Проектирование пивоварни с возможностью будущего апгрейда до системы HERMS.

Нужно утеплять шланги, через них много тепла уходит.

Всё упирается в мощность ТЭНа в нагревателеEugene_L, 26 Мая 17, 12:50

Именно так. 5.5 кВт  воду на 10 градусов нагреют минут за 15-20, зависит от температуры в помещении, там все же у двух кастрюль очень внушительные теплопотери. Это приемлемо.
Теперь, как и обещал, о моей установке.
Я вам снял небольшое видео. На нем, собственно, установка.

Термодатчики размещены в металлических трубках внутри кастрюль. ТЭНы бойлера выведены сквозь стенки кастрюли через нержавеющие болты, по оси которых я просверлил отверстия и заполнил их термостойким герметиком силиконовым.
На видео не попала корзина и штуковина, через которую сусло из теплообменника возвращается в заторник.
Вот, я их сфоткал тут.

На все вопросы с удовольствием постараюсь ответить.

Rumata, Ооо! Хорошечно! Спасибо огромное за отчёт.

Нужно утеплять шланги, через них много тепла уходит.ZIL131, 26 Мая 17, 13:04

Очень правильная идея, надо обдумать. Пока всё едет на полную комплектацию, скоро соберу и сделаю свой отчёт по комплектации и "варочному дню".

Буду ждать вашего отчета.
Еще раз подчеркну, что стационарная установка, подключенная к воде и канализации, полностью отмывается за 5 минут. Из усилий - только намылить кастрюли губкой с фэйри.) Ничего не нужно снимать, разбирать, носить, отмывать, перетаскивать и обратно собирать)

стационарная установка, подключенная к воде и канализации, полностью отмывается за 5 минутRumata, 26 Мая 17, 13:52

Полностью согласен, мойка оборудования - один из самых важных этапов, если не самый Себе планирую делать что-то вроде медицинской тележки.

Несколько вопросов знатокам HERMS
- При подъеме температуры затора часть сусла перекачивается в теплообменник... А как его оттуда сливать, когда температура всего затора поднимется до нужного предела? Объем сусла в теплообменнике ведь получается довольно большой сам по себе. Водой выдавливать? Есть какой-то рекомендуемый гидромодуль в этом случае, например "гидромодуль_по_стилю + объем_теплообменника"?
- Из-за температурной инертности затора трудно сразу попасть в нужную температурную паузу... А если прокачивать сусло через теплообменник не постоянно а порциями? Например, последовательность такая:
1) нагреваем HLT до температуры мэшаута и поддерживаем ее (в течении всего времени варки)
2) заливаем в MLT определенное количество воды (соотв. гидромодулю варки) и начинаем нагревать ее прокачиванием через теплообменник, до температуры первой паузы, одновременно нагревая HLT и поддерживая в нем температуру мэшаута.
3) после нагрева воды в MLT до нужной температуры, засыпаем туда солод, выдерживаем первую паузу одновременно нагревая HLT до температуры мэшаута и (!) плюс некоторая дельта температуры, нужная для компенсации падения температуры воды в HLT когда по теплообменнику будет перекачиваться сусло нагреваемое до второй температурной паузы.
4) начинаем подъем температуры затора прокачиванием сусла через теплообменник, но не постоянно а ориентируясь на объем сусла в теплообменнике и производительность насоса. Допустим, сусла в теплообменнике 5 литров, насос перекачивает этот объем за 3 минуты. Закачиваем сусло в теплообменник, выдерживаем его там несколько минут, выдавливаем насосом горячее сусло в течении 3 мин в MLT и переключив насос на циркуляцию сусла внутри MLT ждем пока там установится какая-то температура. В это время в теплообменнике присутствует еще некоторый объем сусла, нагретый и готовый для перекачивания в MLT. Если после циркуляции воды в MLT нужная температура не достигнута - насос переключается на теплообменник и еще добавляет порцию горячего сусла. Размер порции можно определить исходя из температуры в MLT, сусла в теплообменнике (полагаем что его температура равна температуре воды в HLT) и объема сусла перекачиваемого насосом в единицу времени... Типа такой инфузионный способ без увеличения объема воды в заторнике...

