Peltierkjøling av gjæringskar

[HansV]

Starter en ny tråd om mitt siste prosjekt i startfasen, å bygge gjæringskar med peltierkjøling.
Jeg har ikke plass til ett eget kjøleskap til gjæring og har tenkt en del på hvordan jeg skal kjøle gjæringskaret når temperaturen i kjelleren blir for høy i forhold til ønsket gjæringstemperatur, så det ikke er mulig å styre temperaturen kun med ett varmeelement.
Jeg tror den optimale løsningen for meg blir noe slikt:
- Peltierkjøler med kjøleribbe fra en Biltema 12v kjøleboks
- 120mm datavifte
- 12v strømforsyning
- STC-1000 temperaturregulator
- Rele for å kunne kjøre peltierelementet i revers for oppvarming
- Liggeunderlag til å isolere rundt gjæringskaret

Et peltierelement virker slik at når det går strøm igjennom blir den ene siden kald og den andre siden varm. Hvis den varme siden får god kjøling vil den kalde siden kunne brukes til å kjøle ned ting nokså effektivt. Dette er måten nesten alle elektriske kjølebokser virker på. Hvis en snur spenningen blir motsatt side varm og kald, og det kan brukes til oppvarming. Peltierelementet er egentlig bare en termoelektrisk varmepumpe som er svært enkel og har nokså dårlig virkningsgrad.
Tanken er å bruke kjøleribben med element og kloss for varmeleding fra kjøleboksen, se bilde. Denne kan kjøle den til neste 40 grader under lufttemperatur, og gir ganske god virkningsgrad om temperaturforskjellen ikke blir høyere enn 10-15 grader. Derfor er det viktig med god termisk kobling til gjæringskaret. I tillegg må det isoleres godt så oppvarmingen blir minst mulig.
Jeg har tenkt å skru fast kjølelementet midt på en passe tykk aluminiumsplate som jeg bøyer så den ligger best mulig inntil bøtta. Da trenger jeg ikke ta hull på bøtta og øker ikke faren for lekkasjer, infeksjon og forurensing. Greit at bøtta er umodifisert. Gjør det ogå lett å flytte køleren til andre bøtter om detskulle trengs.
Hvis aluminiumsplata er passe stor bør det gi god nok termisk kobling til at dette vil fungere bra selv om den bare ligger klemt inntil utsiden på bøtta. Så tar jeg ett liggeunderlag og kapper så det passer rundt bøtta. På midten lager jeg hull til kjøleelementet. Da kan jeg bare feste kjøler og liggeunderlag rundt bøtta med to stropper.
Temperatursensoren til STC-1000 regulatoren taper jeg fast på den andre siden av bøtta. Har testet dette allerede, og jeg måtte bare korigere 0.5 grader for å få regulatoren til å vise rett tempertur når jeg hadde liggeunderlag på utsiden.
Får at regulatoren skal kunne styre både kjøling og oppvarming må jeg ha ett eksternt rele i tillegg som kan snu spenningen. Der kan jeg bruke ett billig dobbeltrele fra Biltema.
Bilder og oppdateringer kommer etterhvert som jeg får bygget og testet denne løsningen. Målet er å gjøre det så enkelt at det blir lett for andre å bygge det også hvis det fungerer godt. Regner med at det er flere enn meg som gjerne skulle droppet ett ekstra kjøleskap bare for å gjære seg en pils eller ale med for høy romtempetatur.
Innspill, ideer og erfaringer mottas med takk, da blir det mye artigere å holde på med slike småprosjekter.

 

[A Igland]

Blir spennende å følge med på, høy Reodorfaktor er viktig for verdens utvikling. Bilder, evt. Tegninger vil gjøre det enklere å komme med innspill/forslag.
Knall idé, men litt dyrt å slakte biltemabokser hvis en trenger flere? Billigere muligheter?  så at Haveanother1 på hbw (youtube) lagde peltierkjølere selv. Muligheter der kanskje?
Stå på gutt. :yes:

Edit: og der så jeg bildet ditt :bank2:     Kjøleribbene er vel tenkt for størst mulig anleggsflate i forhold til luft, kanskje modifisere de litt slik at det blir mest mulig anlegg mot gjæringskar. Om jeg er helt på jordet og har misforstått feil har IPA skylden :biersmile:

Dobbeledit: dette tar på. Forstår det nå slik at du tenkte å bytte ut ribbene mot en bøyd alu. Plate? Se forrige edit 

 

[HansV]

Kjøleribba står på den varme siden, for å kjøle ned elementet sammen med vifta. Det de aluminiumsklossen som stikker ut på midten som skal monteres på aluplata. Peltierelementet er montert mellom kjøleribba og klossen, men er ikke så lett å se på bilde. Så det er klossen som kjøles ned og det som skrus fast videre på denne.
Tror du skal slite litt med å skaffe kjøleribbe, peltierelement, kjølepasta og monteringsdeler mye billigere enn de 350 kronene det koster for en kjøleboks. Og her får du det ferdig sammenskrudd. I tillegg kan boksen brukes til meskekar etterpå
Dette blir selvsagt en dyrere løsning enn ett kassert kjøleskap, men vil også dekke ett annet behov.

