در سیستم‌های گرمایشی، تجمع رسوب یکی از مشکلات رایج و جدی است که میتواند عملکرد و کارایی این سیستم‌ها را به شدت تحت تأثیر قرار دهد. رسوبات ناشی از مواد معدنی موجود در آب، به مرور زمان در لوله‌ها و مبدل‌های حرارتی تجمع می‌کنند و موجب کاهش انتقال حرارت، افزایش مصرف انرژی و حتی خرابی زودرس تجهیزات میشوند.
رسوب چیست و چرا باید از تشکیل آن جلوگیری نمود؟
آب مورد استفاده در صنایع مختلف در کشاورزی و مصارف خانگی عموماً دارای مقادیری از املاح معدنی و ناخالصی‌های دیگر مانند انواع میکروارگانیسم‌ها و ذرات معلق میباشد که نوع و مقدار آنها به ساختار زمین‌شناسی منطقه منبع آب مورد برداشت و شرایط اقلیمی بستگی داشته و در هر نقطه‌ای با نقطه‌ای دیگر متفاوت است.
املاح معدنی عموماً به صورت یون‌های محلول در آب وجود دارند و به دو گروه کاتیون‌ها و آنیون‌ها تقسیم میشوند. کاتیون‌ها متشکل از کلسیم، منیزیم و سدیوم و انیون‌ها متشکل از کلراید، سولفات‌ها میباشند. این املاح تحت تأثیر عوامل محیطی و تغییرات شیمیایی که از مهم‌ترین آنها میتوان به دما و PH آب و فشار اشاره نمود، بر روی جداره‌های داخلی لوله‌ها و تجهیزاتی که در مسیر جریان آب قرار دارند چسبیده و موجب تشکیل رسوب می‌گردند.
با تشکیل اولین لایه رسوب به دلیل میزان بالای چسبندگی سطح تشکیل شده، املاح آب و ذرات معلق با سرعت بیشتری بر روی آن انباشته شده و بدین ترتیب نرخ رسوب‌گذاری افزایش می‌یابد.
بیشتر بخوانید: علت خارج نشدن آب از دستگاه تصفیه آب خانگی + راهکار
3 مشکل اساسی که رسوب آب ایجاد میکند
- خوردگی
- کاهش انتقال حرارت و هدر رفت انرژی
- گرفتگی مجرا‌های عبور آب و افت فشار
1- خوردگی:
خوردگی به واکنش فیزیکی شیمیایی متقابل بین فلز و محیط اطرافش است که معمولاً دارای طبیعت الکتروشیمیایی است و در نتیجه منجر به تغییر خواص شیمیایی و فیزیکی در آن فلز می‌گردد.
خوردگی به روش‌های مختلف میتواند به فلز حمله کند که یکی از انواع خطرناک آن خوردگی زیر حفره‌ای است که در لایه‌های زیرین رسوب اتفاق می‌افتد، بدین گونه که پس از تشکیل لایه رسوب حفره‌هایی در زیر لایه باقی می‌مانند که محل بسیار مناسبی برای شروع واکنش اکسیداسیون یا همان خوردگی و احیا میباشند.
با شروع واکنش‌های خوردگی حفره‌هایی در سطح فلز ایجاد میکند که با سرعت نسبتاً بالایی پیشروی کرده و منجر به تخریب و سوراخ شدن لوله و جداره تجهیزات می‌گردد که میتواند عواقب و هزینه‌های سنگینی را دربر داشته باشد.
یکی دیگر از انواع خوردگی نوع میکروبی آب است، در تأسیسات صنعتی باکتری‌های بی‌هوازی احیاءکننده سولفات مهم‌ترین عامل خوردگی میکروبی محسوب می‌شود.
2- کاهش انتقال حرارت:
خواص فوق‌العاده آب باعث شده تا این ماده در بسیاری از صنایع و تجهیزات سرمایشی و گرمایشی جهت انتقال حرارت مورد استفاده قرار گیرد. لایه رسوب همانند عایق عمل کرده و از انتقال حرارت به میزان قابل توجهی جلوگیری میکند و سبب کاهش راندمان سیستم و افزایش مصرف انرژی می‌گردد که به ازای هر ۱ میلی‌متر رسوب مصرف انرژی تا حدود ۱۰% افزایش پیدا میکند. این رقم با رسوب به ضخامت ۶ میلی‌متر به ۴۰% – می‌رسد، همچنین در سیستم‌های گرمایشی رسوب باعث می‌گردد تا تیوپ‌ها بیش از حد داغ شده و به سرعت از بین بروند.
