холодная (с рекуперацией) вакуумная дистилляция

твой пельтье на 180 Вт потребленной электроэнергии переносит 100 Вт тепловой энергииKotische, 22 Июня 17, 00:38

Я купил на АliЕxpress пока всего 3 элемента пельтье. Вот ссылка, там есть заявленные значения 12В - номинал и 15В - максимальное напряжение, а так же другие характеристики (на английском, но понять можно). https://ru.aliexpress.com/...9999.269.XVYOAa
Мощность элемента ограничена скоростью отбора тепла/холода с его поверхностей, и элементы пельтье очень хорошо подходят для нашей задачи. Горячий радиатор будет охлаждать брага (90% раствор воды имеет хорошую теплопроводность и теплоёмкость). В итоге,- кипение(испарение жидкости по всему объёму) будет забирать всё тепло на компенсацию потерь энергии жидкости в результате отбора быстрых молекул.
Холодная сторона будет "отдавать холод" теплопроводной насадке (спиральки из меди или алюминия (а ещё лучше из серебра)). На развитой поверхности насадки и будет происходить конденсация паров.
Кстати, вспомнил про разрыв/образование гидратов:

Энергия разрыва связи спирт-вода безусловно входит в энергию испарения, но тут есть один нюанс - испаряется жидкость с одной спиритуозностью, а конденсируется с другой спиритуозностьюKotische, 27 Марта 17, 20:52

Вот здесь кроется ошибка в рассуждениях: по закону сохранения вещества сколько воды и спирта испарилось, столько и сконденсируется, и гидратов (может быть не сразу) образуется столько же, сколько было разрушено. А спиртуозность разную имеют брага и пар над ней (которые находятся в равновесии) и это доказывать не надо, потому что на этом свойстве основано получение крепких напитков при помощи перегонки.

P.S. а КПД парового двигателя больше чем у ДВС, почему-то все не побежали переоборудовать свои автомобили....Newocelot, 22 Июня 17, 01:10

Это ошибочное утверждение, стоит глянуть в интернет, и выясняется что у паровозов КПД в среднем - 7%, у карбюраторных ДВС - 25%, у дизельных - >50%.
Слово "термоид" прикольное и никто до сих пор не застолбил. Патентовать это устрйство даже не собирался. Похвально что ты несколько лет назад такой делал, но квадратный...., только я даже представить не могу где его можно использовать в обычном самогонном аппарате
А, да да да он прекрасно подойдет вместо змеевика, когда нет в доме холодной воды, только внешний радиатор нужно обдувать вентилятором

Добавлено через 27мин.:

Кстати, поделись результатом использования твоего квадратного термоида, или дай ссылочку, где было,- интересно ведь.

Если электричество халявное и модули пельтье халявные, то конечно пойдёт.
А вот покупать за бешенные бабки модули и тратить электричества больше чем тратим на нагрев ТЭНом - как то не радует.

тратить электричества больше чем тратим на нагрев ТЭНомKotische, 23 Июня 17, 12:10

Поэтому на АliЕxpress я заказал ваттметр https://ru.aliexpress.com/...0608.0.0.U1r3P1 и он уже в пути.
Когда установка по моей схеме от 22 Июн 17 будет собрана, предполагается  следющий порядок действий:
1. При закрытых всех трёх кранах включается на максимальных оборотах вакуумный насос, откачивая воздух. Ёмкость B объёмом 4 - 5 литров начинает набирать вакуум.
2. Открывается кран для набора браги где-то на 2/3 объёма ёмкости B и закрывается.
3. Продолжается набор вакуума до начала кипения, после чего вакуумный насос выключается.
4. Включается турбина, постепенно набираются обороты.
5. При появлении конденсата заново включается вакуумный насос для отбора конденсата на минимальной достаточной скорости.
6. При достижении необходимого предела минимальной концентрации спирта на выходе установки, и турбина и насос останавливаются.
7. Открывается кран впуска воздуха в ёмкость B, давление в ней выравнивается с атмосферным.
8. Открывается кран слива концентрированного остатка до опустошения ёмкости B, после чего оба крана закрываются.
9. Повторяются пункты 1 - 8.
Примечание. В процессе определения характеристик установки (производительности по жидкости) будет включаться термоид на разных режимах (с дискретным увеличением напряжения (мощности)) одновременно с работой турбины. А так же собираюсь определить потребляемую (удельную) мощность элементов Пельтье (без турбины) для сравнения с энергопотреблением ТЭНов

Элемент Пельте требует особых условий питания - плавная регулировка тока. Режим вкл-выкл его быстро убьет.
http://mypractic.ru/...ente-pelte.html

ВРЕМЕННОЕ СООБЩЕНИЕ
Завязывайте тут с Пельтье !
Тут Рекуперация

  Есть системы, когда падением давления в системе по направлению к вак. насосу (конденсатор до насоса) пользуются в системах многоступенчатых испарителей. Там пар из одной ступени нагревает жидкость следующей - та испаряется, т.к. в ней жидкость под меньшим давлением (меньше темпер. кипения). Максимально используют до 3 ступеней. Получается внутренняя рекуперация и экономия тепла.

