Tegenstroomkoeler design

William · 22-08-2006 22:30 u

Bij mijn eerste brouwsessies heb ik steeds gekoeld met een dompelkoeler met een lengte van ongeveer 5 meter. De tijd om van 90°C naar 25°C te komen voor 15 l wort vind ik te lang. Daarom speel ik met de gedachte om deze dompelkoeler om te bouwen tot een tegenstroomkoeler door hier een slang overheen te trekken. Alvorens hier de zaag in te zetten en onherstelbare schade aan te richten wil ik natuurlijk wel eerst weten of de lengte van 5 meter voldoende is.

Ik heb op basis van informatie van internet een modelletje in Excel gebouwd waarin de volgende gegevens kunnen worden ingevoerd: interne diameter wortpijp; diameter waterpijp; debiet water; debiet wort; ingangstemperatuur wort; ingangstemperatuur water en radiale warmtegeleidingscoefficient. Het modelletje geeft de temperatuur van het wort als functie van de lengte van het koeltraject. Zo is het mogelijk te bepalen wat de lengte zou moeten zijn om te koelen van 90°C tot 25°C.

In mijn geval (binnendiameter 10 mm; buitendiameter 25 mm; wortdebiet 1.5 l/min; waterdebiet 5 l/min zou de pijp ongeveer 7 meter lang moeten zijn om te koelen tot 25°C. In dit geval zou 5 meter pijp leiden tot een eindworttemperatuur van 30°C. (zie figuur links)

Op basis van dit theoretisch verhaal zou ik moeten concluderen dat ik de huidige wortdompelkoeler maar beter niet kan opofferen en beter een langere koperen pijp kan kopen. Strookt dit echter ook met jullie praktijkervaring?

Een andere mogelijkheid zou zijn om het wortdebiet te verlagen. Het Excelmodel laat zien dat bij een wortdebiet van 1 l/min bij een waterdebiet van 5 l/min de doeltemperatuur van 25°C binnen ongeveer 4 minuten bereikt is (figuur rechts). Bij zo'n laag debiet duurt het dan wel een kwartier voordat mijn 15 liter doorgelopen is.
En hoe bereik ik zo'n laag debiet? Moet ik dan met een pomp gaan werken of gewoon een kraantje aan het uiteinde van de wortkoeler zetten die wordt geknepen?

Mocht iemand iemand met dit modelletje willen spelen dan wil ik het wel beschikbaar stellen. (Laat dan wel even weten waar ik het kwijt kan)

gr
William

Pieter. · 22-08-2006 23:30 u

Ik heb mijn dompelkoeler ook omgebouwd tot tegenstroomkoeler, ook deze is ca 5 meter lang gemaakt uit 12mm koperen buis met 22mm tuinslang als buitenmantel. Als ik het wort rustig in het gistingsvat laat stromen met de koudwater toevoer voluit is de temperatuur ca 20 tot 25 graden Celcius afhangkelijk hoe snel ik het wort laat stromen. Het wort voluit laten stromen zal een hogere temperatuur geven maar ik heb deze niet gemeten, uiteraard is ook de temperatuur van het koelwater belangrijk die in deze tijd van het jaar hoger is dan in de winter. Aan het eind van mijn hopfilter/wortverzamelingspijp zit een kraantje om de stroomsnelheid te regelen.

Vriendelijke groeten,
Pieter

William · 23-08-2006 07:49 u

Citaat van: Pieter64 op 22-08-2006  23:30 uAls ik het wort rustig in het gistingsvat laat stromen met de koudwater toevoer voluit is de temperatuur ca 20 tot 25 graden Celcius afhangkelijk hoe snel ik het wort laat stromen.
Vriendelijke groeten,
Pieter

Je lijkt dezelde dompelkoeler te hebben gezien de lengte en diameter. Kun je een schatting geven van het debiet van het wort en van het water - dan kan ik ook direct nagaan of het modelletje een beetje realistisch is.

