Замкнуте охолодження: коли воно потрібне і з чого складається
Вода з крана в дефлегматор і зі шланга в каналізацію — найпростіша схема, і на кухні вона працює. Проблеми починаються у гаражі й на дачі: крана поруч немає, свердловинний насос смикається кожні дві хвилини, тиск плаває — і разом з ним плаває флегмове число, бо дефлегматор отримує то більше води, то менше. Взимку шланг на вулиці замерзає. Замкнутий контур знімає все це одним махом: вода йде з бака, повертається в бак, і від водопроводу апарат не залежить узагалі. Ціна — бак, насос і те, куди подіти тепло.
Проточна чи замкнута#
| Проточна з крана | Замкнутий контур | |
|---|---|---|
| Витрата води на 3 кВт | 170–260 л/год при нагріві на 10–15 °C — за 8 годин 1.4–2 м³ у злив | 0. Ті самі 100–300 л/год крутяться по колу |
| Стабільність | Залежить від тиску в мережі. Сусід відкрив кран — флегма змінилась | Насос дає сталу подачу; контролер регулює її сам |
| Температура на вході | Стала: 8–15 °C зі свердловини, до 25 °C з міського літом | Росте протягом перегонки, якщо тепло нікуди не скидати |
| Потрібно | Кран і злив поруч | Бак, насос, місце, радіатор або чилер |
| Де це працює | Кухня, цех із водопроводом | Гараж, дача, підвал, будь-де без зливу |
Тепло нікуди не дівається. 3 кВт з ТЕНа проходять через куб, пару, дефлегматор і холодильник — і майже всі 3 кВт опиняються у воді контуру. За годину це 10.8 МДж, і бак їх приймає, поки не нагріється. Скільки годин він витримає і що робити далі — у розрахунку контуру.
Три схеми#
1. Лише бак. IBC-куб на 1000 л, насос, дефлегматор, повернення в бак. Тепло накопичується у воді. На 3 кВт бак нагрівається з 15 до 40 °C приблизно за 10 годин — це одна перегонка. До ранку вода не охолоне сама (1000 л у гаражі втрачають 2–3 °C за ніч), тож дві перегонки поспіль ця схема не тягне.
2. Бак + радіатор з вентилятором. Той самий бак, але зворотна вода проходить через автомобільний радіатор із вентилятором. Скидає 3–6 кВт при різниці «вода–повітря» 10–15 °C. Бак стає буфером, а не накопичувачем: температура стабілізується на рівні, де радіатор скидає стільки ж, скільки приходить. Робоча схема для більшості апаратів до 6 кВт.
3. Бак + чилер. Холодильна машина тримає воду на 10–15 °C незалежно від погоди. Дефлегматор і холодильник працюють, як від свердловини. Ціна — чилер на потужність ТЕНа (3 кВт холоду це від 1 кВт з розетки) і його вартість, яка дорожча за решту контуру разом.
Спрощений четвертий варіант — теплообмінник у свердловину чи в ґрунт, але це вже земляні роботи, і в статті не розглядається.
Обов'язкові вузли#
| Вузол | Навіщо | Що в каталозі |
|---|---|---|
| Бак 200–1000 л | Буфер тепла. Менше 200 л на 3 кВт — гріється за дві години | IBC-куб, бочка |
| Насос 12/24 В із ШІМ | Подача 100–300 л/год, напір 3–5 м. Керується контролером за температурою зворотки | TOPSFLO TL-B03, безщіткові «сонячні» насоси |
| Датчик температури на зворотці | Саме за ним прошивка регулює насос (роль cooler-out_water-temp) |
DS18B20 у гільзі |
| Витратомір на подачі | «Вода справді пішла» — захист від сухого дефлегматора при зупиненому насосі | Витратомір Холла YF-B1 |
| Радіатор + вентилятор або чилер | Скидання тепла. Без нього схема 1 | автомобільний радіатор, вентилятор 120–200 Вт |
| Фільтр-сітка перед насосом | Бак відкритий — у нього летить усе | сітка 0.5 мм |
Опційно: датчик температури в баці (вмикати вентилятор радіатора лише коли треба), другий насос на холодильник продукту окремо від дефлегматора.
Що робить контролер#
Прошивка oCBot у скриптах ББК і парогенератора керує насосом контуру за температурою води на виході з дефлегматора (bbk_script.cpp, adjust_condencer_coolant_pump): є задана температура зворотки (параметр cc_target_temp, у парогенераторному скрипті типово 20 °C), гістерезис ±3 °C, і кожну секунду подача насоса змінюється на 1 % у потрібний бік у межах 20–100 %. Це означає дві речі для контуру:
- температура зворотки — це те, що ви задаєте, а не те, що виходить само. Для замкнутого контуру з баком на 35 °C задавати 20 °C безглуздо — насос вийде на 100 % і там залишиться; ставте 40–45 °C;
- насос має бути ШІМ-керованим (колекторний або безщітковий із входом PWM), а не релейним. Реле дає «увімк/вимк», а регулювання тут плавне.
Вентилятор радіатора й чилер прошивка спеціальною роллю не веде — це звичайний релейний вихід за температурою бака.
Суміжні статті#
- Розрахунок контуру: тепло, бак, радіатор, насос — числа під ваш ТЕН.
- Розрахунок дефлегматора — чому витрата води важливіша за площу теплообмінника.
- Датчики потоку — підключення витратоміра й імпульси на літр.
- Електродвигуни та вентилятори — ШІМ-керування насосом контуру.