Kühlwasser-Zu- und Ableitung

Selbstbau und Kauf von Destillen. Diskussionen über Bauweisen und Materialien
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BenDunker
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Kühlwasser-Zu- und Ableitung

Beitrag von BenDunker » 8. Nov 2019, 01:39

Meine Lieben,
ich hab hier in Neuseeland einen Freund der auch destilliert. Sein Name ist Dana und er ist ein Neuseeländischer Klempner seit 40 Jahren. Er hat natürlich alles an seiner Destille selbstgebaut und er hat mir auf mein Anfragen ein Video gefilmt um mir seine Kühlwasser-Zu- und Ableitung zu zeigen und zu erklären. Dieses Video möchte ich hier mit euch teilen, denn ich denke es könnte euch interessieren.


Im Grunde kontrolliert er den Kühlwasser-Fluss vor und hinter den Kühlern um eine feinere Kontrolle darüber zu haben. Er hat erstmal die Zuleitung zum Produktkühler mit einem Nadelventil und einem Kugelventil ausgestattet und nach dem Produkt-Kühler hat er einen Drei-Wege-Ventil verbaut um per Regler-umlegen stufenlos entscheiden zu können, ob entweder kein Wasser, voller Wasserfluss oder ein limitierter Wasserfluss durch den Reflux-Kühler fließt. Um vollen Reflux im Reflux-Kühler zu haben und alles zurückzuschicken schließt er das Nadelventil am Produktkühler-Kühlwasser-Zuleitung und öffnet das Kugelventil sowie das Drei-Wege-Ventil, alles Wasser fließt somit durch den Refluxkühler. Will er nun das Destillat abnehmen reduziert er entweder den Durchfluss durch den Refluxkühler oder stellt ihn völlig aus. In dem Falle wird das Wasser direkt abgeleitet. Er schließt dann auch das Kugelventil und öffnet per Feineinstellung das Nadelventil. Der Vorteil hier ist, dass er jederzeit den Reflux wieder hochfahren kann und nur durch schließen des Kugelventils bleibt das Nadelventil wieder in derselben Einstellung wie vorher, ohne neues fiddliges neu-Einstellen.

Das zweite bemerkenswerte Detail seiner Bauart finde ich den Ablauf des Kühlwassers. Egal ob das Kühlwasser nur durch den Produktkühler geht oder zusätzlich auch durch den Refluxkühler am Ende wird es in einen alten Duschmischer (eigentlich um Heiß und Kaltwasser zu mischen) geleitet, der durch eine Sprungfeder und ein wenig Luft einen leichten Druck auf die Leitung ausübt. Auch das Hochlegen der Wasser-Ableitung (sein Schlauch) dient um einen passiven Druck auf sein System zu geben. Er hat hier gesagt, dass er mindestens 3m Ablauf höher als seine Destille führt. Dieser Rück-Druck übt Kraft auf den herein strömenden Wasserdruck aus und reduziert den Wasserverbrauch und den Anfangsdruck. Er hat zusätzlich seine Zuleitung auf entweder ein oder zwei bar Druck minimiert bevor es in die Destille geht.

Viele Worte, aber seht selbst:



lasst mich wissen ob der Link funktioniert. Ich habe das als ein "nicht gelistetes Video" auf Youtube hochgeladen, so dass nur ihr die den Link habt das Video finden könnt, es taucht nicht im öffentlich gelisteten Bereich bei Youtube auf. Mir persönlich ist mein Datenschutz nicht so wichtig, da ich hier in Neuseeland legal brennen darf, aber ich weiss nicht, ob Dana, der mir das Video geschickt, hat so wild auf eine Karriere als youtube-Star ist.
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azeotrop
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Re: Kühlwasser-Zu- und Ableitung

Beitrag von azeotrop » 8. Nov 2019, 07:40

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derwo
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Re: Kühlwasser-Zu- und Ableitung

Beitrag von derwo » 8. Nov 2019, 10:43

Vielleicht hättest du ihn erstmal fragen sollen? Da du ihn kennst, kannst du aber wahrscheinlich besser einschätzen, ob das nötig ist.