 

[A Igland]

Ser med mitt tredje øye at du har rett.  :ilike:

 

[Espen Unnvik]

Jeg prøvde dette i 2004, fungerte greit til gjæring av ale helt til sommervarmen slo til for fullt.
35 grader i rommet en formiddag i juli, da klarte jeg ikke å regulere temperaturen lengre.

 

[HansV]

Det vil selvsagt være begrenset hvor stor temperaturforskjell denne løsningen kan klare, men 15-20 grader skulle gå. Isoleringen og kobling mellom kjøleelement og bytte vil ha stor betydning for hvor godt det fungere.
Under stormgjæringen vil varmen som utvilkles i karet også begrense maksimal temperaturforsjell.
Jeg har det stående i kjeleren og der kommer aldri temperaturen over 20 grader. 35 grader romtemperatur er nok litt i overkant for denne løsningen.
Lurer litt på hvor mye varme som kan utvikles i en 20 liters gjæringsbøtte. Tror nok det kan komme opp i 10-15W, ut fra hvor mye PID regulatoren jeg bruker i kjelleren skrur ned varmen når det gjærer som værst. Jo mer effekt som må kjøles ned, jo mindre blir maksimal temperaturforskjell.
Den enkleste og mest effektive løsningen er å bruke kjøleribben som sitter på den kalde siden i kjøleboksen og montere inni gjæringskaret. Da blir varmeoverføringen svært effektiv, men det blir nødvendig å lage hull i bøtta. Det er ikke sikkert at det er bra å ha en aluminiums kjøleribbet i ølet over så lang tid heller, vet ikke om pH verdien kan bli så lav at det tærer på metallet. Det er i hvertfall ikke anbefalt å bruke aluminiumsbeholdere til lagring av øl.

 

[fmandal]

Er ikke ølbokser laget av aluminium?

 

[Bjarte H]

Er ikke ølbokser laget av aluminium?

Jo, men innsiden blir lakkert.

 

[HansV]

Nå har jeg fått tak i en 2mm aluminiumsplate som jeg har bøyd til å passe rundt bøtta. Feste er laget med en lastestropp, så jeg lett kan spenne den på og ta den av. Nå får jeg strammet den så den ligger godt inntil bøtta.
Skal prøve å montere det skikkelig sammen med varmeledende paste og teste STC-1000 styring i kveld. Da skal dette både kunne kjøle og varme. Jeg har brukt ett dobbelt, vekslende rele i tillegg til STC-1000 kontrolleren slik at jeg kan reversere spenningen på peltierelemente og få både kjøling og varme. Vifta er koblet slik av den bare går når jeg kjøler, tror ikke det er behov for vifte under oppvarming.
Etterpå skal jeg skjære til ett liggeunderlag med hull rundt peltierkjøleren og strammeren til lastestroppen. Da bør dette fungere hvis jeg får god nok varmeoverføring til aluminiumsplata.
Alternativ løsning hvis dette ikke fungerer godt nok blir å skaffe en eloksert kjøleribbe i aluminium eller bare en rustfri stålplate som monteres inni gjæringskaret. Ulempene med dette er at det må bli tett, det blir vanskeligere å desinfisere og kjøleren på utsiden blir i veien når jeg skal vaske bøtta.

 

[Espen Unnvik]

Hmmmm... er det lurt å ha en slik uisolert aluminiumsplate utenpå gjæringskaret ?
Vil tro at omgivelsene vil motvirke kjølingen drastisk.

 

[HansV]

Jeg skal kle hele bøtta og aluminiumsplata med ett tykt liggeunderlag for å holde på varmen/kulda. Ellers ville det ikke virke noe serlig, nei.

 

[BEikeland]

Eg skal ned samme vei snart, og min største bekymring med elementene rett på gjæringskaret var spredningen av varmen - men eg tenker at den alu. platen skal fordele varmen nok til at du ikkje får for mye varme på et lite område.

Har du vurdert noe metode til å begrense max effekt for å unngå raske temperaturendringer?

Eg ender trolig opp med å sirkulere vann i slanger rundt gjæringskaret, og ha kontroll på både temperatur i gjæringskaret og vannet for å både transportere varme/kulde ut av et lukket rom og for å få ein jevn og forsiktig endring i temperaturen.

 

[HansV]

Jeg kommer ikke til å kjøre vifta under oppvarming, og det vil gi mye mindre varme tilført til karet. Har ikke fått testet dette skikkelig, men det bør fungere bra. I værste fall legger jeg også inn en sierimotstand på varmen. Tilført effekt på 15-20W er målet, og da blir det helt sikkert ikke for varmt noe sted. Det blir nokså dårlig varmeledning mellom plate og øl.
Hva er det du er begymret for med effekten? Plasten i gjæringsdunken? Ølet inni karet vil sirkulere såpass at det neppe blir noe problem der, men det er sikkert ikke heldig å varme for mye, og helt unødvendig. Det blir helt sikkert ikke noe problem med raske temperaturendringen uansett, med så mye øl og så lite varme + dårlig varmeoverføring.
Setter du karet i vannbad blir det enda mer stablit og gjevnere temperatur, men mer å varme opp pluss mindre enkel løsning. Det er sikket ikke nødvendig med sirkulering.
Aluplata tenger heller ikke å være så stor, men jeg fikk tak i denne plata. Lettere å bøye rundt karet når den er større.
Jeg oppdaterer etter hvert som jeg får testet og målt litt, så må du også fortelle hvordan det går. Målet for min del er ikke å kjøle så mye, siden det står i kjelleren. Men det er greit å å kunne holde ølet på samme temperatur som rommet eller litt lavere også under stormgjæringen.