3- گرفتگی:
گرفتگی‌های مجاری عبور آب و افت فشار با تشکیل اولین لایه رسوب بر جداره داخلی لوله‌ها و تجهیزاتی که در مسیر جریان آب قرار دارند به وجود می‌آید. این لایه به عنوان پایه‌ای برای نشست رسوبات بعدی عمل کرده و نرخ رسوب‌گذاری افزایش می‌یابد؛ با گذشت زمان و افزایش لایه‌های رسوبی، مجاری عبور آب دچار گرفتگی شده و سبب افت فشار و دبی جریان در سیستم آبرسانی می‌گردد که این امر سبب آسیب رساندن به دیگر تجهیزات از جمله پمپ‌ها می‌گردد.
همچنین خود کاهش فشار آب یکی از عوامل تشدید رسوب‌گذاری میباشد؛ این فرایند تا جایی ادامه می‌یابد که بازدهی شبکه آبرسانی و تجهیزات به میزان زیادی کاهش پیدا نموده و عملاً آن را غیر قابل استفاده خواهد کرد.
نسل قدیمی فیلترهای رسوب گیر
نسل قدیمی فیلترهای رسوب گیر در دستگاه های تصفیه آب خانگی،فیلترهای پلی فسفات و در ابعاد صنعتی رزین‌ها بودند؛ با این تفاوت که پلی فسفات کربنات کلسیم و منیزیم را احاطه کرده و اجازه رسوب‌گذاری به هنگام جوشیدن آب نمی‌دادند که معمولاً قبل از آبگرمکن، پکیج یا ماشین لباسشویی و ظرف شویی بسته میشد. اما رزین، کربنات کلسیم و منیزیم را از آب حذف می‌کرد تا در دیگ‌ها و بویلر‌های موتورخانه‌ها، موقع گرم شدن آب رسوبی تشکیل نگردد.
بعد‌ها آهنربای دائمی جایگزین خوبی بودند که یکی از پیشتازان این صنعت شرکت “ال سلای هلند” بود به شکلی که لوله آب ورودی بویلر برش می‌خورد و آهنربای دائمی که خودش تقریباً به شکل لوله بود در آن قسمت که از بخشی از لوله حذف شده بود جایگزین میشد.
میدان مغناطیسی این اهنربا‌ها باید بالای 9000 گاوس می‌بود تا تأثیر بر روی کربنات کلسیم و منیزیم بگذارد.
مزایای آهنربای دائمی این بود که مثل رزین نیاز به احیاء نداشت، زیرا رزین هرچند روز یک بار باید با آب نمک احیاء می‌گشت و هر ۲ یا ۳ سال یکبار باید تعویض میشد. اما از معایب آن میتوان به نیاز به برش لوله و همچنین جذب آهن به سمت خود و در نهایت ضعیف شدن میزان میدان مغناطیسی آنها اشاره نمود.
این آهنربا‌ها برای منازل هم به شکل یک فیلتر درست میشد که در اتصال ورودی ابگرمکن یا ماشین لباسشویی بسته میشد. در بهترین حالت و کیفیت آهنربای دائمی ۱۰ سال کار کرده و بعداً ضعیف شده و میدان مغناطیسی لازم را تأمین نکرده و از تشکیل رسوب جلوگیری نمی‌کرد.
الکترومگنت‌ها
نسل بعدی الکترومگنت‌ها بودند که متشکل از یک پاور بودند که با بست‌های مخصوصی روی لوله بسته میشد. رشته سیم‌هایی از پاور خارج میشد و دور لوله پیچیده میشد.
مزایای الکترومگنت‌ها:
نسبت به نسل‌های قبلی نیاز به برش لوله برای نصب سیستم نبود به دلیل اینکه امواجی که الکترومگنت‌ها ساتع می‌گشت متناوب بود، آهن آب را به دور لوله جذب و جمع نمی‌کرد و به مرور زمان مانند آهنربای دائمی ضعیف نمی‌شد بلکه همیشه با یک قدرت عمل می‌نمود.