Was ich nicht ganz verstehe: Einerseits betreibt er einen großen Aufwand, um alles gut regeln zu können. Andererseits macht er bezüglich Kühlwassermanagement den Fehler Nr.1, indem er die beiden Kühler nicht getrennt mit Kühlwasser beschickt sondern hintereinander, also das Abwasser vom "PC" (product condenser, Produktkühler) in den Refluxkühler schickt.
Das hat folgende Konsequenz; sagen wir, er betreibt die Anlage mit 100% Reflux: Wenn er nun langsam das Kühlwasser zurücknimmt, strömt Dampf in den PC und erwärmt dort das Kühlwasser. Also wird das Kühlwasser, welches in den "RC" (reflux condenser) fließt, nun erwärmt sein, also weniger Dampf kondensieren. Also gelangt mehr Dampf in den PC, das Kühlwasser wird noch wärmer, also gelangt nochmal mehr Dampf in den PC, es wird noch wärmer uswusf. Die sowieso nicht so gute Steuerbarkeit der CM wird damit zusätzlich verschlechtert. Der Reflux ratio ändert sich also noch ewig nach Verändern des Kühlwassers.
Aber gut. Am meisten würde das bei der Herstellung von Vodka oder Neutralalkohol stören. Und das ist ja eh nicht der Zweck einer Plattenkolonne. Aber dann kann man auch sagen, benötigt es auch den ganzen Aufwand nicht, den er betreibt.

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Re: Kühlwasser-Zu- und Ableitung

Beitrag von TheCK » 8. Nov 2019, 14:39

Sorry für die Zwischenfrage, passt aber thematisch hier gut dazu.
derwo hat geschrieben:
8. Nov 2019, 10:43
Was ich nicht ganz verstehe: Einerseits betreibt er einen großen Aufwand, um alles gut regeln zu können. Andererseits macht er bezüglich Kühlwassermanagement den Fehler Nr.1, indem er die beiden Kühler nicht getrennt mit Kühlwasser beschickt sondern hintereinander, also das Abwasser vom "PC" (product condenser, Produktkühler) in den Refluxkühler schickt.
Ich verstehe, dass hier die Reihenfolge der Schaltung Probleme machen kann und wird. Habe allerdings - auch bei Neuseeländern und Australiern, die scheinen da sehr kreativ zu sein - solche Serienschaltungen von Kühlwasser auch schon umgekehrt gesehen. Also zuerst durch den Reflux-Kühler und danach zum Produktkühler. Ist das dann ähnlich problematisch oder wäre das ein gangbarer Weg?

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derwo
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Re: Kühlwasser-Zu- und Ableitung

Beitrag von derwo » 8. Nov 2019, 18:29

Das löst dieses Problem, aber man handelt sich ein neues ein: Entweder verbraucht man viel Wasser oder das Destillat wird nicht besonders kalt. Denn das Kühlwasser fließt ja nach dem RC schon deutlich erwärmt in den PC. Sagen wir, das Wasser hat da 35°C, dann wird das Destillat vielleicht auf 38°C runtergekühlt, mehr geht nicht. Außer man nimmt halt so viel Wasser, daß es nach dem RC immer noch unter 20°C hat. Dann wird das Kühlwasser im PC aber auch kaum erwärmt werden, fließt also "unaufgebraucht" in den Abfluß. Wenn man aber das Kühlwasser mit einer Pumpe aus einer Tonne holt und zurückleitet, ist die Sache natürlich etwas anders: Man muss dann nur die Pumpe gehörig aufdrehen.

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BenDunker
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Re: Kühlwasser-Zu- und Ableitung

Beitrag von BenDunker » 9. Nov 2019, 00:18

Ja, genau. So ein Set-up habe ich im Moment. Erst geht das Kühlwasser in den RC und dann in den PC. Ich habe es inzwischen in zwei getrennte Leitungen geändert weil es höllisch genervt hat. Hat man den RC so eingestellt, wie man ihn benutzen will (viel Reflux / wenig Reflux) dann ist das Destillat direkt abhängig von dieser Einstellung und nur begrenzt zu benutzen. Es funktioniert wenn man sehr viel Reflux einstellt, aber je mehr man durchlässt desto mehr Dampf schickt man in den PC und gleichzeitig umso weniger Wasser durch den PC-Kühler. Das heißt je mehr man an Produkt abzieht, desto heißer wird das Destillat im Ausgang und das gleich durch zwei Faktoren: mehr Produktabnahme und gleichzeitig weniger Kühlwasser.
Das ist auf keinen Fall eine ideale Handhabung.

