Перейти к публикации
Stouk

Мини криогенная установка своими руками

Рекомендованные сообщения

...или для настоящего чипмейкера нет ничего невозможного.

Начну издалека.

Мое увлечение станками началось, как это ни странно,.. с яблок!
В один из особенно урожайных на яблоки годов, когда смотреть на горы гниющей падалицы стало совсем невмоготу, я решил из оставшихся еще живых яблок сделать сидр!
Сидр получился очень вкусным, но делать сок на бытовой соковыжималке было очень тяжко.
Купил ручной пресс для сока, но измельчать яблоки в комбайне и крутить ручку пресса было также непросто.
Решил сделать мощный измельчитель и приладить к прессу гидроцилиндр.
И... когда с огромным трудом и за большие деньги сделал пару жалких переходных деталей для гидроцилиндра понял, что стоит купить токарный станок и делать все необходимое самому.
Ну и понеслась, ТВ7, НГФ, СФ-67, 16К20, оснастка, инструмент, мастерская... В общем, типичный диагноз чипмейкера.

Но речь сейчас не об этом - вводная часть была нужна, чтобы уважаемые коллеги поняли, как связан предмет сегодняшнего поста с чипмейкерским форумом.

Итак, увлечение изготовлением сидра дошло до приличных объемов в пару сотен литров в год и классической технологии шампанизации в бутылках.
Одним из шагов классической технологии шампанизации является дегоргаж.
Это странное слово означает удаление из бутылок осадка, скопившегося в них во время дображивания, карбонизации и осветления после розлива.
Современная технология предполагает замораживание горлышек бутылей со скопившемся в них осадком - так осадок легче удалять без лишних потерь продукта.

Для реализации этой идеи сначала я соорудил небольшую холодильную установку на базе элементов Пельтле.
Увы, эффективность и производительность этих элементов невелика, поэтому и установка получилась слабенькой и не позволяла быстро охлаждать необходимое количество бутылок.

Поэтому было принято решение делать нормальную взрослую установку на базе холодильного компрессора.

Разбалованный нашим форумом, я пошел за советом на форум холодильщиков.
Увы, вместо советов я получил только снисходительные насмешки собравшихся там самодовольных "професисоналов".

Плюнул на них, обложился книгами, статьями, мануалами и начал изучать тему.
Прочитав от корки до корки библию холодильщиков - Котзаогланиана - приступил к проектированию и поиску необходимых компонентов.

От идеи использовать компрессор от старого бытового холодильника отказался достаточно быстро - небольшая мощность и сложность обвязки перечеркивала все преимущества условно-бесплатного компрессора.

И тут удача мне улыбнулась, и на авито мне попалась пара небольших демонтированных конденсаторных блоков (condensing unit) от какого-то торгового оборудования, с фреоном R134a и R502. Выбрал второй вариант, из-за того, что установки на базе R502 более низкотемпературные, а также из-за того, что R502 можно без особых проблем заменить на все еще распространенный R22.
В блоке был компрессор Tecumseh CAE4450E, конденсатор, жидкостный ресивер, смотровое стекло, фильтр и пара сервисных вентилей.
Все это компактно смонтировано на небольшой металлической платформе.

0sm.thumb.jpg.85162ae552d8e79c87783036a855c411.jpg

Привез блок к себе, отмыл, отчистил, ревизировал и начал собирать остальные необходимые компоненты: новый фильтр, термораспределительный вентиль (ТРВ), дополнительный вентиль, реле низкого/высокого давления, манометры, термометры, термостат и кучу фитингов, штуцеров, гаек и других мелочей.
Попутно закупил горелку, припой для алюминия (для испарителя) и для меди (для всей остальной упаковки).
К счастью, вакуумный насос, медная трубка, вальцовка, и заправочная станция с манометром на хозяйстве были.

Пока компоненты ехали, научился паять алюминий  (припой для алюминия Castolin 192FBK рулит! Китайские аналоги с алиэкспресса чуть похуже, но в три раза дешевле) и медь (после того, как научился паять алюминий, научиться паять медь не просто, а очень просто).
Спаял испаритель из купленных на барахолке алюминиевых змеевиков (спасибо нашему коллеге Механик71) и трубок, заказал емкость из полипропилена и каркас из алюминиевого профиля по своим размерам, выточил переходные штуцеры между алюминием и медью из нержавейки, выточил проходные уплотнения для емкости и сделал еще кучу всяких нужных мелочей.

