DIY Gärschrank

[Jörg]

Hallo zusammen,

ich habe in den letzten Wochen einen Gärschrank gebaut

Hier das Ergebnis:

Das Grunddesign stand von Anfang an fest:
Kühlschrank + STC-1000 + Heizung

Die kritische Anforderung an den Kühlschrank war es, dass die Nachgärung hineinpasst - also zwei Bierkisten übereinander. Leider sind die Standardgeräte wegen der Kompressorauswölbung am Boden nicht hoch genug. Also wird es größeres Gerät. Hier passt auch gleich ein Doppel-Sud rein.

Ich habe leider relativ wenig Platz und der Wohnung und das Gerät ist etwas unhandlich, also kommt der Schrank auf Räder.
Vorher:

Nachher:

Die Heizung ist eine Tube-Heater aus UK. Die Dinger werden als Frostwächter verkauft und haben eine Heizleistung von 40 - 60 Watt.
Großer Vorteil ist, dass die Röhre einfach zu reinigen ist. Sie wird an die Rückwand geschraubt und das Kabel wird durch eine Bohrung geführt.

Neben dem STC-1000 habe ich noch zwei Schalter verbaut, mit denen sich Heizung und Kompressor abschalten lassen. Ich bin mir nicht sicher ob das notwendig ist, aber so lässt sicher verhindern, dass der Regler anfängt zu schwingen. Der Lüfter ist übrigens noch mit dem Türschalter verbunden, so dass er nur läuft, wenn die Tür geschlossen ist.

Die Elektronik kommt komplett in den Deckel. Außer dem Regler und den Schaltern sind hier noch zwei Relais verbaut, die den Innenraumlüfter einschalten wenn geheizt oder gekühlt wird.

Die Kabel werden dann durch einen Kabelkanal an der Rückseite nach unten geführt und in einer AP Dose verdrahtet.
Die Original-Schaltung ist glücklicherweise schon so aufgebaut, dass nur minimale Anpassungen notwendig sind. Der Thermostat kann einfach herausgenommen werden und alle Änderungen können hinter dem Gerät beim Kompressor erfolgen.


Als nächstes muss ich mich noch um stabile Roste und eine Befestigung für den Thermo-Sensor kümmern - und schon kann der nächste Sud an der Start gehen



Cheers, Jörg

[Hagen]

Nett gemacht! Der Lüfter ist im oberen Bild ganz oben im KS oder ist er auf den Bildern noch nicht eingebaut?
Hätte gerne nähere Infos zu dem TH.
Warum hast du so einen Schaltungsaufwand betrieben?
Lüfter/Heizung bzw. Lüfter/Kompressor hättest du doch über Stecker direkt an den Thermoschalter anschließen können?
Je nach Betriebsart einfach die Stecker von dem KS bzw. Heizung austauschen.

Den Fühler am besten in ein Gefäß mit Wasser stellen und ca. 2° unterhalb der Zieltemperatur einstellen. Dabei wirkt das Wasser als Puffermedium und die abweichende TempEinstellung gleicht die Gärungswärme in den Gärfässern aus. Passt dann ziemlich gut.

[Jörg]

Also den Aufwand habe ich betrieben weil es geht ;) Die Komplettlösung finde ich so deutlich hübscher als mit Steckern.
Der Lüfter ist ganz oben eingebaut. Der ist übrigens nicht von mir, sondern gehört zum KS.

Zur Heizung gibts nicht besonders viel zu sagen. Es ist eine Metallröhre, die einfach mit 60 Watt feuert. Eine eigene Steurung haben die - außer einem Sicherheitsschalter für die Oberflächentemperatur - nicht. Zu bekommen sind die problemlos bei ebay.co.uk
Einen mit 40 Watt habe ich hier übrigens noch rumliegen.

Mit dem Fühler teste ich noch ein wenig rum. Eigentlich wollte ich auf eine Pufferflüssigkeit verzichten und die Lufttemperatur möglichst genau steuern. Der Sud kommt dann schon nach.


Cheers, Jörg

[rmax]

Mir ist nicht ganz klar, wozu die Heizung gut sein soll. Wenn der Kühlschrank in der Wohnung steht, muß man doch selbst für OG eher noch leicht kühlen als heizen.

[Jörg]

Und jetzt kann ich auch im Winter, im Keller OG vergären!

[Duke]

Hast Du den Kühlschrank gebraucht erworben?

[Jörg]

Hast Du den Kühlschrank gebraucht erworben?