Mir scheint auch das Trennen der Kühlleitungen sehr viel mehr Vorteile zu haben, dabei reicht es das Wasser zum PC nur ein gröberes Kugelventil einzustellen und die Zuleitung zum RC kann sehr bequem mithilfe eines Nadelventil gesteuert werden. (in dem Fall der CM-/LM-Kombinations-Destille die ich bauen möchte, würde ich sogar drei Leitungen benötigen, da ich ja noch den zusätzlichen LM Ausgang mit eigenem Liebigkühler haben werde. Wobei der dann durch ein entweder/oder -Ventil zwischen dem Liebigkühler und dem Produktkühler der CM umgestellt werden könnte, da ich ja auch nur entweder durch den LM-Ausgang oder durch den CM-Ausgang mein Destillat abnehmen werde.)
Zuletzt geändert von BenDunker am 11. Nov 2019, 01:16, insgesamt 3-mal geändert.
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Re: Kühlwasser-Zu- und Ableitung

Beitrag von BenDunker » 9. Nov 2019, 00:44

Ich habe meinen Freundin Wellington mal darauf angesprochen und er meint:

Er stellt die Temperatur des Kühlwassers im RC durch die Flussrate ein.
Nachdem jede Fraktion erschöpft ist, ist eine weitere Anpassung erforderlich.
Er meint, vorgewärmtes Kühlmittel scheint weniger umständlich zu sein.
Sein PC ist sehr leistungsfähig und gibt immer eine Destillattemperatur um 18-20 ° C ab auch unter Beibehaltung eines gleichmäßigen Temperaturgefälles, sprich ganz kalt am Boden und nur an der Stelle warm, an der der Wasseraustritt zum RC ist.
Ich würde bei meinen Überlegungen nicht die Zuteilungsfunktion des Dreiwegeventils berücksichtigen.

Bisher verstehe ich was er sagt, aber in meiner Überlegung ist immer noch das Problem vom Anstieg der Produktrate durch stetige Erwärmung des RC-Kühlwassers ungelöst. Bzw. Er gibt als einzige Lösung an dass er die Flussrate des Kühlwassers reduziert, was ja in unseren Köpfen als umständlich erscheint und immer noch ständiges Justieren erfordert.

Jetzt wird es interessant:

Er sagt er hatte früher auch zwei seperate Leitungen gehabt, bis er das Dreiwegeventil bekam und verbaut hat.
Er behauptet, dass er jetzt viel weniger herumspielen muss und dass bei einer größere (3'') 6-plated still die Dinge etwas anders laufen als eine eng gepackte Kolonnen-Säule.

hmmmm,... ich habe jetzt nochmal darüber nachgedacht. Das Dreiwegeventil scheint ja tatsächlich ganz interessant zu sein, da es eben den Fluss im PC nicht ändert (dort läuft immer die gleiche Menge an Wasser durch). Würde anstelle des Dreiwegeventil nun ein Nadelventil an dieser Stelle sitzen würde ein Schließen des Ventils gleichzeitig die Destillats-Temperatur in beiden Kühlern erhöhen und wäre sehr unvorteilhaft. Wie gesagt, dass ist aber hier nicht der Fall, der PC bekommt immer viel Wasser zum Kühlen und am Dreiwegeventil wird nur nur die Menge an Wasser justiert, die durch den RC geschickt wird. Die Menge die nicht durch den RC geht wird nicht zurückgestaut, sondern fließt weiterhin auf anderen Wegen ab, der PC wird somit nicht verändert. bei wärmeren Kühlwasser im System wird etwas mehr durch den RC geschickt und bei bei kälterem Kühlwasser im System wird etwas weniger Kühlwasser zum RC geschickt, beides ergibt die gleiche Reflux-Ratio und so bleibt sie (relativ) stabil. So ganz blöd ist das nicht.

Die Frage ist nur, was macht weniger Arbeit und erfordert weniger nach-Justierung?

