Непрерывный парогенератор (НПГ)

[Диоген]

Этот  непрерывный парогенератор (далее НПГ) сделан из частей итальянской кофемашины фирмы «Nuova Simonelli»,  придумывать и высчитывать что -  либо не пришлось. Все  расчеты сделаны людьми знающими, по этому рекомендую при повторении в самодельных вариантах придерживаться конструкции оригинала и пользоваться готовыми параметрами и схемой.
За два года эксплуатации  НПГ  показал свою  «живучесть», не смотря на самые мерзопакостные условия,  в которых  ему приходилось работать ! (плохая вода, броски напряжения, халатность и «темнота» пользователя) .

Для начала  фото и общая схема (произвольная, но правдивая) ;

[attach=1][attach=2][attach=3][attach=4][attachimg=5]



1 – Впускной электроклапан ( паспортные данные на фото) на 220В.

[attach=6]

2 -  Обратный клапан (срабатывает от слабого нажима, пружинка мягкая ).

[attach=7]

3 – Реле регулятор уровня воды. Управляет впускным клапаном и помпой (схемы нет, маркировки открытых деталей затерты, остальное залито герметиком ). На выходе реле на 24В , с двумя группами замыкающих контактов на 5А. Блок питания 24В., 1А. схема управления мостовая резистивная, с задержкой на включение 2 сек. Под компаундом одна микросхема.

[attach=8]

4 – Манометр. Здесь он двойной, на 2,5 бар, и на 15 бар, зачем так - не знаю, нижнюю шкалу не использую.

[attach=9]

5 – Датчик уровня воды. Выполнен из нержавеющей проволоки и  фторопласта.

[attach=30] [attachimg=10]

6 – Котел. Медный, луженый, толщина  металла 1,2мм. (скорее 1мм + лужение), вареный автоматом. Стенка, с ТЭНами ( 2700 Вт)  и датчиками - латунная, литая под крепеж обвязки, минимальная толщина 10мм. Объем котла 3л.

[attach=11]

7 – Паропровод. Выполнен медной трубкой с наружным Д=10мм., отожженной (мягкой), толщина стенки 0,5мм. Наконечники медные, конусные, паяные  припоем. Края ртубки развальцованы и притерты по конусу. ПРОКЛАДОК НЕТ!  Изоляция (это мое) выполнена пеньковым шнуром  Д=8мм., в три слоя. Длина паропровода 80см.

[attach=12]

8 – Воздушный клапан. Закрывается при первых признаках пара. Выполнен полностью из латуни. Открывается, при падении давления, под собственным весом заглушки. Вес заглушки с прокладкой 3гр.

[attach=13]

9 – Подрывной клапан. Открывается при давлении 4 атм. Проверял насосом с манометром. Конструкция та - же, что и обратного клапана, только пружина мощная.

[attach=14]

10 – Защитный экран (показан зеленым). И  воздушный, и подрывной, клапаны,  должны быть изолированы от внутреннего объема  НПГ. Нижняя часть экрана выходит за пределы корпуса через днище( для безопасности) и в случае аварийного выброса пара утеплитель и электрическая часть будут защищены.

[attach=15]

11 – Регулятор мощности. Схема произвольная.


Очень важную роль в  работе НПГ играет ДРОССЕЛЬ  установленный в паропроводе.

[attach=16][attachimg=17]

Вставку  можно легко сделать самому, например,  взять отрезок  латунного болта  и просверлить в центре отверстие.
От диаметра  отверстия зависит качество и режим работы аппарата  в целом.  Поскольку  кубы  есть разные, подбирать размеры отверстия придется опытным путем, в зависимости от объёма, т.к. столб жидкости в кубе также создает некоторое давление.
У меня кег 50л., максимальная загрузка 40л., результат следующий;
При максимальной мощности 2700Вт. и давлении в водопроводе 2бар,  диаметр выходного отверстия  1,5 мм., давление в котле, при этом,  1,5бар.
С этими параметрами всё работает стабильно. Давление при подаче очередной порции воды падает всего на 0,2бар ,пар шурует без малейших перебоев.
При снижении мощности до 1800Вт. давление устанавливается на отметке ровно 1 бар , процесс, по прежнему стабильный.
Ниже на картинке таблица зависимости температуры пара от давления.

[attachimg=18]

Теперь о том, что будет, если  диаметр отверстия дросселя очень мал.
При максимальной мощности нагрева, давление пара в котле и давление воды в водопроводе уравновешиваются и вода уже не проходит через обратный клапан(2)! При этом создаётся аварийная ситуация. Объём воды уменьшается, ТЭНы оголяются и температура, в результате перегрева пара, резко подымается, давление зашкаливает, срабатывает защита! Первым вырубается термовыключатель , по инерции давление продолжает расти, открывается предохранительный клапан (9), происходит резкий сброс давления пара, за ним открывается подача воды и всё стихает. Для того, чтобы ТЭНы опять включились должно пройти не менее 5 минут, это время охлаждения  для  термовыключателя, он установлен на корпусе котла, в цепи общего провода ТЭНов.
Обратите внимание на место установки термовыключателя относительно уровня воды (NM) в котле!

[attach=19]

Другой вариант, когда диаметр отверстия дросселя слишком большой или дроссель отсутствует.
В моем кубе 40л. воды. Даже при максимальной мощности давление в котле низкое и не поднималось выше 0,3бар. Клапан подачи воды, подает воду большими порциями, процесс надолго (1-1,5мин.) прерывается, после закипания подача воды долго не включается из-за того, что вода в котле сильно бурлит,  брызги держат датчик уровня в замкнутом состоянии, пока почти всё не выкипит. Пара много, температура его низкая, расход воды большой, вода в кубе ещё не нагрелась, а куб уже переполнен.

[attach=20]

[Диоген]

На счет расхода воды.
Заметил, еще на этапе первых  испытаний, что расход воды на одну дистилляцию, на моем оборудовании, в среднем, не превышал 11л.  Когда  куб заполнен на  40л., отбирал 9л дистиллята и сливал 42л барды. Объем увеличивался  максимум на 2л.

В начале НПГ подключался к центральному водопроводу, проблем было не меряно. Давление не стабильное, постоянно скачет  когда соседи открывают краны, а ночью, часто вообще нет воды. Кроме этого, разный мусор в трубах летает. Был случай, когда впускной клапан вышел из строя именно из-за мусора.

[attach=1]

Когда на входе поставил сеточку – проблем стало меньше, но это было последней каплей для перехода на автономную подачу воды.
Была такая схема;

[attachimg=2]

Сделал из пластиковой  бутыли на  10л.
(К стати, можно использовать для подачи браги в НБК)
У кого нет, можно взять две по 6л.

[attachimg=3]

Можно применить автомобильный электрокомпрессор, это тоже работает.
Я сейчас, для автономной подачи, использую вот эту помпу.

[attach=4]

Большие емкости не понадобились, т.к. максимальный расход воды(для сахарной бражки), теперь,  не превышал 10л.
Среди прочих, есть ещё один плюс в автономной подаче - возможность использовать подготовленную  воду. Без этого нельзя.
Самый страшный бич НПГ – НАКИПЬ!

[attach=5][attach=6][attach=7][attach=8][attach=9][attach=10]

Далi будэ...