finde ich keine bezahlbare Lösung. Ideal wäre eine Box mit CEEE Stecker und Dose, welche ich zwischenschalten kann.

Freue mich über Feedback und Erfahrungen.

Cheers
Martin
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DerDerDasBierBraut
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Re: Leistung Heizelement 6kW 3Ph regulieren

#2

Beitrag von DerDerDasBierBraut »

Schalte doch einfach per Schütz eine Phase ab, sobald das Kochen beginnt.
Phasenschnitt bei 3x2KW wird teuer...
"Da braut sich was zusammen ... "
"Oh, Bier ;-) !"
"Nein! Was Böses!"
"Alkoholfreies Bier??? ..."
-----------
Viele Grüße
Jens
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Re: Leistung Heizelement 6kW 3Ph regulieren

#3

Beitrag von Webgestalt »

Hi,

daran habe ich auch auch gedacht. Schien mir zu einfach zu sein.... Idee waren drei Schütze ...ist das in DE zulässig?
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secuspec
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Re: Leistung Heizelement 6kW 3Ph regulieren

#4

Beitrag von secuspec »

Ein 3 Phasen SSR, gepulst über einen PID Regler, oder automatisiert z.B.mit CraftBeerPi geht aber auch. Über die an/aus Pulsweite lässt sich das ganz gut regeln.

Sowas hier z.B.
https://store.brewpi.com/3-phase-solid- ... ay-ssr-20a
oder
https://www.pohltechnik.com/SSR-Relais/ ... ::611.html

Viele Grüße,
Steffen
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Alien_TM
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Re: Leistung Heizelement 6kW 3Ph regulieren

#5

Beitrag von Alien_TM »

Servus Webgestalt

Falls du deine Heizstäbe einzeln mit L und N angeschlossen bzw, eine Sternschaltung mit N hast, darfst freilich die Phasen einzeln schalten. Noch einfachere Möglichkeit wären 3 Sicherungsautomaten (B16) dazwischen. Je nach Bedarf kannst du dann zu und wegschalten.

Die (elegante) Lösung mit SSR kannst du dann immer noch nutzen. Denk aber bitte dran, dass du die Wärme des SSR abführen musst. Laut dem Datenblatt ca 1,5W pro Ampere: bedeutet du musst 40-50W Wärme dauerhaft abführen können -> großer Kühlkörper + ggfs Lüfter

...Alex
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diapolo
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Re: Leistung Heizelement 6kW 3Ph regulieren

#6

Beitrag von diapolo »

Morgen,
Wenn du eine phase abschaltest um der Neutralleiter angeschlossen hast kann es zur überlastung des Neutralleiters kommen. Bei einer neuen Hausindtsllation kein Problem da 2,5mm2 aber in einer älteren Installation sind es nur 1,5mm2 und da wirds kritisch...wenn kein neutralleiter angeschlossen ist und du eine Phase kappst reduzierst du die Leistung um 2/3

Mfg

Bernd
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markrickenbacher
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Re: Leistung Heizelement 6kW 3Ph regulieren

#7

Beitrag von markrickenbacher »

Hi Martin

Du wurdest von meinen Vorgängern bereits sehr kompetent beraten. Ich gebe noch meinen Senf dazu, da ich vermutlich fast das gleiche Set-Up habe wie Du. 100 Liter Maischpfanne mit 6kW Heizelement und 150 Liter Kochpfanne mit 8kW Heizelement. Ich koche manchmal auch in der Maischpfanne.

Ich kontrolliere die Heizelemente via den von Steffen gelinkten SSR Relais, PWM und einer eigenen PID Regelung. Das ist eine super Sache und funktioniert sehr gut. Ich empfehle Dir unbedingt eine stufenlose Einstellung der Heizleistung via SSR Relais und glaube, dass Du mit dem stufenweisen Wegschalten von Phasen nicht glücklich wirst. Ich stelle selbst immer wieder fest, dass ich die Pulslänge und Periodendauer immer wieder leicht verändere bis es genau passt.