A) eine eigene Kühlwasserleitung zum RC mit Nadelventil mit gleichbleibend relativ kaltem Kühlwasser?
oder
B) eine vom PC vorgewärmte Kühlwasserleitung die durch die Fluss-Menge eingestellt wird?

Ich hätte klar A angenommen.. Dana behauptet es sei B und hat deswegen bewusst von der A-Variante auf die B-Variante umgerüstet.

Es kann hier natürlich auch sein, was du Derwo mal bei dem Platten vs. Kolonnen-Thema geschrieben hast: dass man sich ein neues System ausdenkt und so viel Arbeit da reinsteckt es zu bauen ect. dass man dann natürlich überzeugt ist, dass es einfach besser als vorher sein muss! Beides wird sicher funktionieren, aber welche Variante nun auch in der Tat leichter zu bedienen ist oder ob es nur eine Überzeugung durch seine Mühe es zu bauen, ist hier die Frage.
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Re: Kühlwasser-Zu- und Ableitung

Beitrag von derwo » 9. Nov 2019, 10:48

BenDunker hat geschrieben:
9. Nov 2019, 00:44
Er stellt die Temperatur des Kühlwassers im RC durch die Flussrate ein.
Nachdem jede Fraktion erschöpft ist, ist eine weitere Anpassung erforderlich. Das bedeutet, er lässt die % während des Mittellaufs steigen, so wie mit einer Potstill. Kann man machen. Für Vodka oder Neutralalkohol aber sicher nicht.

Sein PC ist sehr leistungsfähig und gibt immer eine Destillattemperatur um 18-20 ° C ab auch unter Beibehaltung eines gleichmäßigen Temperaturgefälles, sprich ganz kalt am Boden und nur an der Stelle warm, an der der Wasseraustritt zum RC ist. Das glaube ich gerne. Er bekommt ja auch frisches, kaltes Wasser. Die Austrittstemperatur ganz am Ende, nach dem RC wäre interessant. Je wärmer sie ist, und trotzdem das Kondensat schön kalt, desto effektiver ist sein Setup. In diesem Fall aber, je effektiver, desto schlechter zu steuern.

Er sagt er hatte früher auch zwei seperate Leitungen gehabt, bis er das Dreiwegeventil bekam und verbaut hat.
Er behauptet, dass er jetzt viel weniger herumspielen muss und dass bei einer größere (3'') 6-plated still die Dinge etwas anders laufen als eine eng gepackte Kolonnen-Säule. Und die Leitung zum RC war damals auch so schön fein justierbar wie jetzt? In einer Packungskolonne laufen die Dinge diesbezüglich bisschen anders, weil sie höhere % produzieren kann, also in einem weiteren %-Bereich arbeitet, also die Schwankungen höher sind. Beide produzieren bei 0 Reflux dieselben % und °C, aber bei 100% Reflux die Packung halt vielleicht 96% und die Kolonne nur 85%. Das ist dann auch eine geringerer Temperaturbereich.

hmmmm,... ich habe jetzt nochmal darüber nachgedacht. Das Dreiwegeventil scheint ja tatsächlich ganz interessant zu sein, da es eben den Fluss im PC nicht ändert (dort läuft immer die gleiche Menge an Wasser durch). Kann man aber doch auch mit zwei getrennten Leitungen haben, oder? Außerdem sollte die Kühlwassermenge im PC doch an die Dampfmenge angepasst sein? Warum soll man beim Vorlauf mit nur ein paar ml pro Minute dieselbe Kühlwassermenge einsetzen wie beim Mittellauf?

bei wärmeren Kühlwasser im System wird etwas mehr durch den RC geschickt und bei bei kälterem Kühlwasser im System wird etwas weniger Kühlwasser zum RC geschickt, beides ergibt die gleiche Reflux-Ratio und so bleibt sie (relativ) stabil. Dafür muss er aber öfters nachjustieren, was er ja nicht macht. Also entweder erduldet er die Schwankungen, wie man bei einer Potstill ja auch alles erduldet, oder er verwendet einfach so viel Kühlwasser, daß die Erwärmung am PC kaum ins Gewicht fällt.

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Re: Kühlwasser-Zu- und Ableitung

Beitrag von BenDunker » 10. Nov 2019, 07:55

hmmm.. ich weiss es nicht..