از دیگر مزایای الکترو مگنت‌ها میتوان به این نکته اشاره کرد که این رسوب زدا‌ها میدان مغناطیسی بیشتری ایجاد می‌نمود و در لوله‌های سایز بزرگ (از چهار اینچ به بالا) امواج تا وسط لوله ارسال می‌گشت و در بحث حذف رسوب یا عدم رسوب‌گذاری بهتر از آهنربا‌های دائمی عمل می‌کرد.
اما معایب آن: به دلیل اینکه محیط موتورخانه‌ها معمولاً گرم و مرطوب میباشد از سیم‌هایی که به دور لوله پیچیده شده بود به مرور زمان آسیب میدید و باعث ضعف در عملکرد آنها میشد.
اولتراسونیک‌ها
نسل بعدی رسوب گیر‌ها اولتراسونیک‌ها هستند که در آنها از ماده‌ای به نام فریت استفاده می‌شود؛ این ماده نسبت به سیم‌های الکترومگنت‌ها مقاومت و ماندگاری بیشتری دارند. مهم‌ترین خصوصیت اولتراسونیک توسط فریت این است که امواج دقیقاً به همان نقطه‌ای که لازم است ساتع می‌گردد.
مزیت‌های اولتراسونیک:
- ایرادی که در آهنربا‌های دائمی و الکترومگنت‌ها وجود داشت، این بود که آب دقیقاً می‌بایستی از محل نصب عبور می‌کرد تا عمل رسوب‌گیری یا رسوب زدایی صورت پذیرد اما در اولتراسونیک بدین گونه نمی‌باشد، بلکه امواج بر لوله‌ای که نصب شده قبل و بعد آن را در متراژ بسیار بالا ساطع کرده و عمل رسوب زدایی صورت می‌پذیرد.
- طول عمر بالاتری دارند.
- مصرف برق بسیار کمی دارند.
- اگر از قبل در لوله‌های آبگرمکن یا پکیج یا در موتورخانه‌ها در مبدل‌های حرارتی رسوب بسته شده باشد، کم کم رسوبات قبلی به شکل مولکول به مولکول جدا شده و از بین می‌رود.
- نصب بسیار ساده‌ای دارند و نیاز به عملیات لوله کشی ندارند.
- فضای بسیار کمی را اشغال می‌نمایند.
- نیاز به لوازم مصرفی و مواردی مانند تعویض فیلتر یا مواد مصرفی ندارند.
- با محیط زیست سازگار هستند.
موارد مصرفی اولتراسونیک‌ها در ابعاد خانگی:
رسوب زدا‌های اولتراسونیک در ابعاد خانگی موارد مصرف زیادی دارند:
- ماشین لباس شویی
- ماشین ظرف شویی
- آبگرمکن
- پکیج
رسوب زدا‌های اولتراسونیک در ابعاد صنعتی:
در موتورخانه‌ها (که این موتورخانه‌ها می‌توانند موتورخانه کارخانه‌ها، موتورخانه‌های منازل مسکونی باشند) در چیلر‌ها و برج‌های خنک کن، در دیگ‌های بخار، در دیگ‌های آب داغ، در مبدل‌های صفحه‌ای یا منابع کویلی استفاده می‌گردند.
از رسوب زدا‌ها در صنایع کشاورزی نیز استفاده می‌شود، برای مواردی مثل آبیاری‌های قطره‌ای و قطره افشانی برای اینکه نازل‌ها کیپ نشود اولتراسونیک‌ها استفاده می‌شود و همچنین در دستگاه‌های اسمز معکوس رسوب زدا‌های اولتراسونیک در ورودی دستگاه به عنوان جایگزین آنتی اسکالانت استفاده می‌گردد.
کاربرد کشاورزی:
در سال‌های اخیر افزایش جمعیت نیاز به غذا را در همه جا افزایش داده و این یعنی کشاورزی حتی بیشتر از گذشته مهم شده است. این در حالی است که کاهش منابع کشاورزی انسان‌ها را با بحران مضاعفی روبرو نموده؛ کاهش سطح آب‌های زیرزمینی به معنای افزایش املاح آب است که تأثیر مخربی بر رشد گیاهان و مزرعه و تأسیسات آن دارد.
اولتراسونیک‌ها راه حل اقتصادی و سبز برای زمین‌های زراعی و باغات هستند. تا سال ۱۳۹۷ گروهی از کشاورزان در استان‌های مرکزی و جنوبی ایران رسوب زدا‌های اولتراسونیک را در برخی از باغ‌های پسته و مرکبات خود نصب کرده و نتایج رضایت بخشی را حاصل نمودند.
