X
Tento e-shop využívá cookies a bez jejich použití není schopen fungovat. Nesouhlasím s použitím cookies na tomto e-shopu (zobrazí se prázdná stránka).
Menu
košík
0
kategorie

NaturSoft o vědě

Informace o vědě

Jak systém NaturSoft změkčuje vodu?

Pohled na náplň a tvorbu krystalů při zvětšení 1000x pomocí optického mikroskopu

Co je tvrdost vody a jak ji systém Natursoft řeší?

Abychom podrobněji pochopili princip fungování technologie NaturSoft při odstraňování vodního kamene, je důležité uvědomit si rozdíl mezi minerály rozpuštěnými ve vodním roztoku a minerály ve formě krystalických pevných látek. Princip technologie NaturSoft je založen z větší části na procesech fyzikálních než na procesech chemických.

Princip technologie NaturSoft

1. Při průtoku tvrdé vody přes náplň změčkovače NaturSoft vytváří nadbytečný vápník Ca molekuly uhličitanu vápenatého CaCO3, které jsou elektricky neutrální. Během procesu se uvolňuje oxid uhličitý CO2. Ke vzniku mikrokrystalů CaCO3 dochází na povrchu granulí náplně a vytváří se kulový krystal, který má zcela odlišnou krystalovou strukturu na rozdíl od vápníku (kalcit) tvořícího vodní kámen.

2. Ve své praktické aplikaci, je technologie NaturSoft provozována ve fluidním (tekutém) loži. Vzhledem k náplni z granulí, které do sebe naráží a díky tření mezi sebou i vlivem protékající vody, jsou tyto mikrokrystaly uvolňovány do vodního toku. Krystaly jsou bez náboje (protože se iontové náboje těchto vzniklých bloků uhličitanu vápenatého a vápníku neutralizují navzájem) a pohybují se v proudu vody bez schopnosti a možnosti usadit se nebo jinak přilnout k povrchům po cestě.

3. Není pochyb o tom, že nejdůležitějším aspektem této technologie není to, co se děje v samotné nádrži NaturSoft, ale spíše to, že mikrokrystaly, které se uvolňují do proudu vody, fungují jako očkovací krystaly přitahující další minerály a splňují přesně stejnou funkci v proudu vody, jako náplň NaturSoft v nádrži změkčovače. Jakmile vzroste potenciál pro tvorbu vodního kamene v rozvodech vody (například rozdílem tlaků nebo zvýšením teploty vody u topení) očkovací krystaly přítomné ve vodě snadno integrují další vápník do své vlastní struktury (tj. krystaly rostou) a vytváří další očkovací krystaly ve své bezprostřední blízkosti. Tato technologie tedy funguje i při zahřívání vody, mikrokrystaly se zvětšují, ale vodní kámen se netvoří.

4. Tam, kde je v rozvodech stávající vodní kámen, začnou očkovací krystaly uvolňovat vápenné ionty a připojovat je do své struktury. Tímto efektem se již vytvořený vodní kámen uvolňuje a pozvolna odplavuje z vnitřního povrchu potrubí a ohřívače vody. Tento proces může být provázen výskytem zrnek a částeček z vodního kamene a můžete ho pozorovat několik týdnů i měsíců v závislosti na stavu rozvodů a jaká je tvrdost vody.

Uhličitan vápenatý

Uhličitan vápenatý je pravděpodobně nejproblematičtější minerál vzhledem k tvrdosti vody a ve formě pevné látky, se v rozvodech vyskytuje ve dvou možných podobách:

1. Jako vodní kámen nebo vápencová usazenina: pevně připojená krystalová struktura zvaná vodní kámen. Je to drsná a tvrdá usazenina, která zanáší potrubní rozvody v průběhu času a snižuje tlak vody, má tendenci uchovávat mikroorganismy a snižovat přenos tepla v ohřívačích vody atd.

2. Jako suspenze nebo sediment: nepřipojené pevně, tj. suspendované krystaly, kterým chybí elektrický náboj a nejsou schopny se připojit k sanitárním povrchům nebo stávajícímu vodnímu kameni a jsou unášeny tekoucí vodou.

Proč voda obsahuje vápník?

