Leistungsregelung von Ringheizelement

[L-B-H-Bräu]

Hallo Miteinander!
Mein Name ist Jürgen, ich komme aus dem Mostviertl in Niederösterreich und bin neu in diesen Forum. Das hier ist meine erster Post. Ich hoffe das ich mit meiner Frage in der richtigen Kategorie bin.

Letzten Juni habe dieses großartige Hobby für mich entdeckt, und bisher 15 Sude mit zwei 34-36l Töpfen und einer Yato Kochplatte gebraut. Ich möchte aber nun auf größere Kessel umsteigen da mir die 2 bis 3 Kistn Bier pro Sud schon von Anfang an zu wenig waren. Dazu hab ich mir einen 68l Topf zum Maischen und einen 98l Topf zum Kochen besorgt. In den größeren möchte ich dieses Ringheizelement von Brewpi verbauen
https://store.brewpi.com/mashing/stainl ... eter-8500w
Ich denke das sollte von der Leistung mehr als ausreichend sein.
Aber ich bin mir noch nicht sicher wie ich dieses Ringheizelement ansteuern soll. Ich hab mir schon viele Beiträge zu dem Thema durchgelesen. Da wird immer wieder von PID-Reglern, SSR und PWM geschrieben, meist automatisiert in Kombination mit CBPi oder ähnlichem. Aber auch das man ganz einfach eine Phase wegschalten könnte. Aber das wäre denke ich auch nicht so ganz das Wahre.
Was ein SolidStateRelais weis ich, PWM kenne ich vom Regeln von Gleichstrommotoren und PID-Regler müssten, laut dem was ich ergoogelt hab, so ähnliche Teile wie z.b. das bekannte Inkbird zum Gärschrank steuern sein.
Ich möchte was haben mit dem ich die Leistung vom Heizelement einfach mit einem Drehregler einstellen kann. Das muss nicht automatisiert sein. Ich stehe beim Brauen sowieso die ganze Zeit daneben und beobachte stehts alles. Es macht ja Spaß.
Welche Teile brauche ich um sowas zu realisieren?
Das dann zusammenbauen würde ich mir schon zutrauen, ein bissl kenn ich mich als alter Bastler schon mit Elektronik und Elektrik aus.

Vielleicht kann mir da wer weiterhelfen.

Schöne Grüße
Jürgen

[JackFrost]

Für Wechselstrom kann man entweder Phasenanschnitt oder Wellenpaketsteuerung nehmen.
Die Frage ist wie ist die rechtliche Sache in Österreich.
In Deutschland darf Phasenanschnitt für Heizgeräte nur bis 200 oder 300W je nach Versorger verwendet werden, darüber nur Wellenpaketsteuerung. Meist mit einer Frequenz < 0,1 Hz. Die Vorschrift kommt nicht von der VDE sondern direkt von den Versorgern wie EON. +

Unabhängig von der rechtlichen Sache, ist die physikalische. Phasenanschnitt erzeugt Oberwellen. Die dritte Harmonische und deren ungerade vielfache löschen sich im 3 Phasensystem nicht mehr aus, sondern addieren sich. Dieser Strom kann den N des Hausanschlusses überlasten, vor allem wenn dieser dünner ist. Hat man teilweise in DE gemacht, da ja nie der gesamte Strom über den N zum Kraftwerk fließt sondern nur der "unsymetrische". Die Situation in Österreich kenn ich hier nicht. Aber alles nichtlinearen Lasten brauchen normal eine PFC die diese Belastung des Netzes unterbindet.

Phasenanschnitt ohne Netzsynchronisierung bringt auch nicht den Wert den man gerne hätte, da das Netz nie 50,00 Hz wird sich der gewählte Phasenwinkel immer etwas verschieben. Zünden bei 90° und 270 ° kann also in echt 50 ° und 230 ° sein und ein paar Minuten später wieder ein anderer Winkel sein. Der Regler wird das korrigieren, aber das "genaue" Regeln das man sich mit Phasenanschnitt erhofft hat man ohne die Netzsynchronisation eh nicht. Bei einer Wellenpaketsteuerung mit 0,1Hz kann man auf 0,1 % genau regeln da jedes 0,1 % eine Halbwelle ist. Im Mittel hat man dann die gewünschte Leistung und schont seine Installation

Eine PWM > 100 Hz führt dazu das man nicht mehr die vollen 100 % ansteuern kann sondern zwischen 0 und x % eine Lücke hat.

Wenn man das sauber machen will, ist eine Wellenpaketsteuerung mit Zerocrossing SSRs am besten. Man muss bedenken das jeder SSR einen Verlust von 1,6 - 2V hat. Macht also ca. 25W Abwärme je SSR. Die muss man sauber abführen. Wenn die SSRs zu warm werden dürfen sie nicht mehr voll belastet werden. ~75 W Abwärme sind nicht zu wenig. Also keinen zu kleinen Schaltschrank und SSRs mit Kühlkörper und ggf. Schaltschrankbelüftung. Lieber mit den 2 V rechnen, als es sich schönrechnen und dann zu warme SSRS haben die dann durchlegieren.

Gruß JackFrost

[TripelBubi]

Ich habe es so, wie du es gerne hättest.
Habe einen temperaturfühler verbaut, der bei 100 grad (wert ist einstellbar) das ringheizelement abschaltet und wenn die temperatur um 1 oder 2 grad fällt wieder einschaltet. Dazu kommt, dass das heizelement ja 3 ringe hat, deren leistung ich einzeln, also pro ring abrufen kann. Habe ein 10kw element und kann entweder mit 3,3 oder 6,6 oder eben 10kw heizen. Einstellen kann ich das über einen schalter.
Also ich nutze zum kochen die vollen 10kw und um 100grad zu halten 6,6kw.
Funktioniert ganz fantastisch, hat mir ein befreundeter mess und regel mechaniker aufgebaut.
Ich kann dir über die elektronik und wie es aufgebaut wird nicht viel erklären (habe von elektronik keine ahnung) aber ein foto könnte ich machen wie alles verkabelt ist, wenn dir das helfen würde?

Mfg, Philipp

[Kurt]

Auch nicht doof. Zweipunktregelung mit manueller Phasenweiser Leistungsstellung. Was hast du denn für Leistungsschalter? Solid State Relais oder ganz klassische Relais?

[secuspec]

Hallo Jürgen,

mit CraftbeerPi 4 und 3 Zero Crossing SSRs und dem Powered Grouped Actor geht das.Denke an die Abwärme, wie JackFrost schon perfekt beschrieben hat.

Siehe hier:

https://hobbybrauer.de/forum/viewtopic. ... 26#p457626

und dann die Erklärung dazu: https://hobbybrauer.de/forum/viewtopic. ... 53#p457653

Viele Grüße,
Steffen

[TripelBubi]

So sieht der aufbau bei mir aus. Wie gesagt kann da nichts genaueres zu sagen da ichs nicht gebaut habe und auch keinen plan davon hab. Den kumpel der das gebaut hat, sehe ich leider nicht so oft, also ich kann ihn fragen dauert aber.

Mfg. Philipp