1sm.thumb.jpg.c8fc3dc3e4f99a19873e8cc09acebd84.jpg

Потом собрал все это добро вместе, смонтировал электрику, подключил все манометры-термометры, опрессовал, громко выругался, разобрал, перепаял в паре мест алюминий и медь, снова собрал, опрессовал, вакуумировал и начал заправлять установку фероном.

2sm.thumb.jpg.061c11d44e5ddecec4bb492202ff5348.jpg3sm.thumb.jpg.086b68b4ba56bfafe8b755760fdb9751.jpg

Поначалу все шло хорошо, компрессор качает, холод образуется... и так минут пятнадцать, пока компрессор не отключился термореле по перегреву.
Пришлось опять громко выругаться и доливать в компрессор масло, уровень которого я забыл проверить, и соответственно, забыл долить.

И... все заработало как надо!
Конечно, пришлось регулировать ТРВ, но тут тоже все прошло гладко и получилось с первого раза - открыл, посмотрел на пульсации, немного закрыл и все.
Установка бодро выходит на режим (без проблем, благодаря ТРВ с МОР на -10 градусов), держит свои -25 градусов, отключается и включается термостатом.
За счет наличия крана перед ТРВ установку можно отключать с вакуумированием испарителя и потом включать, не опасаясь гидроудара и масляного голодания компрессора.

4sm.thumb.jpg.4861c1316e016bb140131162869d8645.jpg5sm.thumb.jpg.36e25e1cd94bc7931e6de10aaf2ccb15.jpg6sm.thumb.jpg.fc6f4c7a2bf62d276e9bd79fcdcd152b.jpg

В общем, я очень доволен результатом.
Холодильная техника, как и любая другая, требует вдумчивого подхода, но ничего сверхсложного и недоступного грамотному инженеру в ней нет!

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Ванну можно залить спиртовым раствором и поддерживать в ней нужную температуру,  так же полезно сделать пробки пустотелыми типа пробирки дном наружу. Так будет удобней собирать осадок. Да на впрыск поставить соленоид управляемый термостатом, будет отключать по низкому давлению всю машину и держать температуру.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Спирт слишком быстро испаряется, и запах не особо приятный.
В установке используется пропиленгликоль, безопасный антифриз.
Бутылки на время дображивания и осветления закрываются кроненпробками (как на пивных бутылках), а под ними как раз те самые пустотелые пластиковые пробки
Термостат стоит, он измеряет температуру гликоля и при необходимости отключает установку.
По низкому давлению, на входе компрессора, стоит реле давления, которое тоже может отключать установку.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Кальвадос будет?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Нет, сидр, я же написал...

Не люблю крепкие напитки. Ну и для кальвадоса не нужны такие сложности)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Ну немного можно, для гостей, друзей  и порядка.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Ну только если для друзей и порядка))

Но тогда придется бондарное производство осваивать... Это может быть интересно!)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Ну не в таких же количествах.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
15.04.2019 в 13:27, Stouk сказал:

Это странное слово означает удаление из бутылок осадка, скопившегося в них во время дображивания

А на видео снять этот процесс можете ?

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
2 часа назад, Serji сказал:

А на видео снять этот процесс можете ?

Уже нет)) Весь урожай прошлого года на радостях снял с осадка в прошлые выходные) 

Но выглядит это в точности так, как на этом видео: https://youtu.be/qusk-mfx6m0

Такая же ледяная пробка сверху бутылки, такая же кронен-пробка, так же радостно слетает, когда ее поддеваешь. 

У меня, правда, нет специального ящика для улавливания пробок - приходится делать все с пакетом в ванной) 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
15.04.2019 в 13:27, Stouk сказал:

Установка бодро выходит на режим (без проблем, благодаря ТРВ с МОР на -10 градусов), держит свои -25 градусов, отключается и включается термостатом.

Поздравляю! Для первого опыта очень не плохо.. Правда смущает цифра -25... (кипения или гликоля??)  Компрессор французик Ваш имеет нижний предел применения -15 кипения...среднетемпературник он. При -25 или возможны проблемы с охлаждением обмоток. Сразу не помрет, но ресурс сильно подрежет ему... Перегрев на всасе большой? Да и не понял для чего ТРВ с МОР... Верхний предел кипения ограничивается под решение конкретных задач и вроде это не Ваш случай.. Ну да не суть. А так еще раз поздравляю! И исполнение добротное.

