impianto a glicole, aiuto!?

[Pie11 62]

Complimenti per il lavoro, e grazie di condividere.

[ale-75-homeb 44]

On 13/9/2022 at 13:24, Pie11 said:

Complimenti per il lavoro, e grazie di condividere.

Grazie a te! A me fa piacere condividere, sperando che possa essere d'ispirazione a qualche smanettone come me. 

Poi di solito i miei progetti fantasiosi falliscono, o hanno bisogno di notevoli ritocchi per funzionare, al punto che diventano poco "economici" (sia come prezzo che come difficoltà di realizzazione/utilizzo). Ma io sono fatto così... mi piace da matti il fai da te. Vedete nelle foto della cantina i pentoloni auto-costruiti per un impianto a gas metano, pilotato da itc 100, tipo HERMS, per cotte da 50 litri... per carità funziona, ma solo per montarlo e farlo partire ci vuole mezza giornata... quindi alla fine ho comprato un all-in-one qualunque per cotte da 23.... e uso quello.

 

Ma tornando alla gelatiera...

Ho provato una soluzione acqua-glicole al 40% (sto quasi finendo il litro per la sigaretta elettronica!).

 

Ho imparato nuove cose: la gelatiera, anche se ha un bel cestello coibentato, spinge col freddo soprattutto sul fondo e sui primi centimetri del cilindro... quindi col glicole al 40%, senza ricircolo, gela, perchè l'evaporatore va a -30 dopo un po'... e in teoria la soluzione al 40% regge fino a -22° (info trovate su internet non so quanto affidabili).

Per stare in contatto senza congelare con -30° dovrei arrivare al 50% di glicole (in teoria regge fino a -36°). Ma mi sono chiesto: chi me lo fa fare di buttare dentro tanto glicole?... la soluzione si stratifica nel contenitore: sotto fredda, sopra più calda... basta mescolare delicatamente e piano piano la crosta di ghiaccio si scioglie.

Probabilmente se si ricircola il liquido il problema non si pone, anche a diluizioni minori. Perchè tanto nell'impianto, volendo tenere una temperatura nei tubi di 10 gradi più bassa del target (questa è pura ipotesi, per ora), al massimo ho bisogno di -5°... se facessi un cold-crash -10°? bah, questo lo capirò...

Il problema è che il mio modello sono i chiller ammericani autocostruiti... molto più potenti del mio, con una enorme vasca di glicole con un ricircolo interno,  per non far gelare il tutto. La mia idea era che l'enorme serbatoio, se ben coibentato, potesse funzionare da "riserva di freddo": una volta raffreddato forse si sarebbe potuto spegnere il compressore per un po' per farlo riposare e raffreddare.

Ma il mio impianto è diverso, sia per il compressore poco potente, sia perchè ho un serbatoio piccolo e non trovo sensato scaldarlo con una pompetta di ricircolo da 5-10watt (freddarre e scaldare la soluzione acqua-glicole contemporaneamente lo trovo un controsenso).

QUINDI mi sono convinto che l'impianto può funzionare come un grosso (e poco efficiente) scambiatore di freddo: la vasca non deve servire per accumulare freddo, ma per scambiarlo con il fusto (i fusti) quando c'è bisogno di farlo.

Il compressore si accenderà quando il fusto (i fusti) avranno bisogno di essere raffreddati e poi si spegnerà, senza un serbatoio di accumulo...

Farò qualche test...

Ciao,

Ale

P.S. per chiunque voglia fare esperimenti, sconsiglio vivamente la salamoia. Mi ha corroso praticamente TUTTI i metalli con i quali è venuta in contatto: il cestello in foto ha fatto dei bollini di ruggine, tutte le viti che si sono bagnate, si sono arrugginite di brutto; persino la copertura in inox della gelatiera ha fatto bolli di ruggine.... L'unica cosa che ha retto è stato il cestello della simac 5000... per fortuna, visto che ci farò il gelato!

 

Edited September 14, 2022 by ale-75-homeb

[Pie11 62]

Ciao,

Io sto riflettendo come fare una imbottigliatrice in vera contropressione, sfruttando una pompa a vuoto che ho già (installazione di un condizionatore, la uso anche per disidratare i lieviti al posto di congelarli).

Niente roba in stile beergun che saturi di co2, una vera contropressione.

Il mio problema è su come fare il rubinetto della birra pulibile e come evitare di fare implodere le bottiglie  e keg in caso di errore di manovra.

