Polietylenowy reaktor CO2

Chciałem przedyskutować na tutejszym forum kwestię reaktora do CO2.
Przeglądając oferty dostępnych reaktorów i dyfuzorów narurowych stwierdziłem, że żadne rozwiązanie mi nie odpowiada. Kilka osób z mojego otoczenia polecało mi wizytę u lekarza... Ja jednak siadłem z ołówkiem w ręku i opracowałem następującą koncepcję reaktora, przedstawioną na poniżej załączonym rysunku.

Jak działa ten reaktor?
Zasada jest dość prosta.
Do króćca (4) bezpośrednio wężykiem 16/22 podłączamy wlot wody. Woda poprzez otwory wypływowe w rurce (8) jest dostarczana do komory głównej reaktora, gdzie następuje nasycenie wody gazem. I tu wg mnie dość istotna kwestia. Woda rurką (8) nie jest po prostu wtłaczana do reaktora, ale przez otwory w ściance rurki jest wtryskiwana, powodując ruch wody, co ma przyspieszyć i ułatwić nasycanie wody gazem. Planuję w rurce (8) wykonać 56 otworów fi 3 mm lub fi 4 mm. Otwory będą wykonane pod różnym kątem, aby zapewnić odpowiednie wirowanie wody. Dalej jest już prosta sprawa – rurką (9) znad dna woda zasysana jest do akwarium. W kwestiach użytkowych, to górna pokrywa będzie odkręcana, więc będzie możliwość aby zajrzeć do środka, wyczyścić, usprawnić...

Co do materiału to całość będzie wykonana z polietylenu wysokiej gęstości PEHD w kolorze czarnym. Jest to materiał idealnie obojętny i bardzo odporny chemicznie. Reaktor nie będzie przeźroczysty. Z jednej strony nie będzie z zewnątrz widać co się dzieje w środku. Z drugiej jednak strony światło nie będzie docierało do wnętrza, więc nie będzie problemu z glonami.
Z wyjątkiem pokrywy, która będzie odkręcana, to wszystkie inne elementy będą na stałe ze sobą zespawane polietylenem. Dzięki temu będzie to solidna i mam nadzieje trwała konstrukcja.
Dodam jeszcze tylko, że gabaryty rurek w przedstawionym przeze mnie projekcie wynikają z faktu, że po prostu takimi rurkami dysponuje.

Dlaczego nie reaktor Sera?
Sera lekko „szumi” przy pracy, a ja stawiam na chichą pracę urządzeń. Sera działa dobrze przy wyregulowanym stałym podawaniu dwutlenku węgla. W przypadku stosowania elektrozaworu połączonego z sondą pH obawiam się, że przy nieregularnym podawaniu gazu w zależności od otwierania i zamykania elektrozaworu może dochodzić do sytuacji, w której po otworzeniu elektrozaworu nastąpi gwałtowny wzrost ciśnienia i ilości gazu w reaktorze. W takiej sytuacji wirniki będą się obracały się w samym dwutlenku a nie w wodzie i rozpuszczanie gazu będzie słabsze.

Co z Aquamediciem?
Niewątpliwie Aquamedic to dobry i wydajny reaktor. Jednak nie da się go postawić na blacie w szafce, trzeba go podwiesić, bo wlot i wylot znajdują się po przeciwnych stronach (u góry i na dole). Dodatkowo biobale znajdujące się w środku też nie są bezgłośne.

A co z innymi reaktorami?
Zakładając rok temu akwarium szukałem odpowiedniego sposobu na skuteczne dostarczanie CO2 do akwarium. Wybór padł na reaktor przepływowy CO2 Jaqno.
W kwestii tego reaktora, to powiem krótko, że to bardzo Chińska konstrukcja o Chińskiej jakości. Dodatkowo w moim przypadku muszę go wymienić ze względu na fakt, że szukam reaktora na węże 16/22 i nie chcę dławić przepływu mniejszymi średnicami (reaktor ten jest na wąż 12/16).
Oczywiście mamy jeszcze bardzo skuteczne reaktory DIY z filtrów narurowych. Jednak przedstawiony przeze mnie powyżej pomysł z układem wypływowym nie dawał mi spokoju...

I po tych rozważaniach, obudziła się we mnie żyłka inżynierska. I doszedłem do wniosku, że skoro nic mi nie odpowiada należy samemu to zrobić.

Czekam na wasze opinie i sugestie dotyczące tego projektu.
Na koniec dodam, że dzisiaj zacząłem już wykonywać pierwsze elementy do tego reaktora.

Mam nadzieje, że przygotowany przeze mnie rysunek wyczerpuje kwestię budowy reaktora. Jeżeli jednak będziecie zainteresowaniu mogę przygotować i wrzucić wizualizację tego urządzenia.

Jeśli dobrze zrozumiałem schemat, to dyfuzja będzie zachodzić tylko na powierzchni wprawionej w ruch wody ( wężyk doprowadzający CO2 nie będzie sięgał toni wody w reaktorze, tylko ma po prostu wtłaczać gaz tuż pod dekielek ), nie wiem czy to będzie wystarczające do właściwego nasycenia wody.

