Самодельная система охлаждения и нагрева на основе системы ftss (ss brewtech)

Изготовление чиллера своими руками

Для быстрого охлаждения жидкости в домашних условиях чиллер можно изготовить самостоятельно. Разберёмся, как сделать чиллер своими руками.

https://youtube.com/watch?v=Rbn7h4rVK6o

Необходимые материалы

Требования к материалам для чиллера, изготавливаемого своими руками:

• хорошая теплопроводность;
• пригодность к пищевому использованию;
• возможность обработки в домашних условиях;
• прочность;
• выдерживание температуры до 100°C.

Под такие критерии отлично подходит стекло, но проблема возникает с одним параметром — возможность обработки. Силикон не подходит. Он плохо выдерживает высокие температуры и не обладает нужными параметрами теплоотдачи.

Самодельный чиллер из водопроводных труб

С какими параметрами нужно определиться:

• Диаметр трубки. Больший диаметр позволит обеспечить высокий уровень теплообмена.
• Количество витков в контуре. Чем больше витков, тем лучше теплоотдача.
• Общий диаметр витка.

При расчёте нужных параметров необходимо определиться с объёмом ёмкости, в которую будет погружаться чиллер для отвода тепла.

Диаметр витка и диаметр трубок должен обеспечивать свободное погружение и сохранение одинакового расстояния от прибора до стенок и центра ёмкости. Расстояние между витками можно делать любые, но чем ближе они друг к другу, тем больше их можно создать.

https://youtube.com/watch?v=MresSW77yNs

Для чего нужен чиллер?

Точнее сказать, для чего вообще нужен охладитель. Для этого проникнем в святая святых домашнего пивовара: технологию!

Основа пива – это сусло. Именно оно дает базовые вкус и аромат напитка. Смешивая определенные компоненты в только ему известных пропорциях, пивовар создает горячее сусло.

Это живой организм, в нем могут находиться и размножаться различные бактерии: как полезные (с точки зрения процесса), так и вредоносные. Пока температура превышает 60°, бояться нечего. Никаких «лишних» микроорганизмов в пиве не заведется.

Охлаждение сусла – работа для чиллера

Далее жидкость необходимо охладить до температуры порядка 20°. Именно в этой точке начинается ферментация напитка: по ее окончании, пиво становится пивом. К тому же, живые дрожжи нельзя засыпать в пиво, пока оно горячее – они просто погибнут.

Казалось бы, чего проще: ждем пока остынет до нужной температуры. Но за время остывания, в сусле как раз происходит массовое размножение бактерий. И засыпанные дрожжи уже не успеют переработать такое количество «живности»: пиво будет заражено.

Технология предусматривает максимально быстрое достижение температуры брожения. С этой процедурой отлично справляется чиллер для охлаждения.

Итак, сусло должно быстро остыть до 20°. Помимо регуляции количества бактерий, для этого есть еще причины:

• Пиво на этапе варения содержит диметилсульфид. Это летучее соединение выходит вместе с паром при варке. А образуется и растворяется в жидкости при медленном остывании. В результате напиток приобретает неприятный аромат (и привкус) пережжённого попкорна. Чиллер не дает возможности образовывать новые порции диметилсульфида.
• При варке сусла, образуется множество взвешенных соединений протеинов и танинов. Не вдаваясь в подробности – это мелкие лохмотья, которые делают напиток мутным. Резкое охлаждение связывает соединения в так называемый брух. Он оседает на дно емкости, и при работе чиллера находится в более-менее стабильном покое. При переливании в ферментер, осадок остается на дне.

Никакие фильтры, мембраны, ультрафиолет не помогут. Период остывания от 60℃ до 20℃, является критически опасным циклом для пива. Кроме резкого охлаждения, нет способа для остановки размножения бактерий, прекращения выброса диметилсульфида и связывания бруха.

При небольших объемах, емкость с горячим суслом (кастрюля, ведро) можно резко погрузить в ванну с холодной водой и льдом. Этот способ является кустарным, но именно к нему прибегали древние пивовары (по крайней мере, до создания чиллера).

Однако если разовый выход вашей пивоварни переваливает за 50 литров, корыто со льдом не спасет. Охлаждать пиво надо изнутри.

Вспоминаем принцип работы змеевика в самогонном аппарате: внутри спирали движется пар, снаружи – холод. Пар охлаждается, превращаясь в жидкость. Нам не требуются переходы между агрегатными состояниями жидкости. В чиллере расположен холод, который должен охлаждать пиво изнутри.

