Optimierung durch Änderungen am Überdruckventil
Das Überdruckventil im Deckel dient in erster Linie der Gerätesicherheit, weil eine PEM-Zelle bis zu 30 bar Druck aufbauen kann, was so ziemlich alle Flaschen zerstören würde. Ist in der Flasche nach dem Schließen des Deckels gar keine Luft eingeschlossen, baut sich in sehr kurzer Zeit ein zerstörerischer Druck auf, was dieses Sicherheitsventil verhindern soll.
Meine Messungen an mehreren identischen Deckeln hat jedoch ergeben, dass diese primitiven "Notventile" sehr unzuverlässig sein können. In einem der Deckel öffnete das Ventil schon bei 3 bar, im anderen erst bei 5 bar (zu spät im Schäden am Gerät auszuschließen). Auch öffnet das Ventil ggf. 0,5 bar später, wenn Wasser anstatt Gas das Ventil öffnet. Bei den versteckten Ventilen im Deckel sammelt sich Wasser im Deckel, wenn es beim Öffnen ins Wasser taucht (also wenn die Flasche sehr hoch gefüllt wurde, oder beim Boosten schräg steht).
Deshalb macht es durchaus Sinn ein besseres, einstellbares Ventil einzubauen, welche z.B. immer genau bei 4 bar öffnet. Dann schadet es auch nicht, mit wenig Lufteinschluss länger oder mehrfach in zeitlichem Abstand zu boosten, um den H2-Gehalt im Wasser zu steigern. Wichtig ist dann aber, dass das Ventil ins Wasser eintaucht und beim Öffnen Wasser ablässt und kein H2-Gas über der Wasseroberfläche. Öffnet das Ventil unter Wasser, so quillt nur tropfenweise Wasser aus dem Ventil, öffnet es mit Luft oder H2-Gas-Austritt, so fällt der Druck schlagartig um 1-2 bar ab, was der erreichten Wasserqualität schadet.
Dieses Diagramm zeigt den Druckverlauf in einer Flasche mit einem Druckventil, das auf 3 bar eingestellt wird, während 2 Stunden lang andauernd "geboostet" wird. Wie man sieht, ist nach ca. 6 Min. der Druck von 3 bar erreicht, das Ventil öffnet und bis 1h 10min tritt tropfenweise Wasser aus dem Ventil. Dann erreicht das Ventil die Gasdruck-Blase über dem Wasser, es entlässt Gas statt Luft und der Druck in der Flasche sinkt schlagartig um 1,5 bar, also auf den halben Druck! Danach geht die Drucksteigerung bei wieder geschlossenem Ventil sehr viel langsamer (weil mehr Gas in der Flasche ist) und mit Gas öffnet das Ventil etwa 0,5 bar früher als zuvor mit Wasser.
Um den Druck mithilfe des Überdruckventils auf einem konstant hohen Wert zu halten und einen schlagartigen Druckabfall zu vermeiden, sollte also Wasser und kein Gas am Ventil anstehen. Das lässt sich erreichen, wenn der Eingang des Ventils im Deckel mit einem Röhrchen, das ins Wasser taucht, verlängert wird.
Möchte man zusätzlich auch noch eine Druckanzeige im Wasser haben, dann kann, sollte das Röhrchen durchsichtig sein und bis zum Boden des Wasserbehälters reichen, jedoch neben der PEM-Zelle enden, damit keine aufsteigenden H2-Bläschen in das Röhrchen gelangen können.
Denn dann zeigt der aufsteigende Wasserpegel in dem Röhrchen zugleich den steigenden Wasserdruck im H2-Wasser an! (Siehe hier: Flaschendruck messen, Druckmessung mit einer Spritze)
So sieht dann ein modifizierter Deckel aus, der für mich das Optimum darstellt. Die Flasche kann und sollte jetzt möglichst luftfrei mit Wasser gefüllt werden!
Links: Wasser steigt im Schlauch (ca. 1 bar) Mitte: Wasserstand kurz unter dem Deckel (fast 4 bar) Rechts: Wasser quillt tropfenweise aus dem Ventil
(so kann der Einbau eines besseren Ventils in den Deckel erfolgen)
Alternativ: Schlauchanschluss an Öffnung des Original-Ventils im Deckel geklebt.
Auch ohne Eingriff in den Original-Deckel kann ggf. die Ventilöffnung mit einem Schlauch oder Röhrchen verlängert werden, was die Wirkung des Überdruckventils verbessert. Dann sammelt sich jedoch Wasser im Deckel, was lästig oder unhygienisch sein kann.
Durch Recken oder Kürzen der Feder des Überdruckventils im Deckel kann der Druck eingestellt werden, bei dem das Ventil öffnet. Bei diesem Original-Deckel habe ich das Ventil auf 4 bar eingestellt. Wenn es öffnet, fällt der Druck aber auf 2,8 bar ab, und ganz dicht ist das Ventil erst wieder bei 2,4 bar. Deshalb lohnt es sich ein besseres Ventil so wie oben einzubauen, bei dem der Druck von 4 bar auch beim Öffnen voll erhalten bleibt.
Einbau von Überdruckventilen in Deckel oder Plexiglas-Zylinder
Deckel und Plexiglas-Zylinder lassen sich meist als Ersatzteil für wenig Geld nachbestellen. Nach der automatischen Abschaltung bei gewünschten Gas-Druck im H2-Wasser durch den elektrischen Druckschalter im Deckel ist die manuelle Abschaltung gemäß der Druckanzeige am Manometer die zweitbeste Lösung!
Mit den primitiven Überdruckventilen im Deckel kann der Druck schlagartig um bis zu 2 bar abfallen, wenn diese öffnen, um Gas abzulassen. Wen vor dem Öffnen des Überdruckventils das Boosten abgeschaltet wird, bleibt der Druck und damit auch die H2-Anreicherung voll erhalten.
Hier beschreibe ich worauf es bei dem Ventil ankommt, und warum das versteckte Überdruckventil im Deckel nur eine Notlösung ist.
Besseres, einstellbares Überdruckventil im Deckel (mit rotem Epoxidharz eingegossen)
Anschluss für Manometer oder einstellbares Überdruckventil im Plexiglas-Zylinder
Hier beschreibe ich den Bau von einem Gewindeanschluss und seine Anwendungsmöglichkeiten
