Парогенератор

Коллеги, извините за провокационный вопрос: а сколько энергии вы сможете передать таким образом от ТЭНа до нагреваемого паром объема? Сколько при этом потеряется? И насколько эффективно и безотказно будет работать "сухой" ТЭН, не предназначенным для намокания, по сравнению с "мокрым"? На ум сразу приходят вздувшиеся, а то и лопнувшие "блины" на бытовых электроплитах....

Насчет энергии все просто.
Любая нагревательная система такого типа имеет очень высокий КПД (при соответствующей теплоизоляции испарителя)
То есть подвели электричество - получили тепло. Это тепло, утрированно говоря, нагревает теплоноситель и окружающую среду. Изолировав место нагрева и теплотрассу от окружающей среды, получаем КПД, близкий к 100%.

  По поводу перегрева нагревателя - возможно и сгорит, без ОС. То есть все изолированно, воды мало - теплу деваться некуда, оно раскаляет саму внутренность испарителя, включая тен... Вопрос именно в правильном алгоритме, что я Стилу и писал вчера под воздействием тминной настойки. Но он игрался с утюгом..)))

Так может поступить так, как это принято в нормальных паровых системах: греем замкнутый объем (котел) ТЭНами (газом, дровами...) до температуры 120-150 градусов и, при помощи дозатора-питателя, под давлением впрыскиваем туда воду? И ни к чему лить воду на ТЭНы!
Правда очевидных граблей становиться не меньше...

Не суть важно, что мы греем - поверхность чего мы орошаем. Сам тен или башмак утюга.

Мы пытаемся сократить время разгона - раз и получить непрерывность - два.

ПГ закрытого типа залит сразу ВСЕМ обьемом воды, причем, не зная точно, сколько пара нам будет потребно, мы вынуждены лить с запасом. То есть мы имеем совмещенный испаритель и питатель, как бы.
По окончанию работы мы имеем в ПГ закипевший обьем "испарителя", и закипевший же оставшийся заполненным обьем "питателя".

В ПГ непрерывного типа мы можем иметь небольшой обьем испарителя и вообще не кипятить питатель, отдельный в этой схеме. Отсюда и экономия по времени.

То, что предлагает Стилл, теоретически убирает в ноль обьем и испарителя - то есть налицо еще одна экономия времени. Время будет тратиться для нагрева какой то инерционной штуки - "кирпича" в его транскрипции. Нужной для непрерывности парогенерации, чтобы ПГ не "плевался". Правда, тут есть одно небольшое но. Когда процесс окончен, и воду мы прекратили подавать - кирпич остается нагретым в замкнутом обьеме. И даже если электричества больше нет, он продолжает излучать тепло в замкнутом малом обьеме-надо подумать, однако.
Примерно так...

Понял. Ушел кипятить большой объем...

Пока Стил занят утюгом, а Дальневосточник - обьемами, я накарябал примерную схему утюгового парогенератора

Схема действия довольно очевидна.

Выход из ПГ надо прикрыть от тена небольшим козырьком для защиты от прямого брызгоуноса. Или изменить форму камеры ПГ.

Вся эта штука должна быть утеплена теплоизолятором, выдерживающим, скажем, 150С

Вопросы - алгоритм начала-работы-окончания.
        - устройство душа-распылителя
        - температурные режимы работы
        - материал утеплителя

Тен на 3 кВт для сауны у меня есть, камешки тоже. Бак найду (скажем из коптильни продажной можно приспособить. В качестве клапана - от стиралки сгодится, в качестве управителя Овен ТРМ202 тоже сгодится, термометр и группа безопасности штатные, обратные клапана - водопроводные от горячей воды на пробу.
То исть вполне можно, после конструктивной критики, соорудить действующий макет нашего паровоза в натуральную величину

Все-таки я предлагаю стабилизировать температуру нагревательного элемента. Объясню.