3 секрета изготовления погружного чиллера своими руками

Первый секрет — это диаметр трубки, чем больше диаметр, тем больше площадь теплообмена!

Секрет второй — это количество витков — принцип тот же

Третий секрет — это диаметр витка.

Стоит отметить, что все 3 эти параметра существенно сказываются на цене. Так что, если вы хотите сделать чиллер подешевле, то знайте, что цена не только в рублях, но и в эффективности.

Изготовление погружного чиллера своими руками.

Приступим непосредственно к изготовлению.

Предположим, у нас кастрюля имеет диаметр 32 см и высоту 30 см (маленькая, но это просто для примера)

Теперь надо определить диаметр трубки и диаметр витка.

Я бы взял трубку 10 мм а радиус витка сделал бы 1\4 диаметра кастрюли. При таких размерах будет достаточно большая площадь теплообмена и расстояние от трубки чиллера до центра кастрюли и ее стенок будет примерно одинаковым, что позволит добиться лучшего теплообмена.

Расстояние между витками можно делать любое, так что я бы сделал 2 см. Помня, что высота кастрюли 30 см, диаметр трубки 1 см, а шаг 2 см, получается 10 витков. Каждый виток, примерно 0,5 метра длины трубки, + надо поднять вверх второй конец трубки, так что на весь чиллер сделанный своими руками у нас ушло около 6 метров медной трубки, не так уж и много.

Теперь надо найти какой то предмет подходящего диаметра (Это может быть любой спиленный сучек или ствол на даче, или даже пень!) Теперь просто завиваем нашу спираль, а на концы трубки одеваем шланг. Один конец шланга подключаем к крану, второй опускаем в раковину.

Устройство чиллера для небольшой пивоварни

На самом деле, чиллер, работающий по принципу самогонного аппарата существует. Через змеевик прогоняют горячее сусло, а сам внешний чиллер погружается в холод: проточную воду или емкость с тем же льдом.

Эффективность такого прибора выше, чем кастрюля, погруженная в лохань со льдом. И все-же при движении горячего пива по трубам, мгновенного охлаждения не происходит.

Следующий этап технологии – пластинчатый чиллер. Представляет собой классический сотовый радиатор, в котором движется по трубкам сусло. Во внешней емкости, навстречу суслу, движется холодная вода. Благодаря противотоку, чиллер охлаждает пиво практически сразу. Единственный недостаток – пока горячее сусло движется по трубам к чиллеру, негативные процессы успевают сделать свое «темное и мутное» дело.

Наиболее эффективным является погружной охладитель. Это чиллер в виде спирали, в трубке которого находится хладагент. При включении теплообменника (точнее хладообменника), сусло охлаждается мгновенно.

Образования бактерий не происходит, лохмотья бруха сразу связываются и оседают на дно. А диметилсульфид в принципе не может образоваться при таком темпе падения температуры.

Диаметр трубки подбирается в зависимости от объема охлаждаемой жидкости. Существует принцип разумной достаточности: слишком толстая спираль чиллера потребует мощного холодильного агрегата.

Материал для изготовления нейтральный: как правило медь. Можно попробовать пищевой алюминий, но он слишком хрупок для таких перепадов температуры. Еще применяют трубки из нержавейки, правда они дороже чем медные и согнуть их гораздо сложнее.

Принцип работы чиллера мало чем отличается от обычного холодильника. Используется стандартный недорогой хладагент (например, фреон), холодильная установка (компрессор, испаритель, радиатор), и теплообменник: герметичная спираль.

Остывший фреон проходит по спирали, отдает холод в жидкость, и возвращается в холодильник. Там он снова испаряется, охлаждается: цикл бесконечен, пока есть электропитание.

Вопрос — ответ

Вопрос:

На чем работают чиллеры?

Ответ:

Основным рабочим веществом чиллера является хладагент. Чаще всего в качестве холодильного агента выступает фреон. Он циркулирует по контуру устройства и в теплообменнике испаряется за счёт тепла, полученного от охлаждаемой жидкости. Перенос холода осуществляется при помощи хладоносителя (вода, этиленгликоль).

Циркуляция хладагента обеспечивается компрессором, бесперебойное функционирование которого зависит от многих факторов. Таким образом, работа чиллера невозможна без холодильного агента и хладоносителя.

Вопрос:

Что лучше фрикулер (градирня) или чиллер?

Ответ:

Фрикулер обеспечивает в радиаторе охлаждение воды или другого хладоносителя до уровня тепла в окружающем воздухе. Для этого используют вентиляторы. Технология фрикулинга не предусматривает наличие компрессорного модуля. Благодаря этой особенности,  потребляют намного меньше электроэнергии, чем чиллеры.