Den habe ich neu gekauft. Alles in Allem hat der Gärschrank etwa 300€ gekostet; der Löwenanteil war natürlich der KS mit 229 €


Cheers, Jörg

[Bierus]

Gefällt mir

[sommer_05]

hallo
bin gerade dabei auch einen gärschrank bauen zu wollen
229 euronen erscheint mir nicht viel für die große kiste.
welche type ist das genau und wo hast du die gekauft ?
thx armin

[Jörg]

Hi,

das ist ein Amica VKS 15110 W aus dem lokalen Marktkauf.

Die Heizung im Fußraum hat sich übrigens nicht bewährt. Die erste ist einfach durchgebrannt.
Ich vermute da muss noch eine Lüfter rein


Cheers, Jörg

[Mobilix]

Hier sollte doch eigentlich ne herkömmliche Glühlampe reichen, wahrscheinlich auch eine der kostengünstigsten Varianten.

Deine Konstruktion ist insgesamt ne interessante Lösung.

VG Daniel

[sommer_05]

hallo jörg,
danke für die antwort. habe jetzt einen indesit saa10 um 248 erstanden (ist etwas größer)
eine frage hätte ich noch. lässt du den stc1000 direkt den kompresser und die heizung schalten .
meiner kann lt beschreibung 220v/10A.
reicht das aus? oder hast du noch einen schütz/ssd o.ä dazwischen geschalten
thx armin

[schwarzwaldbbq]

230V mit 10 A sind grob 2,3 kW Leistung.

Der Kühlschrank hat geschätzt 250W, also 0,25 kW
Die Heizung lt. oben 40-60 W

LG

Joe

[schwarzwaldbbq]

das ist ein Amica VKS 15110 W aus dem lokalen Marktkauf.
Cheers, Jörg

Den gibt es auch immer wieder mal in der Metro im Angebot. Ich hab meinen für 179,00 € brutto geschossen.

Kühlt wie sau. Beim ersten Mal Kaltreifung ohne Thermostat sah es so aus:

GAU

LG

Joe

[derJochen]

Hallo Jörg,

schöne Lösung, besonders die im Deckel verbaute Elektronik!

Nachdem der Tube-Heater sich verabschiedet hat: Mit was heizt du jetzt? Einen alten Kühlschrank hab ich, bin mir nur bei der Heizung noch im unklaren, ein Heizlüfter scheint mir übertrieben wg. der Leistung (mind. 500W). Ich hatte an eine Heizmatte plus Lüfter gedacht... da der Tube-Heater aber anfangs bei dir funktioniert hat gehe ich mal davon aus das 60W reichen. Korrekt?

Grüße Jochen

[Jörg]

Hallo Jochen,

ich hatte noch einen zweiten Tube Heater :)
Den habe ich aber noch nicht fest verbaut, sondern nur weiter oben in eines der Türfächer gestellt. Bisher funktioniert es einwandfrei, beim nächsten Sud werde ich nochmal testen den Heater wieder einzubauen. Eventuell baue ich auch noch einen Lüfter mit einem Rohr über die gesamte Höhe des Schrankes ein, um eine Luftzirkulation zu erreichen.

Die Leistung mit 60W (bzw. jetzt 40W) ist vollkommen ausreichend.

Die zusätzlichen Schalter für Heizung und Kühlung haben sich auch schon bewährt, da speziell die Kühlplatte hinten im Gerät ein so große thermische Kapazität hat, dass die Temperatur für ein paar Minuten auch deutlich unter dem Soll liegen kann und damit die Heizung ausgelöst würde.


Cheers, Jörg

[DerWelcherDurstHat]

Sollen Flaschen denn nicht stehend aufbewahrt werden?

Apropos Heizung: Reiseföhn gibt es für fast-umsonst und benötigt so gut wie keinen Platz. Luftumwälzung ist ebenfalls bereits inbegriffen. Einfach ganz unten reinlegen, und Thermofühler taktisch günstig positionieren.

Mit 800 Watt, auf unterer Stufe sollte der nicht mehr als 400W erbringen.

Das kurzzeitige Überschwingen der Temperatur sollte IMHO keine Probleme bereiten: Luft hat eine geringe Wärmekapazität und Würze eine hohe. Der Thermoschalter wird also sehr schnell wieder abschalten, noch bevor das Bier etwas von der Energiezufuhr mitbekommt. Wichtig ist ja die Temperatur der Würze und nicht die der umgebenden Luft.

Für besonders ängstliche gibbet das auch mit 170W, allerdings 12V.

Ein ordentlicher Thermoschalter ist natürlich Pflicht!