От обычного воздушного ТЭНа тепло отводится в окружающую среду конвекцией и излучением. В зависимости от подаваемой мощности и окружающей среды, температурное равновесие наступает при разной температуре. Например, возьмем обычный бытовой конвектор. Если его закрыть сверху (бросить тряпку), то конвекция прекращается, и ТЭН нагревается до высоких температур, вплоть до перегревания или срабатывания защиты.

У нас в качестве переменных внешней среды слишком много параметров: температура и поток питающей воды, давление и температура пара в емкости, температура стенок емкости.

Изменение любой из них ведет к изменению температуры равновесия (при неизменной мощности). И нормально работающий на открытом воздухе ТЭН в закрытой емкости с паром может вполне "задохнуться" - перегреться.

Чем чреват перегрев - во-первых, и это считаю самым главным, изменится режим кипения воды на пленочный - по поверхности испарителя будут бегать капельки, парообразование резко снизится и еще больше выбьемся из режима. Во-вторых, изменится температура пара на выходе.

Как мне кажется, температура пара будет соответствовать температуре нагревателя, но с большим запазыванием. Поэтому и стабилизировать нагреватель по температуре (особенно с использованием ПИД Овна) - это самый простой путь.

Да, если конструктивно нагреватель плохо контактирует с буфером, то вполне возможен локальный перегрев. Я пока вижу конструктив такой - ТЭН от электроплиток (он же воздушный) припаян твердым припоем к металлической (желательно медной или латунной) болванке. Может быть подойдет чугунная конфорка от электроплиты, но я не знаком близко с ее устройством, плюс видел много вздутых и потрескавшихся.

Еще, по поводу испарения. Когда экспериментировал с утюгом, лил воду на наклонный утюг, чтобы полностью использовать поверхность. При достижении некоторой температуры, вода на ровной поверхности уже начинала собираться в шарики и резво скатываться почти не испаряясь, но как только попадала в углубления (отверстия для штатного выхода пара), то уже дальше никуда не бежала и с шипением испарялась. Поэтому гладкая поверхность - не идеал. Возможно, лучше себя поведет какой-нибудь медный игольчатый радиатор (типа таких, как на процессоры ставят, только иголки пониже, миллиметров 5-10).

Зачем тебе радиатор. Смотри, вот тен, предназначенный работать в саунах, засыпанный камнями, с не очень качественной вентиляцией.
Засыпаем его песком, к примеру. Или камешками для аквариума, один хер. И поверхность неровная, и инерционная составляющая есть.
По поводу места измерения температуры для получения обратной связи - тут думать надо. В принципе нужен-то стабильный поток пара, соответственно и нужно контролировать пар, по крайней мере температурно. М.б. нужно два термометра... в любом случае, нужен четкий алгоритм, коллега Стилл...

Камешки для засыпки негодятся - поверхностный контакт с ТЭНом слабый. В сауне камни прогреваются в основном за счет конвекции, вода льется периодически и камни успевают набирать температуру. Поэтому нам нужен песок - иконтактная поверхность хорошая, и шероховатость+впитываемость отличная.
Пар никогда не прогреется до температуры ТЭНа - он постоянно расходуется по назначению. Согласен, если перекрыть выход пару, то он перегреется.
Предлагаю для безопасности и аварийного отключения ТЭНа к корпусу приделать биметалический предохранитель. Можно использовать пробку-автомат с небольшой переделкой - электроники нет, только механика. Подрегулировать, чтобы срабатывала при 140-180^оС. Если по каким либо причинам прекратится подача воды, ТЭН нагреет корпус и сработает биметалический предохранитель.

В принципе нужен-то стабильный поток пара, соответственно и нужно контролировать пар, по крайней мере температурно.
игорь223, 18 Нояб. 09, 11:43

Еще раз - стабильный поток пара обеспечивается за счет того, что испаряется вся вода. Залил 18 грамм воды - получил 22.4 литра пара (без учета давления). А контроль воды как-то гораздо проще, за счет ее несжимаемости.