gr
William

MO · 23-08-2006 09:39 u

Edgar heeft ook een binnenbuis van 10 mm, hij krijgt het wort daar lastig doorheen meldde hij laatst. Ik heb een tegenstroomapparaat (TSA) met een binnenbuis van 12 mm. Ik heb geen problemen met een vlotte doorvoer. De lengte van mijn TSA is ca 12 meter. Ik koel ongeveer 30 liter wort in een minuut of 10 maar heb wel de beschikking over zeer koud grondwater (puls geslagen, ca 12 °C).
Het lijkt me lastig om zonder pomp te koelen, wil je dit dan op zwaartekracht doen? Dat zal een hele stellage worden. Op marktplaats staan regelmatig goedkope pompen (Iwaki en March zijn geschikt).
Ik zou zeggen 5 meter 10 mm is niet genoeg. Ik zou gaan voor 10-12 m van 12 mm. Je kunt beter wat ruimer gaan zitten, stel dat je over een tijdje meer liters wilt gaan brouwen, dan hoef je nu maar 1 keer te bouwen.

Johannes · 23-08-2006 09:43 u

Ik hoop jullie binnenkort te kunnen informeren over mijn nieuwe platenkoeler (besteld via ebay) zou voldoende tot overkill aan vermogen hebben en kost iets meer dan het zelf maken van een tegenstroomkoeler. Zodra deze binnen is ga ik m uiteraard meteen testen.

Edgar · 23-08-2006 10:23 u

Citaat van: MO op 23-08-2006  09:39 uEdgar heeft ook een binnenbuis van 10 mm, hij krijgt het wort daar lastig doorheen meldde hij laatst.

Klopt, niet doen, teveel restrictie.

Pieter. · 23-08-2006 10:35 u

Citaat van: William op 23-08-2006  07:49 uJe lijkt dezelde dompelkoeler te hebben gezien de lengte en diameter. Kun je een schatting geven van het debiet van het wort en van het water - dan kan ik ook direct nagaan of het modelletje een beetje realistisch is.

gr
William

Sorry maar wat betekent debiet?

Vrg,
Pieter

MO · 23-08-2006 10:37 u

Stroomsnelheid, bijvoorbeeld in liters per minuut. Maar dat had je zelf natuurlijk ook op kunnen zoeken.

http://nl.wikipedia.org/wiki/Debiet

Pieter. · 23-08-2006 10:40 u

Citaat van: MO op 23-08-2006  09:39 uEdgar heeft ook een binnenbuis van 10 mm, hij krijgt het wort daar lastig doorheen meldde hij laatst. Ik heb een tegenstroomapparaat (TSA) met een binnenbuis van 12 mm. Ik heb geen problemen met een vlotte doorvoer. De lengte van mijn TSA is ca 12 meter. Ik koel ongeveer 30 liter wort in een minuut of 10 maar heb wel de beschikking over zeer koud grondwater (puls geslagen, ca 12 °C).
Het lijkt me lastig om zonder pomp te koelen, wil je dit dan op zwaartekracht doen? Dat zal een hele stellage worden. Op marktplaats staan regelmatig goedkope pompen (Iwaki en March zijn geschikt).
Ik zou zeggen 5 meter 10 mm is niet genoeg. Ik zou gaan voor 10-12 m van 12 mm. Je kunt beter wat ruimer gaan zitten, stel dat je over een tijdje meer liters wilt gaan brouwen, dan hoef je nu maar 1 keer te bouwen.

Mijn koeler werkt gewoon op zwaartekracht en met de kraan open stroomt het hard zat ondanks dat de binnenbuis maar 10 mm is, zal straks even een foto opzoeken.

Vrg,
Pieter

Edgar · 23-08-2006 10:47 u

Citaat van: Pieter64 op 23-08-2006  10:40 uMijn koeler werkt gewoon op zwaartekracht en met de kraan open stroomt het hard zat ondanks dat de binnenbuis maar 10 mm is

Da's interessant, ik ben erg benieuwd naar het verschil. Bij welk hoogteverschil hevel je (vloeistofniveau<>uitstroomopening)?

William · 23-08-2006 11:30 u

Citaat van: Edgar op 23-08-2006  10:47 uDa's interessant, ik ben erg benieuwd naar het verschil. Bij welk hoogteverschil hevel je (vloeistofniveau<>uitstroomopening)?

In mijn geval zou de tegenstroomkoeler vast komen te zitten aan het kraantje van de emmer waarin ik het gekookte wort filtreer. Normaal loopt het dan direct de gistingsemmer in, nu zal dat via de tegenstroomkoeler moeten. Aangezien alles alleen maar naar beneden stroomt verwacht ik geen probleem. Een probleem kan hooguit de te hoge stroomsnelheid van het wort zijn maar dit kan met een kraantje opgelost worden.

