سختی گیر در موتورخانه و ساختمان ها | چرا حذف رسوب اهمیت دارد؟
اگر در موتورخانه یا ساختمان خود با مشکلاتی مانند گرفتگی لوله ها، کاهش راندمان دیگ بخار یا افزایش مصرف انرژی مواجه شده اید، بدانید که عامل اصلی آن معمولاً سختی آب است. آب سخت حاوی یون های کلسیم و منیزیم است که هنگام گرم شدن، رسوبی سفیدرنگ بر روی مبدل ها و جداره لوله ها ایجاد می کند. راه حل قطعی برای این مشکل، استفاده از سختی گیر رزینی در موتورخانه است. در این مقاله، نحوه عملکرد، مزایا، اهمیت حذف رسوب و انتخاب بهترین نوع سختی گیر برای ساختمان را بررسی می کنیم.
۱) سختی آب چیست و چرا باید حذف شود؟
سختی آب به میزان املاح محلول در آن، مخصوصاً کلسیم (Ca²⁺) و منیزیم (Mg²⁺) گفته می شود. این املاح هنگام گرم شدن به صورت کربنات و سولفات رسوب می کنند. رسوب گذاری در سیستم های حرارتی یکی از عوامل اصلی افت راندمان و افزایش هزینه های انرژی است.
- هر یک میلی متر رسوب، تا ۱۰٪ مصرف سوخت را افزایش می دهد.
- رسوبات باعث خوردگی لوله ها و شیرآلات می شوند.
- افزایش دمای موضعی دیگ، خطر ترک و سوراخ شدن بدنه را بالا می برد.
۲) نقش سختی گیر در موتورخانه
در سیستم های حرارت مرکزی، آب به طور مداوم در مدار گردش دارد و در اثر تبخیر، غلظت املاح افزایش می یابد. سختی گیر با استفاده از فرآیند تبادل یونی، یون های سختی را از آب حذف کرده و از تشکیل رسوب در دیگ، مبدل و کویل ها جلوگیری می کند. این عمل باعث می شود:
- طول عمر تجهیزات افزایش یابد.
- بازده حرارتی سیستم تا ۳۰٪ بیشتر شود.
- مصرف سوخت و برق کاهش یابد.
- نیاز به اسیدشویی یا سرویس مکرر از بین برود.
۳) اجزای اصلی سختی گیر موتورخانه ای
سختی گیرهای مورد استفاده در ساختمان ها معمولاً از نوع رزینی هستند و از اجزای زیر تشکیل می شوند:
- مخزن اصلی (فایبرگلاس یا فلزی)
- رزین تبادل یونی برای حذف یون های سختی
- شیر کنترلی دستی یا اتوماتیک
- نازل های داخلی جهت پخش یکنواخت آب
- مخزن نمک (Brine Tank) جهت احیای رزین
در مدل های جدیدتر، شیر کنترل دارای تایمر یا فلومتر است که احیای رزین را به صورت خودکار انجام می دهد.
۴) نحوه عملکرد سختی گیر رزینی در موتورخانه
آب ورودی از بخش بالایی وارد مخزن سختی گیر شده و از میان بستر رزین عبور می کند. در این فرآیند یون های کلسیم و منیزیم با یون سدیم تبادل می شوند و آب نرم از پایین مخزن خارج می گردد. پس از مدتی رزین اشباع می شود و باید با محلول آب نمک احیا گردد.به طور معمول، هر سیکل کاری شامل سه مرحله است:
- سرویس (Service): حذف سختی از آب
- احیا (Regeneration): جایگزینی یون سدیم با آب نمک
- شست وشوی نهایی (Rinse): تخلیه نمک باقیمانده
۵) مزایای استفاده از سختی گیر در ساختمان ها
نصب سختی گیر رزینی در موتورخانه ساختمان مزایای زیادی دارد:
- جلوگیری از تشکیل رسوب در بویلر، کویل و مبدل حرارتی
- افزایش عمر پمپ ها، دیگ ها و تجهیزات گرمایشی
- کاهش هزینه های نگهداری و سرویس دوره ای
- کاهش مصرف گاز و انرژی
- بهبود کیفیت آب گرم مصرفی
۶) محل نصب مناسب در موتورخانه
بهترین محل برای نصب سختی گیر، در مسیر ورودی آب به دیگ و مبدل حرارتی است. معمولاً سختی گیر پس از فیلتر شنی و قبل از منبع ذخیره نصب می شود. در ساختمان هایی که چند مدار حرارتی دارند، نصب یک سختی گیر مرکزی در ورودی آب کل سیستم توصیه می شود.