У меня вырисовываются 2 конструкции парогенератора

1. куб с водой, тэнами, датчиком давления пара и краном на паропроводе.
Соственно все, кто имеет колонну, так или иначе эту конструкцию делать научились.
Кран пара открываем, давление в кубе падает, тэны начинают нагрев. Соотв пара имеем столько, насколько открыт кран или хватает мощности тэнов. Когда кран закрыт, тэны работают в дежурном режиме для компенсации тепловых потерь, изредка включаясь и поддерживая заданное давление.

2. проточный парогенератор.
Необходимо сделать что-то типа водонапорной башни метра 2 высотой (бачек от унитаза на штативе ), с которой вода через зажим от капельницы будет поступать в парогенератор. Стабильный поток воды и соотв пара обеспечен.
Сам парогенератор - толстая металлическая трубка с приделанным нагревателем и стабилизацией температуры. С одной стороны трубки шланг паропровода, с другой ворсунка для воды. Форсунку хорошо бы теплоизолировать от нагревателя, чтобы вода в ней кипеть не начинала и соотв форсунка не забивалась бы накипью.
Температуру надо задавать градусов 150, чтобы и тэн не перегревать лишнего и вода испарялась с гарантией.
Если воду перекрыть, нагреватель переходит в дежурный режим, изредка включаясь для компенсации тепловых потерь.

Еще раз - стабильный поток пара обеспечивается за счет того, что испаряется вся вода. Залил 18 грамм воды - получил 22.4 литра пара (без учета давления). А контроль воды как-то гораздо проще, за счет ее несжимаемости.
steel.ne, 18 Нояб. 09, 14:40

Контролировать нужно температуру пара ИМХО. Мне интересно знать не количество воды, подаваемое в ПГ, а мощность, попадающую в куб. То есть я включил трехКвт-ный тен на полную, и при температуре пара скажем 110С понимаю, что почти три кило в час подается в куб. Выставил на тенах 2 кВт - знаю, какая скорость дистилляции у меня сейчас. Поставил 600 Вт - опять же, мне понятно, что с дистиллятором.
Понятно, что это легко расчитывается и подачей воды, но тены будут перегревать пар - придется синхронно с водой уменьшать мощность по определенным туманным/косвенным зависимостям...головняк, ИМХО-же.

Итак, утрированно - дали мощу на тен, зафиксировали Тпара градусов 110, и держим ее. Захотели уменьшить мощу - уменьшили, а Тпара стоит себе и стоит. На тене стоит только аварийная отключалка - и ловит локальный перегрев.
Что тут не так?

Контролировать нужно температуру пара ИМХО.

Что тут не так?
игорь223, 18 Нояб. 09, 17:54

Честно - да все не так, тоже имхо

Во первых, не так легко выставить какую-нить можность на тэнах и знать еще при этом, что это именно та самая мощность. Либо дорогущий стабилизатор напряжения и калиброванный мощный латр, что есть далеко не у всех, либо тиристорное управление. А для обратной связи тебе этому самому управлению надо интегрировать не просто напряжение, которое поступает на тэны, а квадрат напряжения. В принципе все реализуемо, но сказать, что вот так уж все просто - ни фига.

Следом за стабилизацией мощности тебе надо в зависимости от температуры пара регулировать поток воды. Причем делать это с большим быстродействием и точностью. Иначе ПГ плеваться будет и паром и водой. А клапаны - тема отдельная. Да и трещать он будет, как оглашенный, из-за ШИМа. Потому, что по другому хрен эту воду отрегулируешь.

Вот и скажи, нафига весь этот головняк?

Обратноосмотический насос можно регулировать напряжением(либо как-то ещё, но оперативно и автоматикой) на предмет изменения подаваемого потока воды через него?