مزایای اولتراسونیک‌ها برای بحث کشاورزی:
استفاده از اولتراسونیک‌ها در بحث کشاورزی مزایای بسیاری را دارا میباشند. ازاین مزایا میتوان به: تأثیر مثبت در رشد گیاهان و محصول دهی، افزایش عمر تجهیزات (که همان نازل‌های آبیاری، تأسیسات فیلتراسیون و غیره میباشد) کاهش هزینه سرویس و نگهداری تأسیسات آبرسانی اشاره نمود.
اولتراسونیک‌ها کاربرد در استخر‌های شنا و جکوزی
اولتراسونیک‌ها در استخر‌های شنا و جکوزی نیز کاربرد دارند. یک استخر شنا نهایتاً یک واحد تأسیساتی آبی است و به همان اندازه هم در برابر رسوب حساس است اما شاید جذابیت ظاهری آن مخاطب را به اشتباه بیندازد. عدم توجه به نیازهای یک استخر میتواند یک‌بخش جذاب و مفرح و احتمالاً درآمدزا را به یک واحد پرهزینه تبدیل نماید.
اولتراسونیک‌ها پس از پمپ و پیش از سیستم‌های بعدی یعنی فیلتراسیون یا سیستم‌های گرمایشی یا ضدعفونی نصب میشوند.
مزایای رسوب زدا در سیستم‌های استخری:
مزایای سسیستم رسوب زدا در استخر‌ها بهبود عملکرد سیستم فیلتراسیون و کمک به حذف بهتر ذرات معلق، حذف رسوب در مبدل حرارتی برج خنک کن و کاهش نیاز به مواد شیمیایی یا همان منعقدکننده‌ها است.
چگونگی عملکرد اولتراسونیک‌ها
در نهایت باید به این بپردازیم که اولتراسونیک‌ها چگونه عمل می‌کنند؟
رسوب زدا‌های اولترا سونیک با اعمال نیروی الکتریکی بر آب و یون‌های محلول در آن، هسته‌های محلول معلق از جنس کربنات کلسیم با ساختار کریستالی تشکیل داده و یون‌های آزاد کلسیم و بیکربنات محلول به شکل ترجیحی و تدریجی به این هسته‌ها می‌چسبند و در نتیجه دیگر بر روی سطوح به شکل رسوب نمی‌چسبند.
اصطلاحاً کربنات کلسیم و کربنات منیزیم الکترولیت شده و به شکل موقت خاصیت رسوب‌گذاری خود را از دست می‌دهند؛ به شکل آزمایشگاهی تا ۷۶ ساعت و به شکل عملی تا ۴۸ ساعت این املاح خاصیت رسوب‌گذاری خود را از دست می‌دهند.
خرید فیلترهای اولتراسونیک شرکت FAP
فیلترهای رسوب گیر اولتراسونیک یک فناوری نوین و پیشرفته در زمینه تصفیه آب هستند که با استفاده از امواج فراصوت، به طور موثر و کارآمد رسوبات و ذرات معلق در آب را حذف می‌کنند. این فیلترها به ویژه برای کاهش رسوبات، کلسیم، منیزیم و دیگر ذرات معلق در آب بسیار موثر هستند و باعث بهبود کیفیت آب میشوند. علاوه بر این، این فیلترها به دلیل عملکرد بی‌صدا و بدون نیاز به مصرف انرژی زیاد، گزینه‌ای ایده‌آل برای تصفیه آب در محیط‌های خانگی و صنعتی به حساب می‌آیند.
شرکت فرایند آب پارس FAP با تجربه و تخصص خود در زمینه تصفیه آب، انواع فیلترهای رسوب گیر اولتراسونیک با کیفیت بالا و عملکرد برتر را ارائه می‌دهد. اگر به دنبال تهیه فیلتر رسوب گیر اولتراسونیک با قابلیت حذف رسوبات و ذرات معلق در آب هستید، شما را به خرید فیلترهای تصفیه آب خانگی Fap دعوت می‌کنیم. با اعتماد به محصولات شرکت FAP، می‌توانید از بهترین فناوری‌ها و راهکارهای تصفیه آب برای بهبود کیفیت آب مصرفی خود بهره‌مند شوید.