- Но, если конденсатор стоит после вакуум-насоса (при атмосферном давлении) то вроде система топикстартера должна заработать... Правда, просто прямой нагрев окружающим воздухом наверное будет не хуже (или лучше), чем своим конденсатом. Известно ж, что под хорошим вакуумом оно и так кипит, только теплообмен хороший дай для производительности.
  И я бы тогда уж и тепло от нагрева самого электродвигателя насоса тоже пустил в дело...

Ты молодец, не побоялся выступить в этой ветке

читаю регулярно и выползаю с острой головной болью..хуже чем с похмела..один фиг захожу опять и читаю..сюда даже запал не суется..а это признак) ветка либо тупиковая ..dimanchesso, 28 Мая 17, 21:52

Нифига она не тупиковая, я бы уже давно сделал экспериментальный аппарат, если бы не моя маленькая пенсия. До сих пор ещё не собрал комплектующие.

buddy, Ты похоже не изучил тему сполна.

если конденсатор стоит после вакуум-насоса (при атмосферном давлении) то вроде система топикстартера должна заработать...buddy, 21 Окт. 17, 16:41

Какую схему ты имеешь ввиду?
Системы многоступенчатых испарителей по-видимому предполагают фракционный отбор.
В нашем случае, на стадии пока рассуждений (без экспериментальных исследований), об этом рано ещё говорить.

Добавлено через 1ч. 52мин.:

В этой схеме конденсатор стоит ПОСЛЕ

если конденсатор стоит после вакуум-насоса (при атмосферном давлении) то вроде система топикстартера должна заработать...buddy, 21 Окт. 17, 16:41

Заработает, но будет две проблемы:
1. КПД будет гораздо ниже чем могло бы быть.
2. Нет в доступности вакуум-компрессоров удовлетворяющим всем требованиям, которые предъявляет к вакуумнасосу эта система.

После предложения этой схемы выяснилось, что насос Игоря223 способен откачать воздух из куба (создать вакуум), и далее, сохраняя вакуум, откачивать конденсат (в режиме шлюза)

Насос которы собрал Игорь, это НЕ вакуум-насос, а насос для откачки КОНДЕНСАТА, т.е. ЖИДКОЙ фазы исключительно.То что на "твоей" схеме обозначено как вакуум-насос 223го на самом деле в природе пока не существует.Kotische, 24 Марта 17, 21:43

Для того чтобы (при "холодной дистилляции" ) создать такой же поток паров, что происходит при традиционной перегонке: при кипении жидкости образуются огромные объемы паров, которые затем конденсируются охлаждением (мы просто не видим с какой скоростью они (пары) несутся по нашим даже часто прозрачным трубам к холодильнику); Kotische предложил турбину

Создаваемый перепад давления не большой, зато производительность офигенная!Kotische, 05 Окт. 16, 00:24

Вот это должны осознать все, кто не хочет тратить киловатты на нагрев, а затем такие же киловатты на охлаждение

Добавлено через 1ч. 0мин.:

Учти что с понижением давления плотность газа уменьшается и для обеспечения масоовой производительности нужна совершенно бешенная производительность объемная.Kotische, 04 Окт. 16, 23:05

Сегодня продолжил курочить турбину...Kotische, 21 Мая 17, 19:22

Kotische, расскажите пожалуйста как Ваши успехи с созданием установки с турбиной, по какой схеме будете собирать?
Вижу техническую сложность в изоляции турбины и ее двигателя от перегоняемой жидкости. Имхо турбина или ее двигатель может вносить негативную лепту в состав продукта.
Знаю, что в циркуляционных насосах для изоляции маслосодеожащих подшипников и обмотки двигателя от жидкости применяются немагнитные экраны, отделяющие основную механику от ротора.

Хочу попытаться создать установку по приведенной ниже схеме, прошу оценить возможность ее функционирования и покритиковать.
основные принципы
1) фреоновый тепловой насос
2) малый объем (1-1,5 листра) бака конденсации и бака испарения
3) периодическая докачка браги св испарительный куб и слив остатка для поддержания примерно постоянного уровня.
4) аналогично для емкости конденсации
5) начало охлаждения по пути в бак конденсации (охладитель TE1)
6) уклон соединительной трубки между баками в сторону бака конденсации



Добавлено через 60мин.:

Заказал себе вот такую турбинку, для моих экспериментов хватит
с драйвером разумеетсяnidmalbor, 26 Мая 17, 17:39

Где будете использовать, можно увидеть принц. схему будущей дистилляционной установки ?