۷) نحوه انتخاب ظرفیت سختی گیر
ظرفیت سختی گیر باید بر اساس حجم آب مصرفی و میزان سختی کل (TDS یا TH) انتخاب شود. برای موتورخانه ها معمولاً سختی آب بین ۲۰۰ تا ۶۰۰ ppm است.
فرمول ساده برای محاسبه ظرفیت مورد نیاز:
C = (Q × T × H) / 1000 که در آن:
- C: ظرفیت سختی گیر (گرین)
- Q: دبی آب (لیتر بر ساعت)
- T: زمان بین دو احیا (ساعت)
- H: سختی آب ورودی (ppm)
به عنوان مثال، برای یک موتورخانه با دبی ۳ مترمکعب در ساعت و سختی ۴۰۰ ppm، ظرفیت سختی گیر حدود ۷۲۰۰۰ گرین خواهد بود.
۸) انتخاب نوع بدنه (فایبرگلاس یا فلزی)
در موتورخانه های ساختمانی معمولاً از سختی گیر فایبرگلاس استفاده می شود، زیرا:
- سبک و مقاوم در برابر خوردگی است.
- به نگهداری خاصی نیاز ندارد.
- برای فشار تا ۶ بار مناسب است.
در مقابل، مدل های فلزی برای موتورخانه های بزرگ یا سیستم های مرکزی با فشار بالا پیشنهاد می شوند، چراکه تحمل فشار و دمای بیشتری دارند.
۹) اهمیت حذف رسوب در سیستم حرارتی
رسوبات ناشی از سختی آب باعث افزایش ضخامت جداره حرارتی و در نتیجه کاهش انتقال حرارت می شوند. به طور میانگین:
- ۱ میلی متر رسوب معادل ۱۰٪ افت راندمان حرارتی است.
- رسوبات به مرور موجب ترک خوردگی و خوردگی موضعی در لوله ها می شوند.
- در سیستم های سرمایشی، این رسوبات باعث انسداد مسیر گردش آب می شوند.
بنابراین، استفاده از سختی گیر علاوه بر بهبود راندمان، نقش مهمی در حفظ سلامت کل شبکه حرارتی دارد.
۱۰) نگهداری و احیای سختی گیر موتورخانه
- هر ۷ تا ۱۰ روز یک بار رزین را با آب نمک احیا کنید.
- مخزن نمک را همیشه پر نگه دارید تا فرآیند احیا کامل انجام شود.
- شیر کنترل را سالی یک بار سرویس کنید.
- رزین را هر ۳ تا ۵ سال تعویض کنید.
۱۱) علائم نیاز به احیای فوری
اگر هر یک از نشانه های زیر را مشاهده کردید، سختی گیر باید فوراً احیا شود:
- افزایش دمای خروجی دیگ یا کاهش فشار آب گرم
- افزایش رسوب در شیرآلات و کویل ها
- سختی محسوس آب مصرفی
۱۲) مزیت اقتصادی حذف سختی آب
با نصب سختی گیر رزینی در موتورخانه، هزینه های نگهداری سالانه تا ۴۰٪ کاهش می یابد. همچنین مصرف گاز، برق و مواد شیمیایی به طور چشمگیری پایین می آید. این صرفه جویی در ساختمان های بزرگ و برج ها بسیار قابل توجه است.
۱۳) نکات اجرایی نصب و بهره برداری
- دستگاه باید روی فونداسیون تراز نصب شود.
- شیر تخلیه برای خروج آب بک واش تعبیه گردد.
- در مناطق سردسیر، عایق حرارتی برای جلوگیری از یخ زدگی الزامی است.
- برای سیستم های اتوماتیک، برق ورودی باید پایدار باشد.
جمع بندی
رسوب دشمن پنهان هر موتورخانه است. با نصب یک سختی گیر رزینی می توانید از بروز این مشکلات جلوگیری کنید، مصرف انرژی را کاهش دهید و طول عمر تجهیزات گرمایشی را افزایش دهید. مدل های فایبرگلاس برای ساختمان ها و مدل های فلزی برای موتورخانه های بزرگ تر گزینه های ایده آل هستند. انتخاب صحیح ظرفیت، احیای منظم رزین و استفاده از نمک باکیفیت، سه اصل کلیدی برای عملکرد ماندگار سختی گیر هستند.
