Festwasseranschluss für Espressomaschinen

Wasserqualität und Härte

Bei der Wasserhärte wird unterschieden zwischen…

Karbonathärte oder temporäre Härte (KH): Calcium- und Magnesiumcarbonat, welches an Kohlensäure im Wasser gebunden ist (= Hydrogencarbonat HCO₃^–). Nur die Karbonat Härte ist verantwortlich für das Verkalken der Maschine (Kesselstein).
Nichtkarbonathärte oder permanente Härte (NKH): Anteil an Calcium- und Magnesiumionen, die an nur sehr schwer löslichen Bestandteilen wie z.B. Chloride, Nitrate und Sulfate gebunden sind. Diese spielt für die Espressozubereitung eine zu vernachlässigende Rolle.
Gesamthärte (GH): Die Summe der Erdalkalien (GH = KH + NKH).

Ideal ist also ein möglichst geringer KH Wert bei einer GH von ca. 7°dGH, da bei einer zu geringen Wasserhärte der Kaffee zu flach schmecken würde.

Bei zu hartem Wasser (Karbonathärte KH!) sollte das Wasser daher entsprechend aufbereitet werden, um ein vorzeitiges Verkalken der Maschine zu verhindern. Dies kann z.B. mit einem Wasserfilter realisiert werden.

Aber auch dies bringt bei gängigen Filtermethoden einige Probleme mit sich:

Karbonathärte-Reduktion: Entcarbonisiertes Wasser kann je nach Ausgangshärte verfahrensbedingt freie Kohlensäure (H+) enthalten, welche vorher an das Calcium- und Magnesiumcarbonat gebunden war. Durch die nun freie Kohlensäure kann sich der pH-Wert in den sauren Bereich verschieben. Diese kann vor allem das Kupfer in den Maschinen (Leitungen, Kessel…) angreifen!
Reduktion der Gesamthärte: Enthärtetes Wasser kann den Kaffee „zu flach“ schmecken lassen.

Hinweis: Viele Karbonathärte Tests messen nicht wirklich die Karbonathärte (KH), sondern stattdessen das Säurebindungsvermögen (SBV). Dadurch können falsche (bzw. zu hohe) KH Werte angezeigt werden.

Der Festwasseranschluss

Die komfortabelste Lösung ist der Festwasseranschluss. Hierdurch entfällt das lästige Nachbefüllen des Wassertanks. Um aber ein Verkalken der Maschine zu verhindern, ist ab ca. 5°dKH ein Wasserfilter im Zulauf dringend zu empfehlen!

Filterkopf
Zur Aufnahme der Filterkerze und Einstellung des Verschnitts. Meist kann ein Verschnitt nur bei Karbonathärte-Filterpatronen eingestellt werden.

Rückflussverhinderer
Falls dieser nicht bereits im Filterkopf integriert ist, ist ein Rückflussverhinderer vorgeschrieben, um Rücksaugungen in das Trinkwassernetz zu verhindern. Bei BWT ist dieser im Filterkopf integriert, bei Brita muss dieser separat installiert werden.

Filterkerze
Der eigentliche Filter. Hier gibt es bei den meisten Anbietern je nach Wasser Ausgangssituation verschiedene Filterarten:
Karbonathärte-Filter: Hier wird die Karbonathärte reduziert. Hierbei werden die Erdalkali-Ionen der Hydrogencarbonate (Calciumkarbonat und Magnesiumkarbonat) von den Säuregruppen der Ionenaustauschharze im Filter gegen Wasserstoffionen getauscht.
Gesamthärte-Filter: Die Gesamthärte wird reduziert (durch Austausch der härtebildenden Kationen gegen Natrium-Ionen).

Für weiches Wasser werden ausserdem noch Patronen zur Filterung (ohne Entkalkung) oder gar Mineralisierung angeboten.

Flowmeter
Praktisch, um den notwendigen Filterwechsel nach X-Litern abzulesen.