[Jörg]

Hinlegen muss man sie scheinbar nur zum einfrieren

Ich muss zugeben, dass ich vor Föns einen höllischen respekt habe, da sie ohne aktive Kühlung (also das Geläse) auch in der 170W Variante ganz schnell in Flammen aufgehen können. Daher möchte ich so etwas nicht in einem geschlossenen, unbeaufsichtigen, mit Butan-Schaum(*) umgebenen Plastikschrank betreiben.

Das kurze überschwingen der Temperatur ist zwar für das Bier kein Problem, aber ich ich möchte auch nicht, das Heizung und Kühlung anfangen Hase und Igel zu spielen...





*) oder welches Gas auch immer in der Isolierung steckt; eine leicht-entzündlich-Warnung pappt jedenfalls drauf.

[DerWelcherDurstHat]

Ich muss zugeben, dass ich vor Föns einen höllischen respekt habe, da sie ohne aktive Kühlung (also das Geläse) auch in der 170W Variante ganz schnell in Flammen aufgehen können.

Der Föhn hat sowohl aktive Kühlung als auch Überhitzungsschutz. Aber Du hast natürlich Recht: bestimmungsgemässer Gebrauch ist das natürlich nicht mehr

aber ich ich möchte auch nicht, das Heizung und Kühlung anfangen Hase und Igel zu spielen...

Das hat dann aber eher was mit der Einstellung der Regelung zu tun. Die Art, wie Du die Energie hinein-/hinausbeförderst ist da zweitrangig, solange das gleichmässig geschieht (deshalb Luftumwälzung) und der Sensor das auch sauber erfassen kann bevor es zu spät ist. Steckt man den Sensor ins Bier, wird man selbstverständlich fatale Überschwinger erhalten, unabhängig von der Art wie die Energie eingebracht wird.

Den Rest muss die Regelung erbringen.

[DerWelcherDurstHat]

6.99 incl Versand mit A***** Prime. 544W auf Stufe 1. Wenn das nicht perfekt ist. Bekommt man das noch billiger hin?

[Brauknecht96]

6.99 incl Versand mit A***** Prime. 544W auf Stufe 1. Wenn das nicht perfekt ist. Bekommt man das noch billiger hin?

Das ist viel zu viel Leistung! Wenn du einen 20 L-Sud von 10 °C auf, sagen wir mal 15 °C mit einem 250 W-Fön hochfahren würdest, dauert das mindestens 2 Stunden. In der Zeit läuft der Fön a) durchgängig und b) hast du in deinem gedämmten Kasten (Kühlschrank) dann wahrscheinlich schon 50 bis 60 °C! Ich halte das für relativ gefährlich. Ein Fön ist nicht für den Dauerbetrieb geeignet. Lass mal den Fön deiner Frau eine halbe Stunde laufen. Da kannst du schon riechen, dass das nicht gut sein kann. Besonders bei so einem Billigfön.

Eine 25 W-Glühbirne ist mehr als ausreichend. Bei Kellertemperatur heizt du damit deinen Kühli ohne Probleme auf 25 °C auf. Und das mit einer Geschwindigkeit, die eine Hefe auch mag.

[DerWelcherDurstHat]

Das ist viel zu viel Leistung!

Ist es nicht...

Wenn du einen 20 L-Sud von 10 °C auf, sagen wir mal 15 °C mit einem 250 W-Fön hochfahren würdest, dauert das mindestens 2 Stunden. In der Zeit läuft der Fön a) durchgängig und b) hast du in deinem gedämmten Kasten (Kühlschrank) dann wahrscheinlich schon 50 bis 60 °C!

Das passiert nur dann, wenn Du den Thermofühler ins Bier steckst (wovor ich weiter oben ja bereits gewarnt hatte)

Bringst Du den Thermofühler hingegen so an, dass er die Luft-Temperatur misst (idealerweise in der Gegend, wo der Föhn hinbläst), dann geht der Föhn immer nur für wenige Sekunden an, bis sich die LUFT auf wenige Grad oberhalb der Soll-Temperatur erwärmt hat. Erst wenn diese Energie ins Bier übergegangen (oder in den umgebenden Raum entschwunden) ist (was durchaus mal ne Stunde dauern kann, je nach Isolierung) wird der Föhn wieder angehen.

Bier (also im Wesentlichen Wasser) hat die 3500-fache Wärmekapazität von Luft (pro Liter). Ist im Kühlschrank die Luft-Menge (in Liter) also genau so gross wie die Bier-Menge, dann wird ein Luft-Überschwinger von 3.5°C das Bier um etwa 0.001°C erwärmen. Ich denke, die Hefe sollte das verkraften...

Ein Fön ist nicht für den Dauerbetrieb geeignet.