O co chodzi z tym odpowietrznikiem? Jeśli teoretycznie ma on służyć do odprowadzania nadmiaru gazu ( co wiązałoby się ze stratami CO2 i częstym nabijaniem butli ), to wydaje mi się, że w praktyce pocieknie nim woda, która przechodzi przez cały układ pod jakimś tam ciśnieniem...

Co do wprowadzenia wężyka do CO2 na dół nie byłoby problemu. A faktycznie, poprawiłoby to rozpuszczalność gazu. Także niewątpliwie wprowadzę tą zmianę do projektu.

Co do odpowietrznika to chodziło mi o odpowietrzenie instalacji (reaktora) przy uruchamianiu. Z drugiej strony zalewając przed skręceniem reaktor do pełna wodą uzyskamy podobny efekt i faktycznie możemy sobie go darować i wyeliminować potencjalne źródło przecieku i ucieczki gazu.

A może oprócz tego, że sprowadzić rurkę z CO2 na dół reaktora to jeszcze zakończyć ją spiekiem?
Z jednej strony z pewnością ułatwiłoby to rozpuszczanie gazu.
Z drugiej strony wprowadzony gaz do zamkniętej puszki z poruszającą się wodą prędzej czy później się i tak rozpuści. A sam spiek po jakimś pewnie trochę by się przytkał pewnie.

Co sądzicie o rozwiązaniu ze spiekiem?

Widzę jeden poważny mankament tego rozwiązania. Moim zdaniem rurka wlotowa z otworami o tak małej średnicy skutecznie zdławi przepływ wody.

Spiek wewnątrz reaktora ma sens ( przykład: zewnętrzne, narurowe atomizery, które mają dobrą opinię ), drobne bąbelki jednak lepiej wymieszają się z wodą i rozpuszczą, niż grube bąble podawane prosto z wężyka. Z dostępem do spieku i czyszczeniem nie będzie problemu, bo reaktor ma być rozkręcany.

breugnir napisał(a):Widzę jeden poważny mankament tego rozwiązania. Moim zdaniem rurka wlotowa z otworami o tak małej średnicy skutecznie zdławi przepływ wody.

Jednym z moich podstawowych założeń był to, żeby reaktor nie dławił i nie ograniczał przepływu. Ja wiem, że mamy inne opory, przepływy i nie da się bezpośrednio odnieść pola przekroju otworów i rurki wlotowej, ale wydaje mi się, że przy zastosowaniu otworów fi4 z pewnością nie będzie dławienia.
Zastanawiam się też nad wykonaniem połowy otworów fi3 i połowy fi4. Bo mimo wszystko same otwory fi3 wydają mi się zbyt małe.

Rurka wejściowa ma wewnętrzną średnicę fi16 mm, co daje pole przekroju 201 mm2.
Dla 56 otworów fi3 mamy sumaryczne pole przekroju 396 mm2
Dla 56 otworów fi4 mamy sumaryczne pole przekroju 704 mm2.
Dla 28 otworów fi3 i 28 otworów fi4 będzie to 550 mm2.

Makawity napisał(a):Spiek wewnątrz reaktora ma sens ....

Tak, będzie spiek w środku.
Tylko czy umieszczać go na samym dnie reaktora, czy może jakieś 3cm nad dnem, żeby pęcherzyki nie były wciągane przez wylot?

Hmmmm....
z praktyki powiem że takie konstrukcje to trochę proszenie się o kłopoty.
Klejenie, uszczelnianie, klejenie itp. Przy każdym rozłożeniu będzie przeciek.
Proponuję rozważyć pomysł reaktora z filtra narurowego. Konstrukcja solidna, sprawdzona i pewna. A jednocześnie da Ci możliwość zaspokojenia swojego "inżynieryjnego szaleństwa"

Dadario napisał(a):Hmmmm....
z praktyki powiem że takie konstrukcje to trochę proszenie się o kłopoty.
Klejenie, uszczelnianie, klejenie itp. Przy każdym rozłożeniu będzie przeciek...

Ten reaktor będzie jednym monolitem. Nie będzie tu żadnego klejonego elementu. Będzie to zespawane polietylenem ze 100% szczelnością.
Zawodowo zajmuje się w pewnej części wykonywaniem zbiorników z polietylenu, tylko w trochę większej skali . Mam nadzieję, że i z tym sobie poradzę.

Pierwsze elementy do niego właśnie się toczą na warsztacie...

No chyba że tak.myślałem że raczej zabierasz się za to bardziej z amatorskiej strony...
Pomysł na monolit nie jest najlepszy.U mnie w moim redaktorze z filtra we wnętrz robi się taka błona którą od czasu do czasu trzeba czyścić...dodatkowo twój projekt może wymagać zmian w konstrukcji.lepiej żeby można było je zrobić na bieżąco a nie przez produkcję nowego reaktora...