Die Lösung von mir oder auch jene von CraftBeerPi entspricht weit mehr als einer Leistungskontrolle. Hier wird über eine Regelstrecke versucht eine Präzise Temperatur getroffen zu werden (möglichst ohne Unter- und Überschwingen). Das ist beim Maischen sehr bequem aber beim Kochen nicht zwingend. Wenn Du dich mit Regelungstechnik nicht so auskennst und auch mit dem Raspi keine Erfahrung hast, dann könntest Du vielleicht folgendes Setup wählen:

60A SRR 400VAC mit 230VAC Steuerspannung!
https://de.aliexpress.com/item/TSR-60AA ... autifyAB=0

Zeitrelais, welches in der Funktion D einstellbare Pulse ausgibt. Dieses hängst Du an den Steueranschluss des SSR. Mit dem Schraubenzieher kannst Du dann bequem die Pulsfrequenz einstellen. z.B. 1 Sekunde an, 1 Sekunde aus entspricht dann 50% Heizleistung.
https://de.aliexpress.com/item/3-Kn-pfe ... autifyAB=0

Wichtig / Gefährlich:
Ich habe dieses Setup noch nie versucht, das müsste aber gehen. Ziehe unbedingt einen elektrisch Sachverständigen bei! Ich bin auch der Meinung, dass Du keinen Kühlkörper für das SSR brauchst, weil a) Du ein 60A SSR hast und nur mit ca. 20A belastest und b) das Zeitrelais eine relativ tiefe Schaltfrequenz hat, sprich wenig Schaltvorgänge pro Zeiteinheit. Meine SSRs werden nicht mal handwarm. Bewerte diesen Tipp aber kritisch und wenn Du das so machst, bleib beim brauen immer in der nähe der Anlage!

Guss, MArk
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Re: Leistung Heizelement 6kW 3Ph regulieren

#8

Beitrag von Webgestalt »

Hi,

Danke für den ganzen Input. Aktuell schaltet ein Schütz, der den Drehstrom schaltet. Empfehlung von meinem Elektriker. Das funktioniert nahezu gar nicht. Hatten erst einen CBPi dran, Schalten verzögert, Autotune funktionierte für die PID Parameter gar nicht, intervallsteuerung ging so lala. Will jetzt mit konkreten Vorschlägen auf den Fachmann zugehen.

SSR und PMW - wie sieht die Schaltung aus? Wollen die Controllbox von CBPi auf das Elegric Brewery Konzept umrüsten. Da aber auch wieder mit Schütz. Scheint eine nicht optimale Idee zu sein.

Kannst Du mir, Mark, eine Skizze deines jetzigen Setup Schiecken?

Cheers
Martin
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secuspec
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Re: Leistung Heizelement 6kW 3Ph regulieren

#9

Beitrag von secuspec »

Jedes Mal ein sattes KLAlCK eines mechanischen Schütz nervt irgendwann. Das störte manchmal sogar am Pressostaten meiner professionellen La Marzocco Espressomaschine, weswegen eben genau darum auch dort inzwischen ein SSR lautlos seinen Dienst tut.
Mit SSR und LANGSAMER PWM klappt das eigentlich prima.
Ob Du das SSR jetzt mit CbPi oder einem PID Regler wie bei Electric Brewery ansprichst ist relativ egal. Es kommt darauf an wie Du Über- und Unterschwinger bei der Temperatur so klein wie möglich hältst. Da ist CbPi sogar am flexibelsten weil Du das sehr fein tunen kannst.
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markrickenbacher
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Re: Leistung Heizelement 6kW 3Ph regulieren

#10

Beitrag von markrickenbacher »

Hi Martin

Ich denke ein Blockschaltbild meiner Lösung bringt Dir nicht viel. Wie gesagt verwende ich eine eigene SPS und eine eigene Software. An der SPS werden die Temperaturen der Kochpfanne, Maischpfanne und die des Gärtank entgegengenommen (3 x Analog Input, 3 x PT100). An der SPS werden dann die Ausgänge direkt auf die Steuereingänge der SSR Relais verdrahtet (3x digitaler Ausgang 24VDC). Zwischen den Ein- und Ausgängen läuft in der Software die Logik der Temperaturregelung. Mein persönliches Fazit betreffend Regelkette ist, dass das System aufgrund der hohen Masse (Maische/ Würze / Jungbier) so träge ist, dass auf eine PID Regelung locker verzichtet werden kann und ein einfacher Zweipunktregler genügt.

Wenn ich dich korrekt verstehe geht es Dir aber nur ums Kochen, respektive eine Leistungskontrolle des Heizelements in der Kochpfanne, so dass ein wallendes Kochen erreicht wird und nicht mehr. Deswegen habe ich Dir ja die beiden oberen Links gesendet, mit diesen beiden Bauteilen kannst Du für ca. 30 Euro die Leistung Deines 6kW Heizelements nach belieben kontrollieren, ohne das Du eine SPS oder einen Raspi usw. brauchst.

Gruss, Mark
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