 

[Fredrik J]

Følger spent med på denne tråden digg med løsninger som tar liten plass i en leilighet!

Sent from my Galaxy Nexus using Tapatalk 2

 

[bulleland]

Høres spennende ut.

Jeg kjøpte i fjor sommer en litt stor kjøleboks i Sverige, som kunne gå både på 12v og 220v.
Hele mekanismen for kjøling lå i topplokket, som kunne fjernes i sin helhet.
Jeg hadde kanskje, om jeg var i samme situasjon (personlig tenker jeg å bruke kjøleskap), tenkt brukt lokket på en slik kjøleboks og brukt isopor rundt gjæringskaret. Deretter satt denne kjøledelen - topplokket av kjøleren - over.
Så regulert det hele med en "standard" regulator av type STC1000 el.l.

Men det blir spennende å se fortsettelsen!

 

[HansV]

Nå er det ferdig bygget og satt på test. Det ble for mye varme med peltierelemente koblet i revers på 12v, så jeg la inn en 2,5ohm motstand(to 5ohm effektmotstander i parallell) for å halvere strømmen. Da skal den varme med ca. 20w som jeg tror er passe mye.
Bøtta og aluminiumsplata er dekket med ett liggeunderlag festet med en lastestropp. Nå skal jeg la det stå for å se hvor langt ned under romtempetaturen det kan kjøle. Resultater, bilder og oppdatert koblingsskjema følger.
Denne løsningen vil nok gi bedre varmeoverføring enn å bruke toppdelen fra kjøleboksen med viftetene for å blåse kald luft ned i en isolert kasse, med det funker sikkert også. Det tar bare litt mere plass.

 

[HansV]

Nå har jeg fått testet dette ett par dager. Det ser ut som jeg får kjølt med karet til 5 grader under romtemperatur. Ikke helt det jeg hadde håpet på, men det er godt nok for meg i første omgang. Nå kan jeg gjære øl på omtrent samme temperatur som jeg har i rommet uten at det tar av under stormgjæringen.
For å forbredre denne løsningen må jeg nok få litt bedre termisk kobling til bøtta. Dårlig kobling gir fort noen grader temperaturforskjell, og da virker Peltierkjølingen dårlig. Jeg kan enten forbedre dette ved å smøre varmeledende pasta mellom aluminiumsplata og bøtta eller ordne en tykkere plate. Varmeledende pasta er noe griseri å holde på med, og plata er allerede litt i stiveste laget, så jeg tror jeg lar det være som det er. Så kan jeg heller vurdere om jeg monterer kjøleren permanent i bøtta på sikt hvis dette ellers ser ut til å fungere godt. Da vil varmeledningen bli bedre og jeg får sikkert doblet kjøleeffekten. Ser ut til at kjøleeffekten nå ligger på ca. 10W med liten temperaturforskjell, d.v.s at 22 liter kjøles ned omtrent 0.3 grader i timen.
Her er bilde av ferdig løsning med isolasjon rundt bøtte og kjøler. Mangler bare innbygging av regulatoren og releet i en boks.

 

[HansV]

Nå har jeg fått testet peltierkjøleren, og den fungerer fint så lang.
Den kan holde temperaturen på ølet 4-5 grader under romtemperaturen, i stendefor at den stiger 2-3 grader over romtemperaturen under stormgæringen. Det gir mulighet til å gjære ølet opp til 8 grader kaldere en uten kjøler.
Det er også greit med en så kompakt løsning som både kan kjøle og varme, og som bare spennes fast utenpå bøtta.
Konklusjonen blir da at det funker hvis temperaturen ikke skal så langt under romtemperatur, men erstatter ikke ett kjøleskap hvis det skal gjæres pils i ett varmt rom.

 

[Fredda]

Fin tråd og guide HansV, vurderer om jeg skal prøve meg på noe tilsvarende da jeg har liten plass og mangler temp-kontroll for å perfeksjonere mine ales
Bruker du den fortsatt og har du gjort noen forbedringer?

 

[HansV]

Jeg har brukt dette utstyret til flere brygg uten noen endringer og det fungerer helt fint. Da har jeg hatt det stående i kjelleren hvor temperaturen har ligget på 10-20 grader og har brygget øl med gjæringstemperaturer på 15-20 grader. Jeg tror ikke det vil fungere godt med større temperaturdifferanse enn 5 grader, men gjør det mulig å lage kølsh om sommeren