П.С, только сейчас разглядел залив на компрессоре, белый... Неее, перегрев обмоток ему не грозит при этом)) Унос масла только будет небольшой..

П.П.С. а давление на манометре синем в момент остановки после откачки или в рабочем режиме? Если в рабочем, то... это же атмосферное давление, около -45 кипения! Ндаа, компрессор малость не в своем режиме))

 

Изменено пользователем Влад83
дополнение

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
14 часов назад, Влад83 сказал:

Поздравляю!

Спасибо большое! Это первый опыт серьезной работы с холодильной техникой (установка пары кондиционеров не в счёт), и я очень рад, что все задуманное получилось. 

Температура кипения R-22 где-то -35...-32 в рабочем режиме, по показаниям манометра на всасе. Перегрев, соответственно, достаточно большой, температура гликоля в баке и газа на всасе (термобаллона) -25. 

Я вывел все важные показатели на панель и на манометры, там температура на входе и выходе испарителя (зеленый цвет) и конденсатора (красный цвет), температура в баке (синий цвет), давление конденсации (красный манометр) и кипения (синий).

Понятно, что режим не особо хорош для компрессора, но в спецификациях на этот агрегат вроде -25 есть. И не греется он особо, Вы правильно заметили, хорошо охлаждается фреоном. 

Но с другой стороны, агрегат достался почти на халяву, за три тысячи на Авито, поэтому особенно не придирался и работал с тем, что есть. 

ТРВ с МОР ставил, чтобы он не открывался на полную при пуске установки и выходе на режим, и не заливал испаритель большим количеством жидкого хладагента. Так компрессору полегче и меньше опасность гидроудара. 

По крайней мере я это вычитал про МОР в литературе, и поведение установки соответствует ожиданиям - запускается из теплого состояния нормально, без перегрузок компрессора и гидроударов. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

 

3 часа назад, Stouk сказал:

Температура кипения R-22 где-то -35...-32 в рабочем режиме, по показаниям манометра на всасе. Перегрев, соответственно, достаточно большой, температура гликоля в баке и газа на всасе (термобаллона) -25. 

Судя по белому пятну на компрессоре около трубки всасывания перегрева практически нет и идет небольшой залив компрессора... Но в вашем случае это скорее маленький плюс, это спасает обмотки от перегрева (т.к. машина далеко не в своем режиме) и понижает температуру нагнетаемых паров (режим ведь низкотемпературный и даже очень).. Для этого компрессора -15 предел.. Это для CAE9450T диапазон расширен до -25... Ну да ладно, копеечный компрессор, не 1,5 млн стоимость.. Помрет, поставите например Danfoss SC10CM...он больше подходит к этим режимам.

3 часа назад, Stouk сказал:

ТРВ с МОР ставил, чтобы он не открывался на полную при пуске установки и выходе на режим, и не заливал испаритель большим количеством жидкого хладагента. Так компрессору полегче и меньше опасность гидроудара. 

По крайней мере я это вычитал про МОР в литературе, и поведение установки соответствует ожиданиям - запускается из теплого состояния нормально, без перегрузок компрессора и гидроударов. 

Этот компрессор не перегрузите, верхний предел +15 кипения...Так что даж +5 кипения для него вольготный режим.. Вопрос скорее в конденсатор упрется, справится ли с тепловой нагрузкой.. МОП вам бесполезен, но и вреда особого нет... разве что подрезали производительность машины в первые минуты работы пока гликоль теплый.. Ну, будет чуть медленнее охлаждать в начале и компрессор чуть погреется...    Но количество термометоров удивило))) Да и манометры на такой машинке забавно наблюдать) Мы тоже любим устанавливать гирлянды сигнальных ламп и различных "показометров" на панелях электрощитов и манометры везде, но там и машинки мегаваттные..

Изменено пользователем Влад83

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
15 часов назад, Влад83 сказал:

Судя по белому пятну на компрессоре около трубки всасывания перегрева практически нет и идет небольшой залив компрессора... 

Гм, а я думал, что вычитаешь из температуры кипения по манометру температуру на выходе испарителя по термометру и получаешь перегрев...

Вы думаете, что весь хладагент не испаряется и доходит до компрессора?

А почему, когда я только заливал хладагент и его было настолько мало, что он кипел в смотровом окошке перед фильтром и ТРВ, компрессор обмерзал значительно сильнее?

15 часов назад, Влад83 сказал:

Ну, будет чуть медленнее охлаждать в начале и компрессор чуть погреется... 