Я вот просто думаю как котел меньшего объема приспособить под HLT. Получается надо в нем постоянно держать высокую температуру чтобы успевать нагревать больший объем сусла. За то маленький котел быстрее нагревается плиткой/кипятильником...

Dhobr, как ты всё это будешь контролировать? Обязательно на какой-то стадии получишь перегрев.
Я сам не варил на полной системе, но последовательность представляю такой, уже обсуждали чуть выше:
0. Делаем расчёт - сколько нужно начальной воды, сколько промывочной, чтобы попасть в НП, с учётом того, что часть затора где-то останется - в шлангах, под фальшдном, в насосах и т.д.
1. Нагрели первую часть воды, перегнали в MLT, налили вторую часть воды, нагрели, сбалансировали температуры в HLT и MLT.
2. Засыпаем солод, начинаем затирание, паузы проходим по температуре в HLT, тем самым исключая даже локальный перегрев. Единственная проблема, которая может возникнуть - недостаток мощности ТЭНа в HLT, чтобы эффективно нагревать объем HLT + MLT, поэтому нужен запас мощности и хорошее утепление.
3. Затор из теплообменника выгоняем на стадии промывки, выход HLT подключается во вход теплообменника через насос, к концу промывки внутри теплообменника и насоса будет только вода.
Сам хочу попробовать собрать конфиг 50(BK)-50(MLT)-35(HLT), по моим прикидкам, должно получиться.

Eugene_L почитайте статью на сайте откуда вы брали информацию для первого сообщения этой темы. Там шаг за шагом описан весь процесс.

EroshKA, читал, и не один раз, в чем, собственно, моя неточность или ошибка?

Я бы не стал использовать 35 литровый HLT. Зачем дважды греть воду, терять время? Я не говорю что это не правильно. У вас уже есть этот котел и хочется его использовать? Может будет лучше отправить его работать в качестве MLT или BK?

EroshKA, так по процедуре, два раза вода греется. Её объем суммарный больше объема варочника. Вот идея посетила, как раз - можно сразу греть, без дополнительных манипуляций. Заливаем в MLT первичную воду, в HLT промывку, врубаем на циркуляцию и нагрев. Если есть возможность, помогаем внешним нагревом. Когда прогрелся весь объем до температуры старта - отключаем внешний и начинаем затирать. Котел, который у меня есть - он универсальный, может быть и BK или MLT без доработок, или HLT - если теплообменник поставить. Скоро приедет 35ка под индукцию, вот и хочу ее под HLT приспособить, ну и BK на 50 нужен будет.

как ты всё это будешь контролировать? Обязательно на какой-то стадии получишь перегревEugene_L, 07 Июня 17, 19:33

Контролировать - с помощью термометров и блока управления, естессно :-)  Тут важно понять принцип - передача нагрева порциями и на основе этого определить места установки контрольных средств и алгоритм вычисления температур и размера этих порций.
Другое дело - разобраться что такое перегрев и насколько он вреден. Ну например - при инфузионном способе долива воды кружкой тоже имеет место локальный перегрев верхней части затора. Но тут - долил воды, размешал затор и вроде как порядок. Хотя конечно в первый момент некоторая часть ферментов в верхней части заторника могла и инактивироваться, ведь доливаем-то очень горячую воду, чтобы быстро повысить температуру и не выйти за пределы объема заторника...  Пароген - в месте ввода тоже есть небольшой перегрев... ТЭН под фальшдном - об этом вообще все пишут, сусло бывает перегрето.

Нагрели первую часть воды, перегнали в MLT, налили вторую часть воды, нагрели, сбалансировали температуры в HLT и MLT.Eugene_L, 07 Июня 17, 19:33

Вот этот момент и хочется исключить - для стабилизации температуры сразу двух танков во время всей работы оборудования потребует большой электрической мощности подводимой единовременно. Тут уже пора переходить от слов к цифрам, и хотя бы прикинуть расчет вот тут https://hbpro.ru/engineering/ten. При объеме 50л - это затор+промывочная(-теплопотери) - мощность ТЭН получается больше 5КВт, а это для квартиры не есть хорошо. Конечно, вообще вся требуемая для варки партии пива энергия в итоге будет примерно одинаковая - это если единовременно подводить большую мощность или постепенно нагревать меньшей, тут чистая физика. Но нам надо не сжечь проводку в квартире, чего можно добиться ценой некоторого увеличения времени варки.

