Мощност на електрически нагревател спрямо литри мъст

[balabanoff]

Здравейте,
нов съм във форума.
Изграждам си система за варене на домашна бира 4 в 1. Имам много опит от други технологични решения.
Не открих информация във форума по темата, може и да има, каква е оптималната мощност на нагревателя за качествено нагряване на водата във варката за да се включим във времето на фазите от процеса? Ще използвам ПИД контрол и това ми е важно.
Открих много различни отговори по темата в чужди форуми. Дават от 0.5W до 1KW за литър.
Препоръчват 110W за куб. 25 inch , което излиза приблизително 433W за 1 литър.
Някои препоръчват по 1KW на 10 литра вода, което ми се струва най-реална мощност!

Открих и полезен калкулатор
http://processheatingservices.com/water ... alculator/
Според него излиза това:
Обем на течността за загряване в литри : 30
Повишаване на температурата, изисквано в градуси C : 99
Изчислете мощност, необходим за едночасово нагряване: 3.48183 кВт
Тази стойност ми се струва приемлива?

Обем на течността за загряване в литри : 30
Повишаване на температурата, изисквано в градуси C : 99
Мощност на нагревателния елемент в kW: 4,5
Изчислете времето, необходимо за загряване до температура: 51.92308
минути
Това време е нереално много?
Та, въпроса ми е, колко KW мощност на нагревателя е оптимална за загряване на 1 литър вода? Примерно от 10 гр. от чешмата до 78 градуса при озахаряване? В моя случай за 30 литра.
И каква да е използваната мощност след завиране на водата при варене 90 минути? Някой намалят мощността до 40%.
Благодаря за отговорите ви!

[balabanoff]

Направих опит с кана за топла вода
1200W с 1 литър вода.
Не ми се вярва нагревателя да е повече от 1кW.
Въздух 14,4 градуса
Вода 12,4 градуса
1 минута 30 градуса
2 минута 44,5 градуса
3 минута 60,6 градуса
4 минута 76 градуса
5 минута 89 градуса
6 минута 99 градуса
6,5 минута 99,9 градуса
При отворен капак не вдигна повече.
Външна температура на каната 96 градуса.
Как мога да използвам данните за 30 литра варка?

[G.Andonov]

Зависимостта между количество вода, начална и крайна температура, мощност на нагревателя и време е:
Време = (4.2 * L * (T_end-T_start))) / 3600) / kW * 60

4.2 е коефциент за вода. Нагряването на бира е една идея по-бързо.
Тази формула е при "затворена" система. т.е. не отчита загуби в околната среда.

Пример:

Обем вода L: 30 L
Начална T_start: 15 °C
Крайна T_end: 65 °C
Нагревател kW: 3,5kW
Време за достигане на 65°C от 15°C на 30L с нагревател 3,5kW = 30 min

Temp.jpg (18.69 KiB) Прегледано 37400 пъти

А това е табличка според твойте измервания.
По нея може да изчислиш загубите на твоята система (в случая - за кана при околна температура 14,4°C).

... Та, въпроса ми е, колко KW мощност на нагревателя е оптимална за загряване на 1 литър вода? Примерно от 10 гр. от чешмата до 78 градуса при озахаряване? В моя случай за 30 литра ...

Обем вода L: 30 L
Начална T_start: 10 °C
Крайна T_end: 78 °C
Време при нагревател 3,5kW = 40,80 min
Време при нагревател 4,0kW = 35,70 min
Време при нагревател 4,5kW = 31,73 min
Време при нагревател 5,0kW = 28,56 min

... И каква да е използваната мощност след завиране на водата при варене 90 минути? Някой намалят мощността до 40%.

Зависи от околната температура и изолацията на съда. ... но % не те интересуват. Просто намаляваш докато постигнеш стабилно варене.

Вари първо без PID докато научиш параметрите на твоята инсталация!
А после ще ги зададеш в PID алгоритъма.

[G.Andonov]

Тук - http://forum.beer-bg.com/viewtopic.php?f=39&t=3319#p12355 - victoryvt го е обяснил с други думи.
Но формулата е същата

[ultrashock]

Според мен с формулата може да се пресметне някакъв съвсем приблизителен резултат.
1. Нагревателите не са точно толкова вата колкото пише. Имам уред за измерване , 3 бързовара и два нагревателя, нито един не е толкова, колкото би трябвало да е, в най-добрия случай разликата е +/- 200W, на единия БГ бързовар е 500W.
2. Много зависи от съда и изолацията му. Преди ползвах ел.тенджера с каменна вата изолирана, сега ползвам хладилна чанта Igloo. Разликата е огромна в полза на Igloo-то. За 1 час озахаряване пада макс с 2 градуса, пускам го на 66, завършвам на 64.

По чуждите форуми винаги съветват за такива нагреватели, които са LWD (Low Watt Density) или ULWD (Ultra Low Watt Density).