Mi piacerebbe arrivare a fare spunding più vera contropressione.

Per raffreddare ho recuperato dei vecchi freezeer gratis, fanno benissimo il loro lavoro.

Pietro

Edited September 14, 2022 by Pie11

[ale-75-homeb 44]

Intrigante, anche se non so bene cosa intendi con "vera contropressione" visto che da ignorante pensavo che la contropressione fosse quella con la CO2... il vuoto non l'avevo letto/considrato.

Ultimamente rifuggo come la peste l'imbottigliamento... e a livello di fusti sto cercando di sfruttare 1 altro sistema: i cornelius con sacca. Non sono necessari nè il vuoto nè la CO2: ci pensa la sacca .

Ho appena infustato una quindicina di litri in un cornelius + sacca autoprodotta, di seconda mano (l'ho usata, poi sanitizzata e poi ri-riempita)... speriamo bene!

Ciao,

Ale

[ale-75-homeb 44]

Procedo molto lentamente....

sto provando a costruire una cella per un fusto. Misure esterne 50x50, internamente farò un cilindro di 30cm di diametro... il fusto è 23: in questo modo riuscirò forse ad infilarlo e sfilarlo comodamente.

Lo scambiatore di calore è questo qui: una fetta di un secchio avvolto  con il tubo del ferramenta (da pochi soldi).

Vedrò se riesco a bloccarlo nella struttura di polistirolo.

Ciao,

ale

 

 

 

Edited September 24, 2022 by ale-75-homeb

[ale-75-homeb 44]

Fattibile, ma non proprio economico... di schiuma ce ne vuole tanta e costa un botto!

Anche i pannelli di EPS non sono proprio proprio economici se si sale con lo spessore.

Devo trovare qualche informazione sul pluriball... se avesse un buon coefficiente lambda potrei riempire il tutto così...

Ciao,

Ale

Edited September 27, 2022 by ale-75-homeb

[ale-75-homeb 44]

Ok, la bozza di cella frigorifera è pronta... promemoria: prima bisogna produrre il "cestello" con scambiatore, poi avvolgerlo di pluriball, infilarlo nella scatola di polistirolo, e infine riempire i buchi con la schiuma... ho faticato non poco per riempire il tutto, per come ero partito. Farò tesoro col prossimo.

Ho provato a fare una misurazione a occhio degli ingombri e degli spazi.

Per quanto riguarda il reparto occupato dalla gelatiera, il cestello freddo lo farò arrivare circa all'altezza della cima del cornelius e espanderò un po' la cella per includerlo nella "zona fredda". Sotto isolerò una "zona calda" con dentro  compressore e condensatore, con due buchi nel mobile che permettono all'aria di ricircolare.

Sotto ancora c'è spazio per le bombole di gas:

- ci stanno due bombole di elio, caricate ad aria per i fusti con sacca, una sopra l'altra. Se caricate a 6 bar si riescono a spillare (forse) circa 5 litri (birra ipotetica a 2 bar)... un po' poco.

- non ci stà la bombola di Co2 da 5 litri... troppo lunga... e poi c'è il regolatore di pressione che sporge. ma ci starebbe la ricarica sodastream + regolatore di pressione... può essere una valida alternativa all'aria nel caso di fusto "tradizionale"?. boh!

- l'elettronica dovrebbe occupare poco spazio ed essere collocabile ovunque.

Ciao,

Ale

Edited September 28, 2022 by ale-75-homeb

[ale-75-homeb 44]

Legna ricavata da pallet... non è semplice far coincidere il tutto visto che è storta. Ma sono riuscito a mantenere un minimo margine di errore.. diciamo 1 cm qua e là?

Il "frigo" si infila e si sfila, non che serva a molto, ma mi dà l'idea di essere stato abbastanza preciso.

Le dimensioni esterne sono 75x55x86 (larghezza x profondità x altezza), il volume è di 0,35 metri cubi. Il frigo da cucina che avete visto nelle foto ne occupa 4,6. Non è un gran risparmio di spazio, ma se funzionasse potrebbe essere forse più efficiente vista la coibentazione maggiore (meno spesa per energia) e forse espandibile per raffreddare altri fusti....

Bah. Per ora mi sembra di stare spendendo di più rispetto ad un pozzetto usato nonostante i materiali di recupero. Bisogna vedere se funziona e se raggiungo lo scopo (occupare poco spazio e risparmiare energia elettrica).