Der ist NICHT im Dauerbetrieb! Du musst nur den Temperatur-Fühler strategisch sinnvoll anbringen. Probier es aus, wenn Du es nicht glaubst...

Steckst Du hingegen den Fühler ins Bier, dann läuft der Föhn tatsächlich im Dauerbetrieb und die Luft im Kühlschrank (sowie später auch das Bier) wird deutlich überhitzen. Davor hatte ich aber weiter vorne im Thread bereits gewarnt...

[Brauknecht96]

Das ist viel zu viel Leistung!

Ist es nicht...

Wenn du einen 20 L-Sud von 10 °C auf, sagen wir mal 15 °C mit einem 250 W-Fön hochfahren würdest, dauert das mindestens 2 Stunden. In der Zeit läuft der Fön a) durchgängig und b) hast du in deinem gedämmten Kasten (Kühlschrank) dann wahrscheinlich schon 50 bis 60 °C!

Das passiert nur dann, wenn Du den Thermofühler ins Bier steckst (wovor ich weiter oben ja bereits gewarnt hatte)

Bringst Du den Thermofühler hingegen so an, dass er die Luft-Temperatur misst (idealerweise in der Gegend, wo der Föhn hinbläst), dann geht der Föhn immer nur für wenige Sekunden an, bis sich die LUFT auf wenige Grad oberhalb der Soll-Temperatur erwärmt hat. Erst wenn diese Energie ins Bier übergegangen (oder in den umgebenden Raum entschwunden) ist (was durchaus mal ne Stunde dauern kann, je nach Isolierung) wird der Föhn wieder angehen.

Bier (also im Wesentlichen Wasser) hat die 3500-fache Wärmekapazität von Luft (pro Liter). Ist im Kühlschrank die Luft-Menge (in Liter) also genau so gross wie die Bier-Menge, dann wird ein Luft-Überschwinger von 3.5°C das Bier um etwa 0.001°C erwärmen. Ich denke, die Hefe sollte das verkraften...

Ein Fön ist nicht für den Dauerbetrieb geeignet.

Der ist NICHT im Dauerbetrieb! Du musst nur den Temperatur-Fühler strategisch sinnvoll anbringen. Probier es aus, wenn Du es nicht glaubst...

Steckst Du hingegen den Fühler ins Bier, dann läuft der Föhn tatsächlich im Dauerbetrieb und die Luft im Kühlschrank (sowie später auch das Bier) wird deutlich überhitzen. Davor hatte ich aber weiter vorne im Thread bereits gewarnt...

Du beschreibst hier die Regelung der Raumtemperatur im Kühlschrank. Nicht böse verstehen, aber das ist für die Vergärung relativ sinnfrei. Ziel ist die Kontrolle der Gärtemperatur. Das die der Würze. Die Raumtemperatur ist uns im Prinzip Wurscht (so lange die Gärtemperatur stimmt).

Wenn du nur nach der Raumtemperatur regelst, bekommst du die Übertemperatur im Gärfass nicht in den Griff. Und darum geht es bei der Gärführung eben. Du könntest deinen Sud auch in einen Raum mit konstanter Temperatur stellen. Die Würze, in dem Fall die Temperatur, macht dann aber was sie will.

... und das soll sie eben nicht.

[Jörg]

Für eine Kontrolle der Gärtemperatur ist die Kühlschranklösung aber denkbar ungeeignet. Du nimmst schließlich nur auf die Lufttemperatur Einfluss.
Einen Regler der diese Regelstrecke in den Griff bekommt muss man erstmal bauen...

Um die Gärung direkt und genau zu steuern braucht es dann schon die direkte Heizung/Kühlung mit dem Sensor im Bier und einem angepassten PID Regler.
Mir persönlich reicht es zurzeit schon vollkommen, die Lufttemperatur in den richtigen Bereich der Gärtemperatur -2°C zu bekommen.

[kaist]

Ich habe mir über die Regelungsproblematik auch so meine Gedanken gemacht und bin nach dem Prinzip "keep it simple" bei folgender Lösung angekommen:

Dreipunktregler mit Fön und Kühlschrank und einer Hysterese von 0,5°C für die Lufttemperatur. Das Regelziel wird bei mir aber durch die Differenz von Luft- zu Gärtemperatur bestimmt. Regele ich also schließlich doch die Gärtemperatur?

Die Temperaturdifferenz ist jedenfalls tiefpassgefiltert, sodass die Heizluft des Föns keine Schwingungen des Regelziels erzeugt. Die Trägheit des Gärkübels ist natürlich nochmal ein super Tiefpass für die Gärtemperatur. Also die Stabilität des Reglers ist jetzt nicht gerade mathematisch bewiesen, aber es funktioniert ziemlich gut. Ich habe beim Tuning der Parameter natürlich lieber etwas Trägheit in Kauf genommen, als das Risiko von Aufschwingen.