William · 23-08-2006 11:32 u

Citaat van: Pieter64 op 23-08-2006  10:35 uSorry maar wat betekent debiet?

Vriendelijke groeten,
Pieter

Sorry, ik had dit natuurlijk even netjes moeten uitleggen maar ik zie dat het antwoord al gegeven is. Maar kun je wel een indicatie geven voor het water en het wort (in l/min)?

MO · 23-08-2006 11:41 u

Ik zou me eerder zorgen maken over een te trage stroomsnelheid met al die bochten (het is eigenlijk 1 grote bocht). Het is best een lastige unit operation dit koelen. Filters kunnen dichtslibben, slangen kunnen andere ideeen hebben dan jij, ik ben maar wat blij dat ik mijn pomp dicht kan draaien zodra er een probleem is. Ik heb tevens een thermometer in laten bouwen in de uitstroom van mijn koeler, met het debiet van het koelwater en van het wort kan ik op 0,1 °C de temperatuur regelen.

Arjan · 23-08-2006 12:07 u

Ik heb een tegenstroomkoeler met een 12 mm koperen buis en een 32 mm tuinslang eromheen.

In mijn schuurtje heb ik geen water aansluiting, derhalve stroomt het wort en het water op zwaartekracht-power. Ik vul een aantal emmers met water en deze laat ik lekker stromen. Vervolgens regel ik de stroomsnelheid van het wort.

Pieter. · 23-08-2006 15:46 u

Hier wat foto's ter verduidelijking.

Het kraantje staat ongeveer half open.

Hier was ik klaar met overhevelen, foto dient alleen om een beeld te geven van mijn opstelling.

Hier staat de kraan vol open alleen stroomt er water door ipv wort.

Het hoogteverschil bodem pan --> uitstroom is ca 60 cm.

Het duurde exact 3 minuten om 10 liter water vanuit de kookpan naar de opvang emmer te laten stromen met de kraan vol open (3.33 Liter/min)

Vrg,
Pieter

BuBS · 23-08-2006 16:57 u

Wat ook belangrijk is, is dat het hete wort van onder naar boven in de tegenstromer moet lopen.
Hierdoor krijgt je een betere koeling en geen lucht in de koeler.
Dit moet natuurlijk wel kunnen in verband met het hoogteverschil.

Gr Kees

Tsjerk · 23-08-2006 17:08 u

Of gebruik een Vaillant warmtewisselaar. 25 liter wort van 100 graden naar ca. 27 graden in ca. 10 minuten.

€ 6,50 bij de schroothandelaar

Tsjerk

William · 23-08-2006 19:28 u

Citaat van: Pieter64 op 22-08-2006  23:30 uIk heb mijn dompelkoeler ook omgebouwd tot tegenstroomkoeler, ook deze is ca 5 meter lang gemaakt uit 12mm koperen buis met 22mm tuinslang als buitenmantel. Als ik het wort rustig in het gistingsvat laat stromen met de koudwater toevoer voluit is de temperatuur ca 20 tot 25 graden Celcius afhankelijk hoe snel ik het wort laat stromen.

Hoi Pieter,

Bedankt voor de illustratieve gegevens.
Als ik jouw gegevens in het modelletje gooi met een wortdebiet van 1 l/min, een waterdebiet van 10 l/min; worttemperatuur van 90°C en watertemperatuur van 18°C dan kom ik bij een lengte van 5 meter op een eindtemperatuur van 22.5 °C. Het lijkt erop dat dit goed gaat lukken met de huidige dompelkoeler.

Ik heb geen behoefte aan een lange koeler daar ik geen grotere brouwsels ga maken. Ik maak er liever meer! Trouwens als de koeler voldoende effectief is en de warmte naar buiten ook goed kan worden afgevoerd dan zou de hoeveelheid wort die er doorheen gaat niet uitmaken.