Недостатки фрикулеров: невозможность их полноценного использования в жаркую погоду, так как охлаждение происходит до уровня температуры воздуха. Фрикуллеры легко встраиваются в имеющиеся установки кондиционирования, поэтому их удобно применять в комбинации с чиллерами, которые функционируют независимо от наружной температуры.

Вопрос:

Какие чиллеры лучше водяные или воздушные?

Ответ:

По типу охлаждения конденсатора чиллеры бывают водяными или воздушными. Устройства, в которых для этих целей используется вода, пригодны для работы в течение всего года. Они более компактны, могут устанавливаться внутри здания, но стоят гораздо дороже оборудования, где понижение температуры производится направленным потоком воздуха.

Воздушные установки, предлагаются по невысокой цене, но их монтаж требует обширных площадей для размещения всех агрегатов и модулей. Например, система охлаждения часто монтируется на улице. Это позволяет более рационально использовать место внутри здания, но снижает функциональные возможности подобного оборудования.

Вопрос:

В чем отличие чиллеров с тепловым насосом и без него?

Ответ:

Устройства, в которых установлен тепловой насос, способны не только охлаждать, но также могут отапливать окружающее пространство или обеспечивать горячее водоснабжение. Эта полезная функция позволяет применять подобные установки для обогрева больших общественных или производственных помещений. Оснащённость тепловым насосом увеличивает стоимость оборудования, но значительно расширяет его функциональные возможности.

Вопрос:

Расскажите в чем принцип действия абсорбционных чиллеров?

Ответ:

Абсорбированные устройства используют в качестве основной энергии бросовое тепло на предприятиях. В таких системах главное рабочее вещество включает несколько компонентов. Раствор состоит из абсорбента и холодильного агента. Поглотителем выступает бромистый литий, а хладагентом — вода. Она поступает в испаритель с низким давлением, откуда выходит охлаждённой и абсорбируется бромидом лития. Жидкость концентрируется в конденсаторе, и затем хладагент передаётся по трубам конечным потребителям. Абсорбированные чиллеры не имеют компрессорного модуля, поэтому потребляют минимум электричества.

Вопрос:

Какова стоимость современных чиллеров?

Ответ:

Стоимость современных чиллеров зависит от их конструкционных особенностей и мощности. Это промышленные системы кондиционирования, которые предназначены для обслуживания больших производственных или общественных зданий, поэтому цена на новые агрегаты стартует от 100 тыс. руб. Самыми дешёвыми являются маломощные мини чиллеры, а у самых дорогих выходная мощность измеряется в тысячах кВт, и их стоимость составляет несколько миллионов рублей.  Многие поставщики по требованию заказчика предоставляют расчёт стоимости после указания основных требуемых характеристик и функций.

Зачем нужен чиллер?

Давайте немного подумаем, зачем же нужен чиллер? Думаю, понятно, что основная задача чиллера — это остужать сусло, соответственно его размер и эффективность должна быть оправдана, т.к. остудить 50 литров маленьким чиллером будет, мягко говоря, непросто, и при этом, засунуть чиллер рассчитанный на 100 литров, в 5-и литровую кастрюлю, тоже будет проблематично. Так что размер чиллера должен быть соответствующим, и не только размер, но и его эффективность, очень важна!

Выбор материала для чиллера.

Если просто подумать, для чего и как применяется чиллер, то напрашиваются вполне логичные мысли:

• Материал должен хорошо проводить тепло

Хорошие варианты — это стекло, но дома мы его точно не сможем обработать, так что отбрасываем. Силиконовые шланги — плохо переживают высокие температуры, да и теплоотдача не очень. Лучший вариант — это металл.

Какой металл использовать для изготовления чиллера своими руками?

Вариантов у нас не так уж много:

Нержавейка дорогая и теплоотдача у нее не самая лучшая. Алюминий окисляется, да и вообще он вреден — так что отбрасываем. Остается медь.

Медная трубка продается в любом магазине сантехники, она обладает хорошей теплоотдачей и легко гнется. Отлично! определились!

Чиллер из медной трубки своими руками

Частные мини пивоварни сегодня далеко не редкость. Кроме того, доступность технологий и оборудования, позволяют варить этот бодрящий напиток самостоятельно.

Рецепты приготовления выходят за рамки данного материала: мы поговорим про устройство, без которого домашнее пиво можно безнадежно испортить на этапе приготовления: чиллер для пива.

По сути – это обычный охладитель, напоминающий змеевик в самогоноварении. Только действует наоборот: он сам является источником холода.