Ciao,

Ale

 

Edited September 30, 2022 by ale-75-homeb

[ale-75-homeb 44]

[ale-75-homeb 44]

[ale-75-homeb 44]

Ok, sono quasi pronto per testarla in modo semi-serio... la coibentazione è quasi finita, il cestello è pronto...

Devo solo produrre una elettronica di controllo temporanea per poter pilotare il compressore, la ventola, e leggere la temperatura dalle sonde. Ne ho piazzata una dentro al cestello in fondo, ne metterò un'altra in cima per sentire la temperatura dell'aria.

[ale-75-homeb 44]

Procedo con la coibentazione... ho lasciato poco spazio per la pompa e devo capire come posizionarla. Coibentazione quasi finita.

Il controller è troppo impegnativo da fare in un tempo ragionevole.

Ho optato per un "semplice" termometro wifi con ESP32. Ho trovato qualche tutorial su randomnerd.com che faceva al caso mio, in particolare ce n'era uno per fare un webserver per visualizzare su un grafico la temperatura di 4 sonde dallas (quelle che ho io)... gran colpo di fortuna direi. 

Il coso funziona, e farò qualche test di come raffredda, mantenendo per ora l'elettronica della gelatiera.

Peccato che le temperature in cantina stiano scendendo e quindi il test sarà poco indicativo di cosa potrebbe succedere d'estate. Però mi serve per capire se più o meno funziona e quindi andare avanti, o fermarmi e portare il tutto in discarica.

Ho messo le ruote sotto al "mobile": è molto comodo da spostare... forse potrebbe essere portato in casa o in giardino all'occorrenza per spillare in loco!!

Ciao,

Ale

[ale-75-homeb 44]

[ale-75-homeb 44]

Il compressore fa un rumore tipo bimotore della prima guerra mondiale... Probabilmente la struttura fa da cassa di risonanza.

Ho riciclato un vecchio pannello fonoassorbente (acquistato negli anni 90 per isolare un PC e mai usato, perchè costava un botto e non mi attentavo ad utilizzarlo) che ho appiccicato con ignoranza (la colla è quasi decente dopo più di 20 anni!).

Progredisco anche con l'isolamento. Ho messo 1 cornicina di legno per fare da base d'appoggio per il coperchio in legno del kegerator.

Non ho ancora fatto un test "serio". Domani se c'è bel tempo come oggi (21 gradi), lo porto in giardino e faccio qualche prova.

Ciao,

Ale

[ale-75-homeb 44]

Sto facendo un test "in vivo" e non sono molto soddisfatto... pensavo a qualcosa di meglio. Ma probabilmente perchè fino ad ora avevo fatto qualche prova senza un cornelius pieno dentro... quindi le temperature scendevano molto velocemente... e per forza: raffreddavo solamente qualche litro d'aria! Invece quando si tratta di raffreddare 18 litri d'acqua o di birra le cose cambiano un po'...

Ho portato fuori in giardino il frigo, temperatura esterna 22 gradi, l'ho acceso alle 14:00 e ci sono ancora dietro a misurare...

A breve posto qualche grafico... ho fatto un pensiero di portare il tutto in discarica...

Edited October 16, 2022 by ale-75-homeb

[ale-75-homeb 44]

Mi sono rotto e la spengo.

L'ho lasciata accesa sette ore facendo 1/2 ora di raffredamento alternata a 10 min di pausa per scongelare il glicole nella gelatiera, e di nuovo mezz'ora di attività + 10 min...

il picco blu e rosso dopo le 19:00 è dovuto al fatto che ho aperto il tutto per aggiungere un po' di glicole... ma la curva gialla non è cambiata molto.

in sunto ha raffreddato un'ipotetica birra in un cornelius pieno per 18 litri, facendola passare da 24 gradi a circa 17 (delta = 7 gradi) in circa 7 ore.

Mi sono rotto: non ho intenzione di proseguire oltre... e francamente non so come possa performare alle temperaure minori che mi servono per il kegerator....

Fino a che non produco l'elettronica di controllo sono limitato a quella della gelatiera, che dopo 1 ora si spegne. Non riesco a lasciarla accesa per un paio di giorni per fare un test definitivo.

Ciao,

Ale

 

[ale-75-homeb 44]

Faccio progressi con il controller: un ESP32 che gestisce 2 sonde di temperatura digitali e tre led (che poi diventeranno tre relè per pompa, ventola e compressore).

