О противонакипной обработке воды воздействием магнитного поля

На одном из наиболее представительных стендов выставки "Будпрагрэс-2003" — стенде ИП Жигалко С.Л. — можно было ознакомиться с экспозицией минской компании "Профинст". С 2001 года эта компания поставляет на рынок Беларуси энергоресурсосберегающие технологии, а также инструмент для широкого спектра ремонтных, сантехнических, строительных и других видов работ.

Среди предложений компании — продукция известных производителей, в том числе противонакипные устройства Anti-inkrust Krafting производства компании Krafting (Чешская Республика). Отложения на стенках теплообменных устройств осадка в виде твердого и трудноудаляемого слоя (накипи) из-за содержания в воде минеральных солей (преимущественно магния и кальция) — наиболее распространенная проблема, с которой сталкиваются в промышленности и в быту. В результате сужения внутреннего диаметра труб и уменьшения теплопроводности ухудшаются условия теплообмена. С течением времени энергетические потери могут составлять 60%.

Магнитная обработка воды
Впервые магнитная обработка воды для уменьшения образования накипи в паровых котлах была применена в Бельгии в 1945 г. Впоследствии советскими учеными было установлено, что такая обработка изменяет протекание многих коллоидно-химических процессов. Она ускоряет коагуляцию взвесей, смачивание водой твердых поверхностей, адсорбцию поверхностно-активных веществ, процессы кристаллизации и растворения. С помощью магнитной обработки воды можно уменьшать образование различных отложений (например, накипи различных солей) на твердых поверхностях. Обработанная вода изменяет свои биологические свойства.
Магнитная обработка воды осуществляется с помощью аппаратов, состоящих из нескольких пар постоянных магнитов или электромагнитов, между полюсами которых протекают водные системы. Эффективность магнитной обработки зависит главным образом от напряженности и градиента напряженности магнитного поля, скорости течения, состава жидкой фазы водной системы. Изменение свойств в результате магнитной обработки воды вызвано воздействием магнитных полей на примеси, содержащиеся в водной системе.

Принцип работы устройств Anti-inkrust Krafting
Молекулу воды можно представить как элементарный диполь — частицу с положительно и отрицательно заряженными полюсами.
Под действием сил взаимного притяжения и отталкивания молекулы-диполи образуют так называемые кластеры. Действие сил взаимного притяжения довольно слабо, поэтому диполи могут свободно отрываться от кластеров, примыкать к другим кластерам. Точно так же кластеры могут образовываться вокруг примесей, присутствующих в воде. При этом, несмотря на то, что молекулы воды могут свободно покидать кластеры и примыкать к соседним кластерам, в целом эта структура вполне стабильна. Таким образом, растворенные в воде соли постоянно окружены молекулами воды.

В рассматриваемом случае ионы кальция не могут вступить во взаимодействие с другими примесями, чтобы осесть на их поверхности либо образовать иную химическую структуру, которая не выпадала бы в виде накипи.
При нагревании кластерная структура становится нестабильной, молекулы воды больше не обволакивают примеси, и растворенные соли могут свободно вступать в реакцию с другими солями. Так, некоторые соли кальция при нагревании образуют карбонат кальция CaCO3, который и осаждается на нагревательных поверхностях в виде накипи.
При магнитной обработке в устройстве Anti-inkrust Krafting на молекулы воды и примеси действует магнитное поле. Диполи попадают в резонанс, и кластерная структура молекул воды разрушается. Примеси освобождаются от опеки водных кластеров и могут вступать во взаимодействие друг с другом. При этом уже в холодной воде ионы кальция начинают осаждаться на поверхностях зерен свободных примесей, то есть на центрах кристаллизации, образуя так называемые микрокристаллы.

Процесс этот является лавинообразным: новые ионы кальция прикрепляются к уже выпавшему в осадок на поверхности микрокристаллов кальцию. Таким образом ионы кальция, уже осевшие на центрах кристаллизации, не выпадают в виде накипи на нагревательных поверхностях. Микрокристаллы остаются в массе воды и выносятся в дренаж. Более того: ионы кальция из уже выпавшей в осадок накипи начинают отрываться и присоединяются к вновь образованным микрокристаллам. Со временем старая накипь разрыхляется и полностью вымывается с поверхностей труб и нагревательных элементов. Если же устройство Anti-inkrust Krafting устанавливается на новое оборудование или на оборудование после очистки, то накипь вообще не выпадает. Кроме того, с течением времени на поверхностях труб образуется тонкая оксидная пленка, защищающая оборудование от коррозии.
Вода, обработанная устройством Anti-inkrust Krafting, сохраняет свои свойства в течение определенного времени — от 10 часов до 8 суток — в зависимости от состава воды и условий эксплуатации. Как правило, этого времени более чем достаточно для получения успешных результатов.

Применение устройств Anti-inkrust Krafting для защиты оборудования от накипи
В квартирах и коттеджах Anti-inkrust Krafting предохраняет от образования накипи трубы горячего и холодного водоснабжения, водонагреватели, стиральные и посудомоечные машины. Более того: вода, обработанная устройствами Anti-inkrust Krafting, удаляет старые отложения накипи с поверхностей труб и нагревательных элементов и предотвращает возникновение очаговой коррозии, разъедающей трубы изнутри.
В данной связи рассматриваются схемы подключения Anti-inkrust Krafting на вводе водоподающей магистрали (рис. 1), для защиты котлов и бойлеров (рис. 2), а также для защиты мини-котельных и крышных котельных (рис. 3).
После магнитной обработки уменьшается сила поверхностного натяжения воды. Поэтому при стирке в воде, обработанной устройством Anti-inkrust Krafting, тратится меньше моющих средств. При этом белье выглядит как при стирке в мягкой воде. Волосы после мытья становятся мягкими, а кожа не раздражается. На кафеле остается меньше пятен накипи, те же, что все-таки остаются, легко удаляются влажной тряпкой. Сетки на смесителях теперь также всегда чисты. Исчезают грязные разводы в ванне и унитазе.