Это действительно происходит, компрессор в начале работы греется сильнее, и давление конденсации растет до 20 атмосфер. Но я думал, это из-за того, что ему приходится перекачивать большие объемы хладагента. Спасибо, значит я не совсем правильно соотнес характеристики компрессора с режимом работы установки. 

16 часов назад, Влад83 сказал:

Но количество термометоров удивило))) Да и манометры на такой машинке забавно наблюдать)

Так надо же было как-то понимать, что у нее внутри происходит) Чтобы хладагент заливать, ТРВ настраивать. А то непонятно же ничего))

Ну и термометры с манометрами недорогие совсем, с Али, чего их жалеть)

16 часов назад, Влад83 сказал:

Помрет, поставите например Danfoss SC10CM.

Спасибо, запишу себе эту модель, поставлю, если этот помрёт. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
4 часа назад, Stouk сказал:

Гм, а я думал, что вычитаешь из температуры кипения по манометру температуру на выходе испарителя по термометру и получаешь перегрев...

Вы думаете, что весь хладагент не испаряется и доходит до компрессора?

А почему, когда я только заливал хладагент и его было настолько мало, что он кипел в смотровом окошке перед фильтром и ТРВ, компрессор обмерзал значительно сильнее?

В теории да, а на практике вижу залив.. Даже видно как фреон стекает по стенке компрессора, четко по наледи видно...Это залив. Нет, не весь фреон испаряется. И при этом ТРВ вы уже не подрежете...вернее можете увеличить перегрев, но компрессор провалится в еще более глубокий минус по кипению...например не -35, а -40..-45, а это жесть ему. Я думаю Ваш испаритель имеет недостаточную производительность (площади теплообмена например мало)... Все об этом говорит. И большая дельта (гликоль -25, кипение -35..дельта 10) и залив...Плюс не знаю конструкцию испарителя (змеевика)...последовательно или параллельное подключение, подача жидкаря сверху или снизу....по фото ничего не вижу...Но производительность его мала мне кажется.

 

4 часа назад, Stouk сказал:

А почему, когда я только заливал хладагент и его было настолько мало, что он кипел в смотровом окошке перед фильтром и ТРВ, компрессор обмерзал значительно сильнее?

Пузыри - это не только недостаток газа, а еще и преждевременное вскипание и плохоконденсируемые газы и т.п. К тому же я не знаю как заправляли...жидкарем подавали или газом?

 

4 часа назад, Stouk сказал:

Это действительно происходит, компрессор в начале работы греется сильнее, и давление конденсации растет до 20 атмосфер. Но я думал, это из-за того, что ему приходится перекачивать большие объемы хладагента.

Разумеется..при пуске массовый расход хладагента значительно больше, отсюда и нагрузка на компрессор.. Но для него это нормальная нагрузка...Но нагрев который вы выдержите рукой для него норма..

 

4 часа назад, Stouk сказал:

Так надо же было как-то понимать, что у нее внутри происходит) Чтобы хладагент заливать, ТРВ настраивать. А то непонятно же ничего))

ТРВ новое было? С завода оно настроенно на перегрев 8-10К...И трогать его настройки лишний раз не советую

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
3 часа назад, Влад83 сказал:

Ваш испаритель имеет недостаточную производительность

Влад, очень круто пообщаться с профессионалом, Вы мою установку просто насквозь видите) 

Испаритель соединён последовательно-параллельно, то есть две параллельные ветви по четыре змеевика последовательно. Подача хладагента в первый змеевик сверху, и низ первого змеевика соединён с верхом второго и так далее. 

Почему сделал так, а не все змеевики последовательно - потому что трубка у змеевиков слишком тонкая, и только сечение двух трубок соответствует сечению всасывающей трубки компрессора. 

Насчёт производительности Вы правы, ее явно недостаточно, но более длинный или толстый испаритель в бак впихнуть не получилось. 

4 часа назад, Влад83 сказал:

жидкарем подавали или газом?

Сначала всасывал газ из баллона, но дело шло медленно, поэтому наклонил баллон и налил жидкости) 

Но ведь насколько я знаю, для R-22 разницы нет, это же не современные многокомпонентные фреоны...

Но после достаточной заправки (смотрел по переохлаждению в конденсаторе и производительности) пузыри в окошке исчезли. 

4 часа назад, Влад83 сказал:

при пуске массовый расход хладагента значительно больше, отсюда и нагрузка на компрессор.. Но для него это нормальная нагрузка...