Binnenkort maar eens knutselen.

gr
William

Jokke · 28-08-2006 22:46 u

Ik weet niet goed of ik hier een nieuw topic voor moet maken, maar het leek me hieronder wel te kunnen passen.
Ik heb een rvs spiraal van een oude tapinstallatie kunnen bemachtigen. (zie foto)
Diameter spiraal is 8mm, gewikkeld met een diameter van 14cm. De lengte van deze spiraal is dan ongeveer 2*17m.
Nu bestaat deze uit een dubbele spiraal, de twee ingangen vertrekken samen langs de buiten kant naar beneden, en dan komen ze samen terug boven uit. Deze wikkelwijze maakt het volgens mij onmogelijk om deze twee uit elkaar te halen. Het doel is om deze om te bouwen tot een tegenstroomkoeler.
Er zijn echter een paar moeilijkheden die ik op het moment al voorzie:
1. Over de twee spiralen ga ik nooit een tuinslang gewikkeld krijgen, zeker niet terug omhoog?
Ik zou er één tussenuit kunnen zagen, maar dan kom je bij probleem 2
2. in een ander topic staat dat je het wort best langs onder kunt laten instromen, dit zou beteken dat ik mijn spiraal van onder moet doorzagen, zodat ik er 4 aparte aan overhou, met ineens het voordeel dat ik deze dan uit elkaar kan halen. Maar zou dan de lengte (nog 8.5m) voldoende zijn? Ik heb alleen maar lengten van spiralen teruggevonden gemaakt van koperen buizen met een grotere binnendiameter. En door de andere warmtegeleidingscoëfficient zou ik niet weten in hoeverre de lengten te vergelijken zijn. Iemand een idee?
Indien deze lengte van 8m niet voldoende zou blijken kan ik nog altijd een tweede spiraal er onder monteren.
3. Door de kleine diameter is de weerstand die het wort ondervindt ook heel wat groter, zou ik er vanaf komen zonder pomp?

Overings ben ik na een jaar niet meer te brouwen

terug begonnen, met de bedoeling het met meer regelmaat te gaan doen. Het volgende brouwsel zou een stout gaan worden, maar voor het recept zal ik wel een ander topic één van de dagen openen. Ook kijk ik met veel jalouzie naar de HERMS installaties hier op het forum...

Jokke

Hans (Lagos) · 29-08-2006 01:08 u

Citaat van: BuBS op 23-08-2006  16:57 uWat ook belangrijk is, is dat het hete wort van onder naar boven in de tegenstromer moet lopen.
Hierdoor krijgt je een betere koeling en geen lucht in de koeler.
Dit moet natuurlijk wel kunnen ivm het hoogte verschil.

Gr Kees

Scheelt dit echt veel? Ik heb die van mij juist andersom aangesloten en ik kom ongeveer 2 a 3 oC hoger dan mijn (warme) grondwater. $:-\$

Eduard · 29-08-2006 10:07 u

Mijn tegenstroomkoeler van 5 m lengte werkt prima voor brouwsels van 25 liter. Het ligt ook maar net aan de koeltemperatuur en de doorstroomsnelheid wat je eisen zijn, maar ik heb geen behoefte gevoeld voor een langere koeler. De warmteoverdracht is echt prima en het koelwater komt er gloeiend heet weer uit.

Emile · 29-08-2006 10:25 u

Volgens mij maakt het niets uit of je het van boven naar beneden of van beneden naar boven laat lopen. Het enige dat hier relevant is, is de "verblijftijd" in de tegenstroomkoeler.

Als je geen pomp gebruikt, dan blijft het wort langer in de tegenstroomkoeler als je het van beneden naar boven laat lopen. En dus koelt het wat harder.

Zelf gebruik ik een pomp om het wort door de tegenstroomkoeler te krijgen. Het duurt ongeveer 15 minuten om 80 liter wort er doorheen te krijgen. Ik heb een bypass op de pomp geplaatst en die zet ik zover open totdat het koelwater bijna kokend is.

Eduard · 29-08-2006 10:30 u

Het maakt wel degelijk uit welke kant het wort stroomt, in elk geval als je geen pomp gebruikt. Het beste is het om het wort aan de onderkant naar binnen te laten stromen en aan de bovenkant er weer uit. Zo voorkom je luchtbellen in je leiding die het koelen doet stokken (erg vervelend). Dan wel de koeler zo laag mogelijk hebben staan, op de grond bijvoorbeeld.

Edgar · 29-08-2006 10:37 u

Ik sluit me aan bij die tip: van onder naar boven laten vollopen kan heel veel gedoe door luchtbellen voorkomen!

Hans (Lagos) · 29-08-2006 11:02 u

Bedankt, ik gebruik een pomp dus ik laat het zo als het was.