Dopo alcune ore di debug sono riuscito a produrre un codice più o meno sensato che permette di accendere il compressore quando c'è bisogno di raffreddare, metterlo in pausa per "riposarsi" dopo un tempo da me prestabilito (mantenendo accesa la ventola), evitare che si accenda a intervalli troppo ravvicinati per non danneggiarsi.. ecc...

Ho scoperto che non ho mai imparato bene il C++ e che tendenzialmente lo odio...

Ciao,

Ale

 

[ale-75-homeb 44]

......

Controller pronto. Testato il codice e la PCB... ho scoperto che è necessario fare il debug sia del software, sia dell'hardware: tipo che ti sei dimenticato di saldare un contatto...

Non è stata una passeggiata, e ho prodotto una pcb/codice minimale: gestisce compressore, ventole e pompa per arrivare ad una temperatura target su una sonda all'interno.

Ho anche dovuto produrre un "alimentatore" che pilotasse i 12V delle ventole, i 5V dell'ESP32 e che gestisse anche la 220V del compressore, tramite una scheda da 4 relè per arduino, che ho inserito dentro al "coso" di metallo dietro (si vedono i led rossi accesi della scheda) che contiene l'alta tensione.

 

Oggi che ho un po' di tempo libero lo sto testando di nuovo dal vivo con 18 litri d'acqua dentro al keg, in sala che ci sono 21 gradi, più che altro per vedere oltre alla capacità freddante, anche che non si blocchi/esploda...

L'ho acceso alle 10 di mattina. Questa sera avrò qualche dato in più... vorrei lasciarlo acceso tutta notte ma devo trovare il coraggio!!! (e se va a fuoco???)

Ciao,

Ale

[ale-75-homeb 44]

Nada!

Funziona fino ad un certo punto (ha abbassato la temp nel cornelius da 17 a 10 in circa 7 ore), poi il glicole inizia a gelare e nonostante le pause (30 minuti acceso, 10 minuti spento) rimane gelato al punto da ostacolare il ricircolo nella pompa, che rallenta via via che il fluido diventa più viscoso/gelato...

Tutto da rifare: proverò a mettere una sonda di temp dentro al glicole per fermare il compressore quando la temperatura scende sotto una certa soglia... e/o aumentare il rapporto glicole/acqua.

La discarica si sta avvicinando!

Ciao,

Ale

Edited November 1, 2022 by ale-75-homeb

[ale-75-homeb 44]

La notte ha portato consiglio? boh,,, Ma la sonda che ho piazzato dentro al glicole mi ha aperto a nuove riflessioni...

Non ha senso raffreddare a cavolo il glicole, come stavo facendo, preoccupandomi solamente di spegnere il compressore ogni mezz'ora per farlo raffreddare un po' e poi riaccenderlo qualora il keg non fosse arrivato alla temperatura desiderata...

In questo modo il glicole nel cesto si fredda tantissimo... prova ad ad arrivare a  -31°, cioè alla temperatura dell'evaporatore. Non ci arriva perchè interviene il congelamento (e si ferma a -15 o -20 (dipende dalla diluizione fatta).

Il glicole più freddo è e più diventa denso, rallentando fino a quasi bloccare la pompa, una "solar qualcosa" beige, ottima pompetta che non trovo più in giro a prezzi decenti... i cinesi avranno finito le scorte.

Sto quindi riformulando la logica del controller: proverò a basarmi sulla temperatura del glicole nel cestello della gelatiera e quindi a fermare il compressore quando raggiunge la temperatura desiderata. Sui forum americani ho letto che mantengono il glicole circa a -10° rispetto alla temperatura da raggiungere nel fermentatore.

Ipotizzando di conservare i fusti a 7°, potrei tenere il glicole a -3°?  Devo sperimentare... per vedere se la pompa continua a lavorare bene o no. Devo anche capire se lo "scambiatore" (il mezzo secchio avvolto nel tubo di gomma) ci sta dietro e riesce a raffreddare l'aria e quindi il keg in un tempo ragionevole.... vedrò. L'impressione è che lo scambiatore si mantenga circa 2-3 gradi sopra alla temperatura del glicole, il che forse non sarebbe male, ma poi c'è il passaggio ulteriore: scambiatore-aria-keg.

In sostanza i controlli devono essere due:

- gestire la temperatura del glicole

- fermare il tutto quando si arriva alla temperatura desiderata nel keg (o nell'aria del frigo).