[stoyanninov]

Малко съвети и от мен
Първо прецени колко ампера ток са налични за начинанието. Ако имаш трифазен няма ядове да се сложи голям нагревател. ако си на монофазен над 6 е почти невъзможно. имай предвид че винаги има и други консуматори
После за какъв обем става въпрос - за големите обеми си е сериозен проблем
Практиката е следната - 50л-3кВ, 100л-6кВ Ние варим 80л с 4,5кВ макар че ако можех бих сложил 6, обаче ще почернее стената
Макар формулите, това 1кВ за 10 литра е мноооого над необходимото
имай предвид че за добър контрол и чрез ПИД е по добре да е по малък нагревателя и да работи по-често отколкото по мощен и рядко. така се избягват постоянните осцилации на температурата.
и последно - с по малък нагревател можеш да напълниш казана до половината без да стане вулкан
поздрави
Стоян

[balabanoff]

Много благодаря на колегите, за полезната информация и съветите. Ще пробвам с 5 kW, за 220 V до 22 А. Имам регулатор на мощност и мисля да го свалям на 50% след завирането. Ще е по средата за нормална домашна инсталация. Обема ще е от 54, 56 литра в 60 литра казан, за 8 кг малц с идеята накрая да получя 40 литра бира. По литър за ден, докато стане новата
Експериментите ще ги правя по традиционната рецепта за озахаряване 1 кг малц х 3 литра вода на степени + 4 литра за промиване. Казана е от 10 мм полиетилен висока плътност тестван на 120 градуса, с празна водна риза и има много добра изолация.
Сега проблема ми е дъното на съда за прецеждане. Дупките са лоша идея, запушват се и водата минава трудно дори и при отпушените. Пробвах с 3 мм дупки, тече, като чешма. 2 мм се държи по-добре, но се мъчи и минават едри парчета и кълнове. Иска ми се да направя нещо по-различно. Мисля си за канали помагащи на гравитацията. Флуидите се увличат при завихряне, като в сифон на чешма и би трябвало да стане по-бързо и чисто. Та ще изрежа на лазера няколко дъна. Няма да са дупки, а извити канали с дължина 20 мм и ширина 1,5 мм. Ще се запушват по-трудно. Мисля да пробвам и с двойно дъно, като долното ще е 0,5 мм просвет. Там няма да има едри частици, да го запушват, освен протеина. Ако има и конус ще е още по-добре, но ще стане много скъпо.
Вие имате повече опит, ако имате идеи, аз имам база за експерименти.
Сърдечни поздрави!

[balabanoff]

Вкъщи имам постоянно нагряващ бойлер 9 kW и с предпазител 63 А си работи от много години, Та си мисля, че 5 kW няма да са много. Преди бях смятал за пещ от 13kW и излизаше 49 А. Апартаментите ги покриват при директна връзка с добър кабел.
Поздрави!

[G.Andonov]

... Имам регулатор на мощност и мисля да го свалям на 50% след завирането. ...

Да използвам темата и аз да поискам съвет за регулиране на нагряването.
Ситуацията е следната:

• Използвам котлон 1500W + бързовар 3000W за нагряване и варене в 38л тенджера. Котлона има регулатор, но не и бързовара.
• Само с котлона ръчно поддържам температурата за озахаряване.
• Метода е BIAB. (вече имам помпа и в скоро време ще правя рециркулация)

Проблемите ми са:
1. Варенето е твърде силно. Бързовар 3kW е твърде мощен за моя обем. Искам ръчно да регулирам мощността на бързовара.
Въпросът ми е дали това се прави с подобен фазов регулатор (https://www.aliexpress.com/item/4000W-220V-SCR-Voltage-Regulator-Adjust-Motor-Speed-Control-Dimmer-Thermostat/32742366283.html) и какви трябва да бъдат характеристиките на регулатора за 3kW бързовар?
Прочетох, че този фазов регулатор контролира добре индуктивни товари (например мотори), но не намерих дали работи добре и при активен товар (например негревател).

2. Поддържам температурата за озахаряване с ръчно контролиране на силата на котлона ... което не е удобно.
Въпросът с какво мога да автоматизирам контрола на температурата при озахаряване?
Какво мислите за следната постановка?

• Котлонът е сложен на Max и е включен в контакт, който се управлява от SSR реле, Arduino + PID library и температурен сензор.
  Въпросите тук са:
  1. Може ли 1,5kW котлон да се контролира по този начин? (Доколкото знам, Arduino-то прави PWM на релето т.е. бързо го включва-изключва. Това ли е правилния начин или има друг подход?)
  2. Ако отговорът на горния въпрос е ДА, то това SSR реле https://www.aliexpress.com/item/Free-Shipping-1PCS-LOT-5V-2-Channel-Relay-Module-Shield-for-Ardui-ARM-PIC-AVR-DSP/32340779264.html подходящо ли е?

Приемам и всякакви други идеи и предложения.
Благодаря предварително

[balabanoff]

Въпросът ми е дали това се прави с подобен фазов регулатор (https://www.aliexpress.com/item/4000W-220V-SCR-Voltage-Regulator-Adjust-Motor-Speed-Control-Dimmer-Thermostat/32742366283.html) и какви трябва да бъдат характеристиките на регулатора за 3kW бързовар?

Здравей колега,
за най-добри резултати става със SSR фазов регулатор.
https://vikiwat.com/product/16529/fazov ... 80vac.html
40 ампера са достатъчни, има и по-малки.
Задължително се слага голям радиатор и към него вентилатор. Има такива фабрични за SSR.
Един потенциометър и си готов. Сваляш мощността до 0.
Релето което си избрал не е за тази работа!
И аз търся добър проект на Ардуино с дисплей, SSR, управление на нагревател и помпа. И най-вече работещ код с възможност за съставяне на програма. Ако някой има, ще се отблагодаря.
Нещо, като този проект:
https://www.youtube.com/watch?v=SXtPU7YnEZk
Поздрави!