Spülventil
Notwendig zur Entlüftung und zum Durchspülen des Filters. Dies ist bei jedem Filterwechsel sowie nach Stilständen bereits ab einen Tag notwendig!
Bei Brita ist dieses bereits im Filterkopf integriert, bei BWT muss dies extra installiert werden.

Druckminderer
Optional, aber dringend zu empfehlen: Vor allem bei Maschinen ohne Magnetventil im Wasserzulauf liegt an vielen inneren Bauteilen ständig der Leitungsdruck an. Daher sollte dieser aus Sicherheitsgründen so niedrig wie möglich sein. Außerdem wird mit dem Druckminderer ein Schwanken des Bezugsdruck bei einer Wasserentnahme vermieden.
Hier wurde der Kompakte Druckminderer von BWT verwendet (Art-Nr.: FS00Y80A00). Klein, Regelbar, mit Manometer und 3/8-Zoll Anschlüssen.

Absperrventil
Sinnvoll zu Abtrennung der Maschine und des Wasserfilters vom Wassernetz.

Magnetventil
Dringend zur Absicherung der Wasserzuleitung und Maschine empfohlen! (siehe dort)

Entcarbonisierung oder Enthärtung?

Bei leicht hartem Wasser empfiehlt sich nur die Reduktion der Karbonathärte (z.B. BWT bestmax Premium oder Brita PURITY C Quell ST).
Ist das Ausgangswasser allerdings zu hart, kann durch die zu starke Karbonathärte Reduktion zu viel freie Kohlensäure entstehen und das Wasser deutlich zu sauer werden. In diesem Fall ist dann ist eine Reduktion der Gesamthärte die bessere Wahl (z.B. Brita Purity C Finest oder BWT bestprotect).
Bei meiner Wasserhärte war es mit einen Entcarbonisierer (BWT bestmax Premium) zu Problemen gekommen, da das gefilterte Wasser deutlich in den sauren Bereich verschoben wurde (pH Wert von ca. 5.5!). Der Verschnitt war zuerst lt. Hersteller Vorgabe auf 1 eingestellt, eine Umstellung auf 2 brachte bezogen auf den pH Wert aber leider keine Besserung.
Daher bin ich auf einen Enthärter (Brita Purity C Finest) gewechselt.
Dieser Filtert die Gesamthärte heraus, zumindest bei einer neuen Patrone vielleicht etwas zu viel. Da es sich beim Testzeitpunkt aber um einen ganz neuen Filter handelt, dürfte dies nach einiger Zeit noch etwas nachlassen. Leider hat die Verschnitt Einstellung bei den meisten Enthärtern (GH) keine Funktion, so auch bei Brita Purity C Finest und ist lt. Hersteller fest auf 0% eingestellt.
Der pH Wert ist im Vergleich zum BWT bestmax aber stabil geblieben, eher noch etwas gestiegen. Mit einem Tropfentest läßt sich der pH Wert zwar nicht auf die Nachkomma Stelle genau ermitteln, ist aber eindeutig nicht mehr sauer.

Vergleich Karbonathärte-Reduktion (BWT bestmax Premium) und Gesamt-Enthärter (Brita Purity C Finest)
Getestet habe ich das gefilterte Wasser jeweils am Spülventil mit einem Tropfentest von Sera:

Position	SOLL	IST Leitungswasser ¹⁾	IST BWT bestmax Premium ²⁾	IST Brita Purity C Finest ³⁾
ph	6,5 bis 8,5	7,24	5,5	7,5
GH (°dh)	5 bis 8	17,7	5	3
KH (°dH)	möglichst gering	12,2	4 ⁴⁾	10 ⁴⁾

1) Lt. Messwerte des Wasserversorgers
2) 3 Monate alte Filterpatrone, gemessen am Spülventil. Verschnitteinstellung lt. Herstellervorgabe auf 1
3) Neue Filterpatrone, gemessen am Spülventil. Lt. Hersteller fester Schnitt von 0%
4) Die KH Messung funktioniert nach der Filterung nicht mehr, siehe Hinweis oben!!!