No część rzeczy pewnie wyjdzie w trakcie.
Monolitem będzie korpus.
Dekiel z rurkami i króćcami też będą monolitem.
Dekiel do korpusu będzie skręcany, w środku na styku dekla i korpusu jeszcze będzie okrągła uszczelka O-ring.

Co do błony, to ze względu na układ wypływowy mam nadzieję, że ta błona będzie rozbijana i wymiesza się z przepływającą wodą.

Do środka i tak trzeba będzie zajrzeć pewnie raz na jakiś czas, żeby spiek wyczyścić.

Będzie rozbijana i jeśli będzie zamontowany ten reaktor za filtrem to będzie lądowała w akwarium.tak przynajmniej dzieje się u mnie.

Tylko czy umieszczać go na samym dnie reaktora, czy może jakieś 3cm nad dnem, żeby pęcherzyki nie były wciągane przez wylot?

Trudno powiedzieć, trzeba by to sprawdzić doświadczalnie. Jeśli umieścisz dyfuzor powyżej wylotu, to w reaktorze będzie się gromadziła cała ilość dostarczanego gazu, a co za tym idzie, będzie większa poduszka "powietrzna" i przez to mniejsza objętość wody, w której ma zachodzić mieszanie gazu.
W przypadku umieszczenia blisko wylotu, część CO2 będzie porywana - poduszka z gazu będzie mniejsza, więc polepszy się mieszanie wewnątrz reaktora. Z kolei te porwane bąbelki też będą rozpuszczane po drodze w wężu, jak i w akwarium, więc straty w CO2 powinny być marginalne.

W praktyce może się okazać, że różnica w efektywności rozpuszczania gazu w obu przypadkach może być niezauważalna.

Dzisiaj chciałem się z wami podzielić jak wygląda polietylen po miesięcznym pobycie na dnie mojego akwarium. Dodam, że jest to materiał z którego robię opisywany reaktor.

Dzisiaj wyjąłem ten fragment (ok. 5 x 5 cm) i byłem mile zaskoczony. Mimo tego, że w akwarium mam mały problem z glonami (porastają mi delikatnie roślinki, wyposażenie i szyby) to wyjęty kawałek polietylenu był w stanie niemal idealnym. Przed włożeniem tego kawałka do wody porysowałem go papierem ściernym, żeby zobaczyć jak zachowa się chropowata powierzchnia. Z tego samego powodu zostawiłem też ostre, chropowate boki tej kostki.

Przedstawione poniżej zdjęcia pokazują kawałek bezpośrednio po wyjęci z wody. Kawałek ten jest jeszcze mokry i nie był niczym wycierany.

Polietylen ma jeszcze jedną ciekawą właściwość poza całkowitą obojętnością chemiczną, mianowicie jest on lżejszy od wody i swobodnie rzucony unosi się na powierzchni.

Ja osobiście utwierdziłem się w przekonaniu, że polietylen to całkiem ciekawy materiał na potrzeby akwarystyki.

A ile ten produkt finalnie będzie kosztował? Jak więcej jak 30zl to szkoda sobie głowę tym zawracać,bo w 15minut może sobie złożyć z filtra narurowego. Produkt sprawdzony,działający i prosty jak budowa cepa. Po co wyważać otwarte drzwi.

Co do kosztów, to trudno powiedzieć, ponieważ robię to powiedzmy z odpadowych elementów materiału, w związku z tym w koszt można zaliczyć tylko robociznę...

Dla mnie bardziej istotna jest skuteczność działania tego ustrojstwa, bezgłośna praca i to, żeby nie dławić przepływu.
Mimo swojej "zabawy" tym pomysłem na reaktor, to nie wykluczam, że finalnie reaktor i tak zrobię z filtra narurowego...

Właśnie w tym problem ,ze filtr narurowy rozpuszcza w 100% gaz wiec ciężko go bardziej rozpuścić.Co do dławienia to każde zawirowanie wody je dławi.Ale jeżeli ma to być tylko dla siebie i dla zabawy to czemu nie. Po to jest DIY.Jak już takie coś projektujesz to zrób miejsce na grzałkę.

No i zbudowałem reaktor... z filtra narurowego.


Miałem obudowę filtra z króćcami 1", więc, żeby nie dławić tego kształtki też zrobiłem 1".
Z kształtek zrobiłem też coś w rodzaju syfonu, żeby w razie ewentualnego chwilowego przestoju przepływu wody z filtra (np. przy czyszczeniu prefiltra) gaz nie szedł w stronę filtra, tylko do reaktora.

W najbliższych dniach podepnę go pod układ i zobaczymy jak to śmiga.

Napisałeś ,ze nie chcesz dławic przepływu, a dałeś cztery kolanka 90 stopni:)
Ja w obudowę tam gdzie jest odpowietrznik lekko rozwierciłem i wkręciłem mufę 3/8 .Ten plastyk jest bardzo miękki i nie trzeba niczym uszczelniać sam sie zaciska na gwincie.Po za króćcami na waz nie mam żadnych dodatkowych kształtek.