[Brauknecht96]

Hi Jörg,

Ich dachte, du regelst nach der Gärtemperatur?

Du hast doch alles, was du brauchst. Du musst nur den Sensor aussen am Fass anbringen (und mit einem Kissen isolieren). Fertig.

Ein PID-Regler braucht hier kein Mensch. Der STC1000 ist da schon richtig (0,3 Grad Hysterese).

[Jörg]

Nein, ich regle auch nur die Lufttemperatur. Für die Regelung der Biertemperatur ist mir das System zu langsam und die Lufttemperatur würde extrem schwanken.
Wie oben beschrieben würde ich nur auf die Biertemperatur gehen, wenn ich die Flüssigkeit auch direkt beeinflussen könnte.

Als nächstes bastle ich einen wasserdichten Temperatur Logger Mal schauen, was das Bier bei der Gärung so treibt...

[kaist]

Für die Regelung der Biertemperatur ist mir das System zu langsam und die Lufttemperatur würde extrem schwanken.

Genau das war mein Gedanke, warum ich auch nur eine adaptive Lufttemperaturregelung gebaut habe. Quasi Biertemperaturregelung light ;)

[Jörg]

Jetzt wo ich darüber nachdenke...

Man könnte natürlich zusätzlich die Lufttemperatur messen und in Grenzen halten. Dazu muss man das Verhalten der Regelstrecke aber noch genau kennen und beim Controller mehr Möglichkeiten haben als die drei Punkte vom STC.

Das könnte was für den nächsten Winter sein :)

[DerWelcherDurstHat]

Klar, die beim Gähren frei werdende Energie macht es etwas schwieriger, die genaue Temperatur zu treffen. Aber wie ich oben bereits erwähnt habe, ist das Problem hier NICHT das Heiz-Element, sondern die REGELUNG.

Eigentlich ist es gar nicht soo schwer.

Man benötigt ZWEI sensoren. Also im einfachsten Fall zwei temperaturgesteuerte Steckdosen, die in Reihe geschaltet werden. Also erste Dose in die Wand-Dose. Die zweite Dose in die erste Dose. Und den Föhn in die zweite Dose.

Der erste Sensor misst die Temperatur im Bier, ob Eintauchfühler oder am Gärfass mit Isolierung dürfte keinen soo grossen Unterschied machen. Hier wird also ermittelt, ob ÜBERHAUPT Energie zugeführt werden muss.

Der zweite Sensor misst die Luft-Temperatur und sorgt dafür, dass die Luf-Überschwinger nicht zu gross werden.

Der Föhn läuft also nur dann, wenn sowohl Bier-Temperatur als auch Luft-Temperatur kleiner als die Soll-Temperatur sind.

Die gleiche Logik kann man auch für die Kühlung verwenden. Natürlich benötigt man eine gewisse Hysterese, damit sich die zwei Regelungen nicht gegenseitig in die Quere kommen. Ich denke, 1°C dürfte für die Hysterese ein brauchbarer Wert sein.

ich bin mir sehr sicher, dass man mit dieser einfachen Logik bereits eine sehr genaue Regelung hinbekommt.

Wenn man das vernünftig umsetzt, funktioniert das selbst mit einem 2kW Heissluftgebläse. 2kW für 10 Sekunden sind 20kJ. Damit kann man einen Liter Wasser um 5°C erwärmen. Oder 50 Liter um 0.1°C.

Nochmal: das Problem ist NICHT die grosse Leistung des Föhns. Das Problem ist die REGELUNG.

[kaist]

Ja, so in der Art läuft das bei mir. Dadurch, dass ich das Temperaturgefälle zwischen Kühlschrank im mehr oder weniger eingeschwungenen Zustand messe, weiß ich, wie die Lufttemperatur aussehen muss, damit ca. die richtige Menge an Abwärme abgeführt wird.

Was den Haartrockner angeht, so habe ich die AN-Zyklus zeitlich begrenzt. Danach wird etwas gewartet, bis sich die Temperaturen wieder stabilisiert haben. Alles nicht die große ganz Regelungstechnik, aber nach ein bisschen Parameteroptimierung läuft es ziemlich gut.

Und je nachdem, welche Sensoren angeschlossen sind, wird entweder nur die Lufttemperatur geregelt (Flaschengärung) oder "adaptiv" (Hauptgärung).

[Brauknecht96]

Klar, die beim Gähren frei werdende ...

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