Для чего нужен чиллер?

Точнее сказать, для чего вообще нужен охладитель. Для этого проникнем в святая святых домашнего пивовара: технологию!

Основа пива – это сусло. Именно оно дает базовые вкус и аромат напитка. Смешивая определенные компоненты в только ему известных пропорциях, пивовар создает горячее сусло.

https://www.youtube.com/watch?v=ijaz6DJzZRY

Это живой организм, в нем могут находиться и размножаться различные бактерии: как полезные (с точки зрения процесса), так и вредоносные. Пока температура превышает 60°, бояться нечего. Никаких «лишних» микроорганизмов в пиве не заведется.

Охлаждение сусла – работа для чиллера

Далее жидкость необходимо охладить до температуры порядка 20°. Именно в этой точке начинается ферментация напитка: по ее окончании, пиво становится пивом. К тому же, живые дрожжи нельзя засыпать в пиво, пока оно горячее – они просто погибнут.

Казалось бы, чего проще: ждем пока остынет до нужной температуры. Но за время остывания, в сусле как раз происходит массовое размножение бактерий. И засыпанные дрожжи уже не успеют переработать такое количество «живности»: пиво будет заражено.

Итак, сусло должно быстро остыть до 20°. Помимо регуляции количества бактерий, для этого есть еще причины:

• Пиво на этапе варения содержит диметилсульфид. Это летучее соединение выходит вместе с паром при варке. А образуется и растворяется в жидкости при медленном остывании. В результате напиток приобретает неприятный аромат (и привкус) пережжённого попкорна. Чиллер не дает возможности образовывать новые порции диметилсульфида.
• При варке сусла, образуется множество взвешенных соединений протеинов и танинов. Не вдаваясь в подробности – это мелкие лохмотья, которые делают напиток мутным. Резкое охлаждение связывает соединения в так называемый брух. Он оседает на дно емкости, и при работе чиллера находится в более-менее стабильном покое. При переливании в ферментер, осадок остается на дне.

Никакие фильтры, мембраны, ультрафиолет не помогут. Период остывания от 60℃ до 20℃, является критически опасным циклом для пива. Кроме резкого охлаждения, нет способа для остановки размножения бактерий, прекращения выброса диметилсульфида и связывания бруха.

При небольших объемах, емкость с горячим суслом (кастрюля, ведро) можно резко погрузить в ванну с холодной водой и льдом. Этот способ является кустарным, но именно к нему прибегали древние пивовары (по крайней мере, до создания чиллера).

Однако если разовый выход вашей пивоварни переваливает за 50 литров, корыто со льдом не спасет. Охлаждать пиво надо изнутри.

Вспоминаем принцип работы змеевика в самогонном аппарате: внутри спирали движется пар, снаружи – холод. Пар охлаждается, превращаясь в жидкость. Нам не требуются переходы между агрегатными состояниями жидкости. В чиллере расположен холод, который должен охлаждать пиво изнутри.

Устройство чиллера для небольшой пивоварни

На самом деле, чиллер, работающий по принципу самогонного аппарата существует. Через змеевик прогоняют горячее сусло, а сам внешний чиллер погружается в холод: проточную воду или емкость с тем же льдом.

Эффективность такого прибора выше, чем кастрюля, погруженная в лохань со льдом. И все-же при движении горячего пива по трубам, мгновенного охлаждения не происходит.

Следующий этап технологии – пластинчатый чиллер. Представляет собой классический сотовый радиатор, в котором движется по трубкам сусло.

Во внешней емкости, навстречу суслу, движется холодная вода.

Наиболее эффективным является погружной охладитель. Это чиллер в виде спирали, в трубке которого находится хладагент. При включении теплообменника (точнее хладообменника), сусло охлаждается мгновенно.

Образования бактерий не происходит, лохмотья бруха сразу связываются и оседают на дно. А диметилсульфид в принципе не может образоваться при таком темпе падения температуры.

Диаметр трубки подбирается в зависимости от объема охлаждаемой жидкости. Существует принцип разумной достаточности: слишком толстая спираль чиллера потребует мощного холодильного агрегата.

Разновидности оборудования

Есть холодильные машины двух видов — с воздушным и водяным охлаждением конденсатора. Кроме того, существует чиллер, серьезно отличающийся принципом работы. Это абсорбционная модель.

Агрегаты с воздушным охлаждением

Такие чиллеры являются более популярными. Их обычно устанавливают на крышах крупных зданий. В этом случае используют возможность теплообмена между воздухом и хладагентом. Подвидов этих чиллеров существует тоже два. Есть устройства, в которых конденсатор вынесен наружу. В другом оборудовании он встроен в прибор.