Игорь223, если у тебя есть такая приблуда для сауны, считай что парогенератор у тебя есть. Ты где то выше возрожал против электродов, используй свой тен.Тэн надо впаять (латунью)в стенку как можно ниже к дну, припаять крышку (можно припоем) две трубки, одна для подачи воды, другая для выхода пара.
Вспомним как работает паяльная лампа, бензин подаётся под давлением, в нагретой горелке он испоряется и уже газом подаётся в форсунку. Пока горелка горячая бензин не прорвётся, но если остынет то бензин начинает лить струёй.
так же и здесь, Вода поступает на ТЭН и испаряясь частично через дросель подаётся в затор а остальная часть поднимает воду на некоторую высоту. Чем больше разница уровней тем больше давление.

Обратноосмотический насос можно регулировать напряжением(либо как-то ещё, но оперативно и автоматикой) на предмет изменения подаваемого потока воды через него?
SilverShadow, 19 Нояб. 09, 06:50

Да, можно. Меняя питающее напряжение от 6 до 24 В я регулировал как то поток воды через дефлегматор, поддерживая там температуру под крышкой при помощи ПИД регулятора с точностью до десятой градуса. Баловался с отбором по паровой фазе, пытаясь понять, есть kb какие то преимущества этого способа. Все работало очень четко, можно было даже отбор регулировать.

Селянин, рисунок примерно понятный, тока кажется мне, что будет парогенератор плеваться. То есть воду подлили, давление подросло, процесс пошел. Воду выдавило, пока поток пара не упал - подпитки нет. Налицо колебательность... Или нет?
Далее, с падением уровня воды  в питателе - что будет происходить с потоком пара?
Далее, пока давления пара нет в начале работы - не заполнится ли испаритель полностью... короче, есть вопросы, ответы на которые хотелось бы от тебя, как от автора идеи, послушать, коллега.

А ты как в паяльной лампе,открыл подачу чуток налил,закрыл,поджег,прогрелось открыл подачу пошел вместо бензина газ.Это начало,с водой так же,а вот как дальше? Извини влез вместо Селянина(все таки земеля.)

Баловался с отбором по паровой фазе, пытаясь понять, есть kb какие то преимущества этого способа. Все работало очень четко, можно было даже отбор регулировать.
игорь223, 19 Нояб. 09, 09:51

А мне вообще нравится отбор по пару. Обыкновенным винтовым зажимом пережимаешь силиконовую трубку на паре, меняя соотношение давлений. Холодильник самый обычный пять шариков на длине 15 см (грею на плитке 2 кВт, в рабочем режиме где-то 0,5 кВт). В отличии от полной дефлегмации нет опасности загасить колонну излишне холодной флегмой. Жидкость в дефлегматоре, как только образуется, так сразу вниз и стекает, а поскольку холод подключен потивотоком, пары и жидкость фактически не достигают самой холодной зоны.

Хотя, конечно, возможности для автоматики не очень велики. Но у меня ее и нет.

У меня, если честно, колонна не страдала ни разу от холодной флегмы. Я пробовал мерять воду на выходе, меняя поток охлаждения. На входе, скажем, 20С. На выходе от 30С до 70С. По мне - почти одинаково. Точнее разница была, но небольшая, и в чем заключалась она - я уже забыл. Помню только вывод - если не сложно, лучше иметь Т воды на выходе из дефлегматора 50-60С. А вот почему - бля, не помню. Кстати, в букваре так же и написано.
...Оффтоп, однако)))

Меняя питающее напряжение от 6 до 24 В я регулировал как то поток воды через дефлегматор, поддерживая там температуру под крышкой при помощи ПИД регулятора с точностью до десятой градуса. Баловался с отбором по паровой фазе, пытаясь понять, есть kb какие то преимущества этого способа. Все работало очень четко, можно было даже отбор регулировать.
игорь223, 19 Нояб. 09, 09:51

А где-нибудь на форуме про это баловство писал? Это созвучно моим думам, хотелось бы узнать подробности.