Fazit ist wohl, dass zwei seperate Leitungen besser und genauer justierbar sind, zumindest im Falle einer CM mit Packung. Außerdem scheinen es mir auch deutlich weniger Teile nötig, auch wenn man die Zuleitungen aus Rohren anstelle Schläuchen macht.
Ich meine irgendwo möchte man schon aus einer Zuleitung beide Kühler bedienen, aber das kann ja einfach auch vor beiden Kühlern mit jeweils einem Kugelventil zu Produktkühler und einem Nadelventil zu Refluxkühler geschehen.
Clever wäre es wenn man auch einen Weg fände wie man das verbrauchte Wasser nach den Kühlern in einer Leitung vereinen könnte, da ich in das verbrauchte Kühlwasser wieder in mein Haussystem zurück leiten kann und somit überhaupt kein Wasserverbrauch durchs Kühlen habe. Die Idee ist, dass man sozusagen dann nur eine Zu- und eine Ableitung zur gesamten Destille hat. Das ist mir aber bislang noch nicht gelungen, da in meinem Fall die größere Wassermenge des Produktkühler sich auch in den Refluxkühler drückt. Ich habe die Ableitungen daraufhin wieder getrennt, das Kühlwasser des Produktkühler habe ich wieder in mein Haussystem zurückgeführt und dass Wasser vom Refluxkühler ging ins Waschbecken.
Außerdem sollte die Kühlwassermenge im PC doch an die Dampfmenge angepasst sein?
Ich wollte das sowie so mal fragen. Welchen Einfluss hat die Kühlung des Produktkühlers auf das Destillat? bzw. hat sie überhaupt einen Einfluss? Es ist klar, dass genug Kühlung gegeben sein muss damit das Destillat nicht zu heiß oder gar Dampf austreten kann, aber gibt es auch negative Einflüsse auf das Produkt durch "zuviel oder zu schnelle Kühlung" oder regelt ihr beim Vorlauf etwas runter und dann erst beim Mittellauf hoch auf die mindeste nötige Kühlleistung um nicht einfach unnötig Wasser zu verbrauchen?
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Re: Kühlwasser-Zu- und Ableitung

Beitrag von derwo » 10. Nov 2019, 12:21

BenDunker hat geschrieben:
10. Nov 2019, 07:55
Clever wäre es wenn man auch einen Weg fände wie man das verbrauchte Wasser nach den Kühlern in einer Leitung vereinen könnte, da ich in das verbrauchte Kühlwasser wieder in mein Haussystem zurück leiten kann und somit überhaupt kein Wasserverbrauch durchs Kühlen habe. Zumindest als Toilettenwasser ist es nutzbar. Zum Trinken muss man selber wissen, ob der Rinspalt sauber genug ist. Aus Kupferkühlern, welche im Mantel nach dem Brennen immer feucht sind und aber auch Luftkontakt haben, möchte ich nicht unbedingt das Wasser trinken. Und die Flussmittelreste...
Außerdem sollte die Kühlwassermenge im PC doch an die Dampfmenge angepasst sein?
Ich wollte das sowie so mal fragen. Welchen Einfluss hat die Kühlung des Produktkühlers auf das Destillat? bzw. hat sie überhaupt einen Einfluss? Es ist klar, dass genug Kühlung gegeben sein muss damit das Destillat nicht zu heiß oder gar Dampf austreten kann, aber gibt es auch negative Einflüsse auf das Produkt durch "zuviel oder zu schnelle Kühlung" oder regelt ihr beim Vorlauf etwas runter und dann erst beim Mittellauf hoch auf die mindeste nötige Kühlleistung um nicht einfach unnötig Wasser zu verbrauchen? Die Anlage läuft ruhiger, je weniger Kühlwasser man nimmt, also je länger der Kondensationsbereich ist. Andere Effekte halte ich persönlich für Esoterik. Also daß ein langsam Abkühlen des Destillats aromaschonender wäre oder so.
Bei meiner LM läuft das Kühlwasser in Reihe, da hab ich also gar keine Wahl, wie viel Kühlwasser der PC bekommt. Bei der Potstill stelle ich das Kühlwasser ein, so wie es nötig ist. Also je nach Temperatur des Abwassers erhöhe oder verringere ich den Wasserfluss. Ein Thermometer hab ich dafür nicht. Das Abwasser soll halt heiß sein, aber nicht dampfen. Manchmal halte ich auch einen Finger unter den PC, um zu prüfen, ob es genug kalt ist. Allgemein gilt aber: Bei einem eher überdimensionierten PC ist das Destillat entweder fast so kalt wie das Kühlwasser oder (bei zu wenig Kühlwasser) das Destillat kommt als Dampf heraus. Insofern ist die Destillattemperatur oft kein guter Ratgeber, ob die Wassermenge ok ist. Die Kühlwasserausgangstemperatur ist viel aussagekräftiger.