1. Модели с выносным конденсатором. В них конденсаторный блок находится на некотором удалении от чиллера. Связаны оба элемента медной магистралью, в которой циркулирует хладагент. Плюс устройств — удобство, так как модуль с конденсатором можно установить в помещении. Минус — более высокая цена.
2. Чиллеры с внутренним, встроенным конденсатором. Эти модели являются моноблоками, так как все элементы находятся в одном корпусе. Их обычно монтируют на крыше здания. Недостатком такого оборудования считается сложность обслуживания, а достоинством — более низкая цена.

Если сравнивать оба вида по срокам эксплуатации, то победителями выйдут вторые модели. Выносной конденсаторный модуль в большей степени подвержен воздействию внешних факторов. Он быстрее выйдет из строя из-за осадков или механических повреждений. Отдельная магистраль — еще одно слабое звено.

Устройства с водяным охлаждением

В этом случае для переноса тепловой энергии используется любой источник. Им может стать бассейн, пруд, река либо другой водоем. В чиллерах с водяным охлаждением конденсатор тоже находится на расстоянии: его погружают в воду.

Данное оборудование менее зависит от температуры окружающей среды, поэтому его хладо- или теплопроизводительность более высока. Причина — большая теплоемкость воды, способность более эффективно отдавать/отбирать тепловую энергию.

Разница особенно ощутима при экстремально высоких/низких температурах. Принцип работы этих агрегатов не отличается от функционирования предыдущих устройств. Отличие только в среде, в которой находятся их конденсаторы.

Абсорбционные чиллеры (АБХМ)

Данные агрегаты кардинально отличаются от своих традиционных «соперников». В этих приборах не используется компрессионный способ переноса тепловой энергии, поэтому в роли хладагента выступает слабая смесь, состоящая из воды и, например, бромида лития. Двигаясь по холодильному контуру, эти компоненты непрерывно взаимодействуют. Они либо смешиваются, либо разъединяются.

Отличие от обычных чиллеров

Отличие не только в циркулирующей жидкости и ее свойствах. В абсорбционных чиллерах другой источник энергии. Если в обычных приборах для работы главного «вечного двигателя» — компрессора — необходимо электричество, то в АБХМ используется любой вид тепловой энергии. Пример — та, что выделяется на каком-либо этапе производства, является побочным эффектом.

Основные элементы абсорбционного оборудования — абсорбер, генератор, испаритель, конденсатор, насос. В составе приборов есть дополнительные элементы: это система автоматики, вентили — дросселирующие, запорные, соленоидные. В одноконтурных чиллерах используется один генератор, в двухконтурных — два.

Принцип работы

Отличие этих моделей от обычных устройств — возможность работы только в одном режиме, на охлаждение. Сначала смесь воды и бромида нагревается в абсорбере. В процессе большая часть воды выкипает, а затем по магистрали поступает в конденсатор. В нем пары жидкости быстро охлаждаются, отдают тепло и конденсируются.

Затем конденсат следует в испаритель, где снова становится паром. Эту субстанцию поглощает бромид лития, который поступает из генератора. После поглощения и смешивания компонентов образуется слабая смесь. Она подается в генератор с помощью насоса, потом «круговорот» продолжается.

Однако в последнее время производители занимаются разработкой компактных моделей, которые можно будет приобретать для кондиционирования частных домов. Есть уже первые, экспериментальные модели, но цена их пока очень высока.

Шаг 4: Поворот испарительного змеевика

Это бесспорно самая коварная часть всего процесса. Не спешите! Сделав это, вам останется, по большому счету, просто собрать все части вместе.

Как только вы снимите весь корпус и получите доступ к внутренней части прибора, нужно перевести испарительный змеевик из горизонтального положения (чертеж слева) в вертикальное, как на картинке справа.

Чтобы сделать это, вам нужно согнуть две медные трубки, прикрепленные к испарительному змеевику, и повернуть прибор так, чтобы он встал в вертикальном положении

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Делайте это очень медленно и осторожно, чтобы не перегнуть или не сломать трубки. По этим трубкам протекает охлаждающее вещество, благодаря которому прибор охлаждает

Ели вы их сломаете или перегнете, то прибор не сможет работать должным образом.

Хорошо то, что во всех оконных кондиционерах, которые я видел, мягкие медные трубки очень длинные. Поэтому осуществить эту задумку можно без особых проблем. Однако я еще раз подчеркну, что спешить на этом этапе нельзя.