Вот идея посетила, как раз - можно сразу греть, без дополнительных манипуляций. Заливаем в MLT первичную воду, в HLT промывку, врубаем на циркуляцию и нагрев.Eugene_L, 08 Июня 17, 09:56

О чем я, собственно и написал в своем посте...

Добавлено через 1ч. 47мин.:

Оценочный пример, мысли вслух:

Пивоварня - кипятильник (HLT) - 20л, нагреватель 2 КВт; заторник (MLT) - 30л; Варочник - 30(50)л
Теплообменник - труба D=15мм, L=10м, объем жидкости внутри трубы ~2л. (http://stroydocs.com/calc/volume_pipes)

Берем первый попавшийся рецепт, например вот http://xn--90aia8b.xn--p1ai/...temp/2-1-0-2629 Оттуда берем объем воды и паузы.

Заторная вода = 31л;
Промывочная = 10л;
Гидромодуль 1:5.

Тут допустим что для лучшего теплообмена надо кипятильник заполнить полностью, тогда промывочная вода будет 18л(полезный объем 20л кастрюли) а заторная соответственно 23л, гидромодуль затора станет 1:3,8л. (потери пока не учитываем)

Заливаем воду в кастрюли и начинаем нагревать.
Первая пауза 55*С, допустим что идет нагрев и работает циркуляция воды из заторника в кипятильник через теплообменник, то есть греется весь объем воды. До температуры первой паузы вода с начальной температурой 16* нагреется за 50 мин. или с учетом потерь - за 1 час (вычисляем тут, подгоняя объем и время https://hbpro.ru/engineering/ten).
Отключаем циркуляцию воды через теплообменник, засыпаем зерно в заторник и выжидаем первую паузу - 15мин. Нагрев кипятильника не отключаем, он шарашит по полной. За 15 мин вода в кипятильнике, в меньшем объеме, нагреется с 55 до 80 градусов! Далее нам надо поднять температуру воды в заторнике до второй паузы. Тут по идее надо составить уравнение теплового баланса с учетом того, что температура более горячей жидкости падает из-за переноса теплоты но при этом так-же и продолжает нагреваться от ТЭНа, но можно и прикинуть "на пальцах" примерный объем горячей воды, необходимый для нагрева затора до 67* . По бирсмиту получается как-раз 20 литров, это весь наш кипятильник. То есть, можно включить циркуляцию сусла в теплообменнике на постоянку - все-равно локальный перегрев будет минимальным, температура в кипятильнике и заторнике выровняется довольно быстро. Нагрев при этом не отключаем и контролируем понижение температуры в кипятильнике параллельно с контролем температуры в заторнике. Чтобы все-таки избежать локального перегрева сусла сверху заторника, можно установить два датчика температуры - один на выходе из заторника в теплообменник (внизу котла), и второй - в 1/3 части от верха заторника, так чтобы он измерял температуру верхней части сусла в заторнике. При возникновении определенного опасного градиента температур между низом заторника и верхом - насос заторника переключает поток сусла на циркуляцию внутри заторника вместо подачи его в теплообменник.
Так-же и со второй паузой - пока идет первая пауза кипятильник греется. Пауза длинная, значит кипятильник греем до такой температуры, при которой (например) смешение объемов воды в заторнике и кипятильнике даст нам температуру второй паузы.  По бирсмиту получается опять 20 л, значит греем кипятильник до 80-83* и держим там такую температуру до окончания первой паузы. Можно нагреть и больше, тогда через теплообменник надо будет прокачать меньший объем сусла.
Длительность паузы по рецепту 20 мин, за это время нам надо успеть нагреть кипятильник до температуры, при которой смешение объемов воды выведет нас на мэшаут. По бирсмиту это 85* и нагреется наш кипятильник до этой температуры за 7 минут. :-)  Опять "смешиваем" объемы воды через теплообменник, начинаем фильтрацию и одновременно закачиваем промывочную воду в заторник...
Остается вопрос времени уравнивания температур в баках. Тут посчитать трудно, так как на скорость выравнивания по идее будет влиять состав засыпи и мощность насоса... Да еще, нужно учесть потери тепла, значит греть  кипятильник изначально и в течении всего процесса надо несколько сильнее да и объем воды тоже будет больше с учетом потерь на трубы/несливаемые остатки.