Далеко идти не надо, на предыдущей странице в ответе #338 от 22 Июн 17,
https://cdn.homedistil.ru/fs/1706/21/37493.122350.jpg и там же
https://cdn.homedistil.ru/fs/1706/21/37493.122349.jpg
Но можно распределить обязанности "насоса И223" как "вакуумного" и как "шлюза", то есть использовать обычный вакуумник с фильтром, и обычный пищевой насос для откачки жидкости, в данном случае конденсата. Потом дорисую на схеме вакуумный насос, а И223 останется.
Твоя схема работать будет, но это не совсем в тему "холодной" вакуумной дистилляции. И такая схема уже была раньше предложена Игорем223, но нарисовал он её по быстрому от руки, а у тебя очень красиво. Я бы добавил еще клапан для впуска воздуха, хотя на этапе экспериментов можно отсоединять вакуумный шланг и открывать кран L4.

можно разделить обязанности "насоса И223" как "вакуумного" и как "шлюза", то есть использовать обычный вакуумник с фильтром, и обычный пищевой насос для откачки жидкости, в данном случае конденсата. Потом дорисую на схеме вакуумный насос, а И223 останется.nidmalbor, 04 Нояб. 17, 01:37

Что такое физически И223 так и не понял. Пока лишь догадываюсь, что название как-то связано с форумчанином И223.
Просветите пожалуйста насчет применимых для моей будущей установки вакуумных насосов - маслонаполненные ругают за нестойкость в случае прорыва паров спирта, а мембранные вроде бы непомерно дороги дорогие.

Ваша схема имхо технически непросто реализуемая (но попробовать можно) по следующим причинам:

1) рабочее тело одновременно является продуктом, его количество в системе постепенно убывает (до пополнения) и режим работы будет все время переходным.
2) непонятно влияние "грязных" бражных паров на турбину, достаточно ли ей будет охлаждения, не заc#ется ли она коркой нароста и не разбалансируется ли ?
3) Не будет ли смазка подшипников вымываться парами и "газить"в  вакууме пластик?
4) Не понятен (не понятен лично мне,но это не значит что он неправильный) баланс тепла.  Мощность турбины (какая она?) отводится выводом конденсата, рассеиванием корпуса бака. Достаточно ли такого теплообмена и при каком диапазоне  температур внешнего воздуха? В случае с хладоновым насосом все очевидно - у него максимальны температура около 50-65 градусов и можно обеспечит воздушное охлаждение даже при темп воздуха +30 град Ц. В случае вакуума 5 000 Па (=0,05 атм = 37 мм рт ст)  температура кипения а баке всего 35-40 градусов.

Но это все мои предположения не подкрепленные никакими расчетами. Интересно как практически продвигается дело, напиши пожалуйста.

Твоя схема работать будет, но это не совсем в тему "холодной" вакуумной дистилляции. И такая схема уже была раньше предложена Игорем223. Я бы добавил еще клапан для впуска воздуха, хотя на этапе экспериментов можно отсоединять вакуумный шланг и открывать кран L4.nidmalbor, 04 Нояб. 17, 01:37

Имхо схема как раз в тему холодной дистилляции. Только у меня тепловой насос P1 (роторный компрессор) будет использовать как рабочее тело не продукт, а отдельный хладагент, количество которого не изменяется во время работы. В остальном не вижу принципиальной разницы между твоей схемой и "моей" (схемой Игоря223 ).

Добавил вентиль L0 соединения с атмосферой. Вентили для воздуха(паров) L0 и L4 хочу ипользовать для пневмо с прямым электроприводом 24В, те стабильно открывающиеся при нулевом и любом другом давлении, но не знаю быстро он  за#cрутся ?
Насчет L1, L2 L3 мыслей нет - тоже хочу с электроприводом, подскажите пожалуйста устойчивую в работе модель. Поворотные дисковые заслонки не рассматриваю из-за их дороговизны.


Еще нерешенный вопрос -как включить дополнительный теплообменник для сброса тепла EXCH04 - до EXCH03 (нагревателя куба) или после него и какими соображениями руководствоваться?

нерешенный вопрос -как включить дополнительный теплообменник для сброса тепла EXCH04 - до EXCH03 (нагревателя куба) или после него и какими соображениями руководствоваться?funtik8002, 04 Нояб. 17, 12:07

Казалось бы однозначно - второй вариант.
Задача теплового насоса - вернуть тепло в куб.
Дополнительный теплообменник перед кубом будет этому мешать.

Хотя первый вариант гораздо легче регулировать, меняя охлаждение.