Mineralwasser

Eine simple Alternative kann Mineralwasser sein. Aber Achtung: Auch viele Mineralwasser sind hart!
Welches Mineralwsser ist also geeignet? Das kann anhand der Angaben (Analyse) auf den Flaschen leicht errechnet werden:

KH = HCO3- / 61,017 x 2,8
GH = (Ca2+ x 1,4 x Mg2+ x 2,307) / 10
(alle Angaben in mg/Liter)

Magnetventil zur Absicherung der Wasserzuleitung/Maschine

Der Zulauf einer an das Festwasser angeschlossene Siebträgermaschiene sollte unebdingt über ein Magnetventil abgesichert werden!

Aber was zumindest bei E61 Siebträgermaschienen ohne Magnetventil im Zulauf noch wichtiger ist: Ohne eine Abschaltung der Zuleitung stehen viele Teile im Inneren der Maschine dauerhaft unter Leitungsdruck (Brühgruppe, Expansionsventil, Magnetventil zur Kesselbefüllung u.v.a.m.).
Dies kann z.B. bei einem hängenden Magnetventil zur Kesselbefüllung dazu führen, das der Kessel durch den Leitungsdruck überläuft und die Küche überschwemmt!

Ein externes Magnetventil kann auf zwei Arten angesteuert werden:

Über die Pumpensteuerung der Maschine (Magnetventil wird parallel zur Pumpe angeschlossen)
Das Magnetventil öffnet nur, wenn die Maschine Wasser bezieht (zur Kesselfüllung oder beim Bezug). Nur wenn die Pumpe läuft, wird das Magnetventil geöffnet.
Vorteil: Das Ventil öffnet nur bei Wasserbezug. Wenn kein Wasser benötigt wird und/oder die Maschine ausgeschaltet ist, liegt kein Leitungsdruck an. Maximale Sicherheit.
Nachteil: Keine manuelle Preinfusion möglich; Eingriff in die Maschine notwendig

Wenn die Maschine eingeschaltet ist (z.B. intern, oder extern via Schaltbare Steckerleiste oder einer Master-Slave Steckdose)
Das Magnetventil wird geöffnet, sobald die Maschine eingeschaltet ist. Der Leitungsdruck liegt dann dauerhaft an.
Vorteil: Manuelle Preinfusion möglich.
Nachteil: Ventil ist immer offen wenn die Maschine eingeschaltet ist; Magnetventilspule muss für den Dauerbetrieb (ED100%) ausgelegt sein.
Eine Ansteuerung über eine Master-Slave Steckdose ist nur möglich, wenn die Maschine im Standby ausreichend Strom zieht!

Die Installation und Ansteuerung eines Magnetventils über die Pumpe

Das Magnetventil…
Natürlich muss eine NC Version (Normaly closed) verwendet werden 😉
Vorgesteuerte Ventile benötigen einen Differenzdruck zum öffnen und schliessen. Der Leitungsdruck wirkt als Verstärker, wodurch ein Magnet mit geringer Kraft verwendet werden kann. Auch ist die Konstruktion weniger Störanfällig und für einen grösseren Druck und Durchfluss geeignet. Ohne Differenzdruck (hier: 0,15Bar) öffnet das Ventil nicht, was bei fehlendem Leitungsdruck dann aber auch egal ist. Schliessen wird es bei fehlendem Leitungsdruck auch ohne Differenzdruck, da ohne Leitungsdruck keine „Verstärkung“ zum schliessen notwendig ist.
Hinweis: Die 230V Spule des Magnetventils wird heiß (sehr heiß). Dies ist völlig normal, die Spulen sind dafür ausgelegt (bei ED100%).

Das Magnetventil kann in der Maschine parallel zum Pumpenanschluss angeschlossen werden. Sobald die Pumpe anspringt, öffnet das Magentventil.
Alle Modifikationen hierzu sind vollständig rückstandslos wieder zu entfernen.