Dhobr, вот и посмотри, сколько ты себе головной боли придумал. Хермс чем и хорош - полностью исключает перегрев. По твоей схеме, нужно много считать и прикидывать - попадёшь или нет. И ещё один момент: твои расчёты рецепта произведены для клонов, эффективность там существенно ниже. У хермса должно быть за 90%, как раз за счёт качественной промывки. Поэтому количество промывочной воды должно быть примерно равно количеству основной воды, у америкосов так и пишут.

В моей схеме получится около 70 литров основной и промывочной воды, из которой часть заберёт дробина, часть останется в шлангах и насосах.
Для баков в 71 литр, у них стоят ТЭНЫ по 5,5кВт, мне тоже должно хватить, как раз такие взял.

Это всё теория, как на практике будет - пока не знаю, сегодня скрутил теплообменник из нержавейки и получил все баки и быстросьемы, скоро будет отчёт

вот и посмотри, сколько ты себе головной боли придумалEugene_L, 08 Июня 17, 14:36

Это все ерунда, большая часть расчетов выполняется по формуле того самого Джоуля, сына владельца пивзавода :-) С расчетами справится даже самая простая ардуина.

Хермс чем и хорош - полностью исключает перегревEugene_L, 08 Июня 17, 14:36

Но не исключает недогрев, если не хватает мощности и нет запаса тепла в кипятильнике. Что вреднее - перегрев части затора или недогрев?

Для баков в 71 литр, у них стоят ТЭНЫ по 5,5кВт,Eugene_L, 08 Июня 17, 14:36

Да, такой мощности должно хватить. Но 5 кВт это уже серьезно.

Что вреднее - перегрев части затора или недогрев?Dhobr, 08 Июня 17, 15:31

Недогрев есть недостаточная скорость набора температуры. По-моему у Викторчика читал, что 1 градус в 2 минуты - это норма, если медленнее, нужно добавлять мощи. Для объемов до 71 литра - 5.5кВт, вроде как, должно хватать, а больших объемов в квартире и не надо. Хотя большие объемы мне тоже интересны, но для этого нужно пивоварню открывать

Отключаем циркуляцию воды через теплообменник, засыпаем зерно в заторник и выжидаем первую паузу - 15мин. Нагрев кипятильника не отключаем, он шарашит по полной. За 15 мин вода в кипятильнике, в меньшем объеме, нагреется с 55 до 80 градусов!Dhobr, 08 Июня 17, 12:29

Тут у тебя проблема. Те 2 литра сусла которые остались в теплообменнике, греются и выходят на температуру инактивации ферментов. При следующей температурной паузе, происходит то же самое и даже усугубляется. В итоге рецептурный профиль плывет, что в итоге будет с эффективностью, тоже вопрос.

Добавлено через 13мин.:

В свое время тоже активно изучал ХЕРМС и даже хотел сделать подобную конструкцию. Но в итоге пришел к выводу, что двухпосудный вариант с ПВК и варочником будет гораздо универсальней, проще - как в обслуживании, так и в автоматизации, ну а по деньгам практически то же.

ут у тебя проблема. Те 2 литра сусла которые остались в теплообменнике, греются и выходят на температуру инактивации ферментов.Stealth-Hunter, 08 Июня 17, 16:05

Да, я думал об этом и спрашивал как раз - "как сусло выдавливать из теплообменника?" предполагая что его надо сливать между циклами нагрева.
С другой стороны - делают же отварки с кипячением, там точно все инактивируется...

Ничего выдавливать из теплообменника не надо, само стекёт. HERMS для квартиры избыточен. Что со всем этим набором делать когда надоест варить по 25 литров? Люди по 60 литров варят в клонах с кастрюлей на 50 литров. Знаю, глупо звучит, но это так. С "танцами и шаманским бубном" в двух кастрюлях на кипячении... Есть более доступные варианты для квартиры и в плане компактности и в плане требуемой энергии. Но с правильно сделанным HERMS нет ограничений по гидромодулю, а соответственно можно сварить любой тип пива.

С другой стороны - делают же отварки с кипячением, там точно все инактивируется...Dhobr, 08 Июня 17, 16:44

Отваривают дробину, сначала все равно прогоняя по паузам. Так что тут аналогия не уместна.

Готовлюсь потихоньку.