Преобразователи воды на производстве могут быть включены в состав любых установок, подверженных накипеобразованию в процессе эксплуатации: водонагревателей и теплообменников (рис. 4), паровых котлов (рис. 5), охлаждающих систем (рис. 6).
Кроме того, устройства Anti-inkrust Krafting могут использоваться совместно с существующей химводоподготовкой (рис. 7). При этом достигается увеличение фильтроцикла систем водоочистки на 20-25%, что позволяет экономить расходные химреагенты.
Следует отметить, что магнитная обработка воды непригодна там, где необходима именно мягкая вода. Если же обработка воды применяется для защиты оборудования от отложений, порождаемых ее жесткостью, то устройства Anti-inkrust Krafting представляют собой лучшую альтернативу традиционной химводоподготовке.
Эти устройства не потребляют электроэнергию, не требуют химических реагентов для работы, не нуждаются в обслуживании, являются экологически чистыми и очень долговечными.

Преимущества, достигаемые при установке устройств Anti-inkrust Krafting

Новые трубопроводы
Новые трубопроводы остаются свободными от известкового налета, в результате значительно увеличивается срок их эксплуатации. Устройства магнитной обработки воды Anti-inkrust Krafting снижают риск образования как поверхностной, так и точечной коррозии, формируют защитную пленку на стенках труб.

Существующие трубопроводы
Слой известкового налета становится пористым, разбивается на отдельные фрагменты и вымывается из трубопровода водой в виде суспензии. Если ржавчина и другие коррозионные композиты смешаны с накипью, то они также могут быть растворены и вымыты из трубопровода. Большая часть растворенной извести и компонентов ржавчины обычно выпадает в осадок, например, в водонагревателе, после чего они могут быть легко удалены. Непосредственно после установки системы магнитной очитки воды рекомендуется еженедельно проводить очистку водонагревателей, фильтров, магнитных фильтров грубой очистки и аэраторов. Такая очистка должна проводиться в течение как минимум 2-3 месяцев. Возможно, в зависимости от количества извести и ржавчины ее придется выполнять в течение более длительного периода времени. После очищения трубопроводов от всех включений начинается формирование антикоррозийного защитного слоя.

Новые водонагреватели
При температуре воды до 70°C новые водонагреватели остаются свободными от известкового налета на нагревательных элементах и стенках внутреннего бака. Минимальное количество извести может выпасть в виде осадка. Клапаны и смесители также остаются свободными от известкового налета, что позволяет избегать проблем, связанных с дополнительными регулировками и повышением давления.
При температуре воды свыше 70°C объем известкового осадка существенно увеличивается, однако змеевики и нагревательные элементы, а также стенки внутренних баков остаются чистыми. В результате значительно сберегается энергия и существенно увеличивается срок службы приборов. Осадок же может быть легко удален при технологических чистках.

Водонагреватели, находящиеся в эксплуатации
Существующий известковый слой на нагревательных элементах и змеевиках и стенках внутренних баков становится пористым и облупливается. В результате получившийся осадок может быть легко удален при помощи фильтрации или просто очисткой внутренней поверхности бака. Учитывая, что известковый налет вызывает эффект изоляции, удаление слоя извести приводит к значительному сбережению энергии и существенно увеличивает срок службы приборов.

Новые пластинчатые теплообменники

Температура воды ниже 70°C
При достижении максимальной температуры новые пластинчатые теплообменники остаются свободными от известкового налета. Установка устройства магнитной обработки воды Anti-inkrust Krafting увеличивает интервалы обслуживания теплообменников, по крайней мере, в 3-4 раза. Кроме того, пластины могут быть очищены струей воды под давлением вместо кислотной очистки или применения шарошки.

Температура воды выше 70°C
Образование известкового осадка начинается при достижении температурой значений свыше 70°C. В системах без циркуляции или с незначительной циркуляцией воды известковый осадок может скапливаться в нижней части пластин теплообменника. Если он не вымывается, то в конечном счете прочно закрепляется на пластинах. Даже в этом случае установка устройств магнитной обработки воды Anti-inkrust Krafting позволяет увеличить интервалы обслуживания теплообменников в 3-4 раза по сравнению с обычными условиями. Кроме того, пластины могут быть очищены обычной щеткой и струей воды под давлением вместо кислотной очистки. В пластинчатых теплообменниках с интенсивной циркуляцией известковый осадок вымывается через пластины, а затем может быть высажен в буферных танках, накопительных водонагревателях или фильтрационных установках.

Пластинчатые теплообменники, находящиеся в эксплуатации
Существующий известковый налет может стать рыхлым и вымыться с поверхности пластинчатых теплообменников, заблокированной отложениями жесткости, при условии достаточно интенсивной циркуляции воды и температуре не выше 65°-75°С. Однако в большинстве случаев рекомендуется очистить теплообменник до установки системы магнитной обработки воды. Это связано со сложностями вымывания известковых и камнеподобных включений через очень маленькие промежутки между пластинами теплообменника.

Насосы
Насосы остаются свободными от накипи, что значительно увеличивает срок их службы (уменьшаются расходы на обслуживание, повышается эффективность, снижается потребление энергии). Отсутствие известкового налета на частях насоса значительно уменьшает проблему потерь давления в системе.

Рис. 1


Рис. 2


Рис. 3


Рис. 4


Рис. 5


Рис. 6


Рис. 7

Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