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Re: Kühlwasser-Zu- und Ableitung

Beitrag von BenDunker » 11. Nov 2019, 01:43

Sehr gut vielen Dank für die Info.

Um die Rückführung des benutzen Kühlwassers mache ich mir hier in meinem Falle weniger Sorgen auch wenn ich deine Anmerkungen für absolut richtig und bedenkenswert halte. In normalen Haushalten sollte man da auf jeden Fall drüber nachdenken bevor man einfach das Kühlwasser so wieder zum trinken benutzen will. Das würde ich auch nicht machen. Wir sind hier aber im Ländlichen Bereich Neuseelands und nicht an eine örtliche Kanalisation angeschlossen, das heißt wir benutzen hauptsächlich gesammeltes Regenwasser und wenn es sehr trocken im Sommer wird haben wir einen Anschluss vom Brunnen des Nachbarn. Unser Trinkwasser muss somit also in jedem Fall durch einige Filter, einer UV-Licht-Behandlung und anderen Reinigungs-Stufen bevor es in das Hauswasserwerk eingespeist wird. Im Falle der Destillation wird es somit einmal vor der Destillation durch dieses System geschickt und dann wieder zurück in den Regenwasser-Tank und beim nächsten richtigen Verbrauch dann noch ein weiteres Mal durch die Reinigung. Und die Flussmittel... da hoffe ich doch stark, dass man da Blei-lose Flussmittel benutzt die auch für normale Kupferne Trinkwasser-Rohre benutzt wird. Was für Trinkwasser-Rohre funktioniert wird auch für ein Kühlsystem einer Destille ausreichen. Zumindest werde ich das dann meinem Bau drauf achten.

Apropos.. ich habe durch deinen Beitrag gemerkt, dass ich oben immer von meiner geplanten VM-Destille geschrieben habe, ich meinte natürlich eine kombinierte LM/CM Destille!

Dein Kühlwasser läuft in Reihe? Ist das nicht genauso / ähnlich wie bei dem Video oben?
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Re: Kühlwasser-Zu- und Ableitung

Beitrag von derwo » 11. Nov 2019, 13:25

Das Löten eines Liebigs oder Shotguns ist allerdings eine recht dreckige Angelegenheit verglichen mit einer Hausinstallation. Beim Shotgun brauche ich das glaube ich nicht erklären. Bei einem Liebig wird ja normalerweise der innere Ringe eines T-Fittings oder einer Reduzierung abgefeilt, bis man das Innenrohr ganz durchstecken kann. Das ist dann nie wirklich passgenau und beim Löten spritzt recht viel Flussmittel und Lot ins Innere. Aber klar, es kommt auf die Dosis an: Wenn der Kühler nicht deine ganze Wasserquelle darstellt, sondern zusammengemischt irgendwie gereinigt wird, glaube ich dir schon, daß das passt. Überlegenswert wäre nach dem Löten mal Essig, dann Spiritus und dann Dampf durchzuleiten. Und ihn zwischen der Benutzung vielleicht gar nicht auszuleeren.

Bei einer LM oder VM darf das Kühlwasser in Reihe sein, da ja immer der ganze Dampf kondensiert wird, egal ob 100 oder 0% Reflux. Die Kühlwassertemperatur oder -menge hat keinen Einfluss auf den Reflux ratio. Unten in den PC, oben raus und dann nach oben in den RC.

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Re: Kühlwasser-Zu- und Ableitung

Beitrag von BenDunker » 12. Nov 2019, 05:06

stimmt, stimmt, stimmt!

das ist ja nur bei der CM so fiddelig.
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