На самом деле эти варианты почти равнозначны.
Куб и змеевик соеденены "тепловой трубкой" для которой почти без разницы с какого места ты отбираешь тепло. Разница будет только за счет неидеальности тепловой трубки.

Имхо схема как раз в тему холодной дистилляции. Только у меня тепловой насос P1 (роторный компрессор) будет использовать как рабочее тело не продукт, а отдельный хладагент, количество которого не изменяется во время работы. В остальном не вижу принципиальной разницы между твоей схемой и "моей"funtik8002, 04 Нояб. 17, 12:07

Ты абсолютно прав. Схемы отличаются только рабочим телом теплового насоса.

Просто про схему на фреоне сразу было понятно что она работоспособная. 223ий её уже давно делал. Сетовал на сложность поддержания теплового баланса.
Основное достоинство фреоновой схемы - она собирается полностью из дешевых типовых промышленно произведенных компонентов.

Схема с рабочим телом из спиртоводяных паров - теоретически прогрессивнее. Вода - гораздо лучший теплоноситель чем фреон. В схеме только один теплообменник создающий тепловое сопротивление, т.е. теоретически схема должна иметь больший КПД. Но для этой схемы не существует дешевых типовых компонент - это основная проблема данной схемы.

Вода - гораздо лучший теплоноситель чем фреонKotische, 04 Нояб. 17, 12:56

да. но. у нас скорее этанол а не вода
(хотя в данном случае это не принципиально)

funtik8002, Скоро ты поймшь кто это форумчанин Игорь223
Его сообщение со схемой тепловой машины на фреоне:

Вот схема, которую я собираюсь (все собираюсь, собираюсь...))) сделать для вакуумаигорь223, 26 Сент. 16, 12:47

Ты схему упростил: нет лишних насосов, лишних теплообменников, теплоносителей и есть вакуум!
А вот ссылки на видео Игоря223 о перистальтическом вакуумном насосе:

1) рабочее тело одновременно является продуктом, его количество в системе постепенно убывает (до пополнения) и режим работы будет все время переходным.funtik8002, 04 Нояб. 17, 12:07

То что исходный и выходной продукт являются рабочими телами составляет суть идеи и предстоящего эксперимента.

2) непонятно влияние "грязных" бражных паров на турбину, достаточно ли ей будет охлаждения, не заc#ется ли она коркой нароста и не разбалансируется ли ?funtik8002, 04 Нояб. 17, 12:07

подобными продктами моют стёкла

Не будет ли смазка подшипников вымываться парами и "газить"в  вакууме пластик?funtik8002, 04 Нояб. 17, 12:07

Ещё не знаю какая там смазка, и что с ней будет решит эксперимент

 

А как сильно должен газить пластик в таком "космическом" вакууме?

А как сильно должен газить пластик в таком "космическом" вакууме?nidmalbor, 04 Нояб. 17, 15:06

Если в изделии есть термореактивные пластмассы на фенол-формальдегиде, на выходе будет отрава вонючая при любом давлении.
Кстати, продавец на алиэкспресс по ссылке на твою турбину предупреждает, что возможен окисел корпуса из алюминиевого сплава. Моточные провода наверняка ПЭВ или ПЭТВ, брага кислая и электропроводная и т.д.

Турбина по ссылке - воздуходувка, по углу наклона лопастей не похожа на высоконапорную компрессорную.   

Добавлено через 6мин.:

Ты схему упростил: нет лишних насосов, лишних теплообменников, теплоносителей и есть вакуум!
А вот ссылки на видео Игоря223 о перистальтическом вакуумном насосе:nidmalbor, 04 Нояб. 17, 13:56

Судя по подписи в  youtube это Игорь Шульман, слышал о нем как хорошем коммерсанте и организаторе.
Но его утверждение в видео про минус 90 кПа не понял. Давление отрицательным быть не может, какое обеспечивает этот насос?

Мне нужно около 10000/2 Па


Добавлено через 9мин.:

Ты схему упростил: нет лишних насосов, лишних теплообменников, теплоносителей и есть вакуум!nidmalbor, 04 Нояб. 17, 13:56

Особо не упрощал, но если ввести дополнительный контур (два ), то она будет иметь такой вид как на рис.
Сборка системы облегчится за счет перехода от фреоновых трубок к почти безнапорной охлаждающей жидкости (теплообменники можно оставить в одном коорпусе с компрессором), но время отклика теплового контура существенно увеличится за счет возрастания инерционности. Поэтому сброс тепла придется ставить перед нагревом куба, иначе реакции системы не дождешься.

В такой системе вполне ожидаемы колебания и компрессор может неблагоприятно "тактить" - отключаться по перегреву или по переохлаждению
 

Добавлено через 1мин.:

схема