La discarica per ora può attendere, ciao,

Ale

[ale-75-homeb 44]

ho le idee sempre un po' più chiare pur non riuscendo a capire cosa eventualmente si possa migliorare prima del passaggio in discarica.

Ho capito che il cestello della gelatiera è un pessimo scambiatore di calore... in primis perchè l'evaporatore è tarato per arrivare a -30 (tanta delta-T!) e scambia solo sul fondo, quindi la superficie di scambio è molto poca. Praticamente il tutto funziona bene quando il glicole è caldo. Ma quando il sistema inizia a scendere di temperatura e il glicole ritorna a -5 gradi... allora iniziano le gelate!

Una possibile soluzione potrebbe essere quella di aumentare l'efficienza dello scambiatore attorno al keg (il tubo avvolto al secchio)... se faccio più giri di tubo, il glicole può cedere più freddo all'aria che circonda il keg, e tornare quindi più caldo nella gelatiera, così da contrastare il congelamento sul fondo.

Ok... ma questo comporterebbe una parziale demolizione del "coso" e una ricostruzione... devo valutare....

La conseguenza di quanto esposto sopra, è una bassa velocità di raffreddamento dell'acqua/birra nel keg. e uno scarso utilizzo del compressore, che si spegne troppo spesso per non congelare il glicole.... già è un compressore poco potente (90W), se resta acceso 15 minuti e poi deve spegnersi per altri 10 minuti (per evitare i congelamenti), la resa del sistema è decisamente più scarsa rispetto ad  un compressore che riesce a restare acceso 1 ora e si ferma per 10'...

 

 

[eamaxb 90]

Mi rendo conto che potrebbe essere meno semplice e più dispendioso, ma se usassi un tubo in rame da avvolgere intorno al keg? La gomma non conduce molto meno il calore?

[Pie11 62]

Grazie per gli aggiornamenti. È interessantissimo seguirti

[ale-75-homeb 44]

13 hours ago, eamaxb said:

Mi rendo conto che potrebbe essere meno semplice e più dispendioso, ma se usassi un tubo in rame da avvolgere intorno al keg? La gomma non conduce molto meno il calore?

Mah, ci vorrebbe qualcuno che faccia due calcoli con cognizione di causa PRIMA di costruire il tutto, ma io non sono in grado quindi vado a tentoni.

La scelta della plastica viene dal basso costo e dalla convinzione (errata) che bastasse uno scambio anche poco efficiente visto che ho tanta coibentazione attorno (quindi il freddo non si perde verso l'esterno del kegerator), e che con la lunghezza di tubo che ho messo ne avrei avuto più che a sufficienza (e invece forse non è così).

L'altra cosa che temevo è che scambiando meglio il rame mi si gelasse tutto (con la condensa) come fanno i tubi di alluminio che ho scoperto nel frigo (quelli della cella freezer delle foto sopra)... quando devo fare cold crash dopo un po' sono foderate di ghiaccio (che è isolante). Quindi pensavo a superfici ampie di scambio (il secchio, che pensarci bene non è poi così ampia se rapportata a quella del frigo) con temperature non bassissime del glicole dentro.

Purtroppo ho verificato empiricamente che con quella superficie di secchio e con quella quantità di tubo, il raffreddamento è decente fino a 8-9 gradi dentro al keg... per farlo scendere oltre devo abbassare la temperatura del glicole, il che poi fa rallentare la pompa... e gelare la condensa sulla superficie del secchio.

Se riesco ad estrarre il secchio senza demolire tutto, e poi a infilarlo di nuovo, provo a fare un mega avvolgimento di tubo di plastica, da cima a fondo del keg... sarà almeno il doppio di lunghezza, forse due volte e 1/2.

La speranza è che più superficie, anche se plasticata, equivalga a più freddo ceduto senza bisogno di abbassare troppo la temp. del glicole... la speranza è anche che il ritorno meno freddo nella gelatiera eviti un po' di più le gelate.

... ci vorrebbe 1 ingegnere o un fisico che sappia "astrarre" i fattori in gioco e fare due calcoli per prevedere in qualche modo il comportamento del "coso".

Ciao,

Ale

[Pie11 62]

Se ti servono due calcoli della conduttivita termica del tubo in plastica te li posso fare. Basta che mi dai il materiale, lo spessore, il diametro e la lunghezza e la differenza di temperatura.