При пуске и выходе на режим давление доходит до 20 атмосфер, а температура газа на выходе компрессора - до 65-70 градусов, и меня это несколько пугает... 

Реле высокого давления настроил на 20 с небольшим атмосфер, оно иногда срабатывает при выходе на режим.

4 часа назад, Влад83 сказал:

ТРВ новое было? С завода оно настроенно на перегрев 8-10К...И трогать его настройки лишний раз не советую

ТРВ (Danfos) новым было, да, но я его настройки сбил, когда заправлял установку, и не знал, в чем причина недостаточной производительности. 

Но потом всё настроил, по учебнику: открыл до появления пульсаций, а потом закрутил на полоборота. Пульсации исчезли, а установка при этом сохранила нужную мне производительность. 

Я же ещё два сопла взял, 00 и 0Х, поставил 0Х, поменьше, но сомнения все равно были, правильно ли сделал. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 час назад, Stouk сказал:

Сначала всасывал газ из баллона, но дело шло медленно, поэтому наклонил баллон и налил жидкости) 

Но ведь насколько я знаю, для R-22 разницы нет, это же не современные многокомпонентные фреоны...

Этому газу то да, ему без разницы, это не 404 и ему подобные.. Я не к тому спросил...Просто если жидкарем подавали - это и объясняет сильное обмерзание при заправке.

 

1 час назад, Stouk сказал:

ТРВ (Danfos) новым было, да, но я его настройки сбил, когда заправлял установку, и не знал, в чем причина недостаточной производительности.

Ясно. TX2 или TEX2? Зря потревожили настройки. На тему дюз: даже с X дюзой ТРВ с таким испарителем будет лить...Нагрузка на клапан (всего 250 ватт при -35 кипения) ниже 20%!!! дюза меньше не прикроется, она уже на минимуме и будет топить компрессор, испаритель маленький...

 

1 час назад, Stouk сказал:

При пуске и выходе на режим давление доходит до 20 атмосфер, а температура газа на выходе компрессора - до 65-70 градусов, и меня это несколько пугает... 

Это не предельный режим, далеко не предельный..Но видно и конденсатор маловат. ТРВ с МОП, т.е. кипение выше -10 не понималось, а нагнетание уже к 20 шкалит...мал конденстор..Да и на глаз вижу, что маловат

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
5 минут назад, Влад83 сказал:

это и объясняет сильное обмерзание при заправке

А, тогда понятно, логично. 

7 минут назад, Влад83 сказал:

TX2 или TEX2?

TX2, ага. 

Понятно насчёт испарителя, я это подозревал, а Вы подтвердили мои подозрения. 

Но с другой стороны, гидроударов нет, а дополнительное охлаждение компрессора есть. 

Если компрессор накроется, под новый компрессор буду переделывать испаритель, увеличивать площадь теплообмена.

11 минут назад, Влад83 сказал:

Но видно и конденсатор маловат

Странно, этот конденсатор был в одном агрегате с компрессором, я не трогал эту часть. 

Или причина в слишком большой производительности ТРВ, он слишком много хладагента пропускает?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
9 минут назад, Stouk сказал:

Но с другой стороны, гидроударов нет, а дополнительное охлаждение компрессора есть. 

Их и не будет... Сам корпус герметичного компрессора выполняет роль отделителя жидкости...жидкарь в цилиндр вряд ли дойдет, это надо супер залив! Но! Небольшой залив опасен вспениванием и риском уноса масла из компрессора.. У Вас еще терпимо, скорее обмоткам в помощь..

 

13 минут назад, Stouk сказал:

Странно, этот конденсатор был в одном агрегате с компрессором, я не трогал эту часть

Ничего странного. Производители витрин очень экономят на этом.. Убивают двух зайцев: дешевле купили аграгет и проще вместить в витрину агрегат с маленьким конденсатором, чем с большим))

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
14 часов назад, Влад83 сказал:

Но! Небольшой залив опасен вспениванием и риском уноса масла из компрессора.. У Вас еще терпимо, скорее обмоткам в помощь..

Да, действительно терпимо, масло не уносит. Я знаю, я сначала запустил систему, забыв долить масло в компрессор. Он тут  же начал греться и отключаться тепловым реле. 

14 часов назад, Влад83 сказал:

Ничего странного. Производители витрин очень экономят на этом.. 

Ничего себе, я думал, у них все оптимально подобрано. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.

×