Uvedený uhličitan vápenatý je velmi špatně rozpustný a ve vodě (H2O) prakticky nerozpustný. Díky oxidu uhličitému CO2, který voda absorbuje z atmosféry nebo z organické činnosti ve zvodnělých vrstvách, vzniká kyselina uhličitá HCO3, která rozpouští tyto vápenaté minerály. Tato slabá kyselina uvolňuje minerály ze zemské kůry a jejich rozpuštěním způsobuje tvrdost vody.

Rovnováha vápníku a kyseliny uhličité

Ve skutečnosti jsou minerály vyluhované ze zemské kůry neutralizací kyseliny uhličité. Výsledkem je voda obsahující rozpuštěné minerální látky, které jsou v nějakém vztahu k původnímu obsahu vody a kyselině uhličité. Vyvážený stav nebo stav rovnováhy znamená takové množství vápníku, které by bylo zapotřebí k neutralizaci kyseliny uhličité. Přesycený stav nastane, pokud množství vápníku ve skutečnosti přesahuje přítomnost kyseliny uhličité; stav nedostatečného nasycení by existoval v opačném případě. Tomuto vztahu se říká vodní bilance (rovnováha).

Proč vodní kámen?

Vodní kámen se netvoří náhodně. Například vodní kámen pravděpodobněji vznikne v kovových trubkách proti plastovým, na hrubém povrchu proti hladkému, na vodivém proti nevodivému, v teplé vodě proti studené. Byly provedeny mnohé studie na zranitelnosti různých instalačních materiálů vůči usazování vodního kamene s instalatérskými materiály od různých plastových, přes kovové, jako měď, ocel a nerez, až po exotické jako titan, zlato a platina.

Tyto studie zjistily, že každý materiál měl jinou frekvenci, při které ke vzniku vodního kamene došlo, nicméně jakmile vodní kámen vznikl a připojil se k vodovodnímu povrchu, jeho další růst byl stejný bez ohledu na typ instalačního materiálu. Důležitým závěrem těchto pozorování vodního kamene je zjištění, že daleko rychlejší nárůst a usazování probíhá na stávajícím vodním kameni než na jakémkoliv jiném povrchu.

Náplň změkčovače NaturSoft

Voda by měla být přednostně v rovnovážném (nebo nasyceném) stavu, což je rovnováha uhličitanové tvrdosti (minerálů rozpuštěných ve vodě) se složkou odpovědnou za její přítomnost v roztoku, tj. kyseliny uhličité. Voda se bohužel běžně vyskytuje ve stavu nerovnováhy, což je buď stav v nenasycení, nebo častěji, ve stavu přesycení. Nenasycení znamená nižší obsah minerálních látek, než je vyžadováno pro vyrovnání kyseliny uhličité přítomné ve vodě, což má za následek větší sklon ke korozi domovních instalací. Naopak, přesycení znamená nadbytek minerálních látek, které způsobují usazování a tvorbu vodního kamene.

Ve většině případů, naše voda z vodovodu je alespoň o něco přesycená vápníkem. V závislosti na materiálu použitém pro rozvody vody (např. měď, PEX, atd.), vzniká vodní kámen dříve nebo později - a to i v rozvodech studené vody. Vzhledem k tomu, ohřev vody zvyšuje potenciál tvorby vodního kamene, což je problém zejména v ohřívačích vody, rozvodech topení a teplé nebo horké vody u spotřebičů.

Jak může NaturSoft pomoci? NaturSoft při aplikaci v úpravě vody snižuje potenciál vzniku vodního kamene a pohybuje chemií vody ze stavu nerovnováhy směrem k rovnováze. Činí tak prostřednictvím podpory vytváření mikroskopických minerálních krystalů. Vytvoření takových pevných krystalů odstraní přebytečné minerály z roztoku ve vodě, a tím přispívá k vodní bilanci (rovnováze). Jakmile jsou tyto mikroskopické krystaly vytvořeny ve změkčovači, uvolňují se do protékající vody a jsou připraveny k integraci dalších minerálů, pokud dojde ke zvýšení potenciálu vody pro tvorbu vodního kamene, například v důsledku zvýšení teploty vody. To znamená, že, minerální krystaly nevytváří spontánně další, ale pouze v případě vody s velkým přesycením minerály. Speciálně navržený povrch náplně NaturSoft obsahuje šablony, které napomáhají vzniku těchto mikrokrystalů na mnohem nižším stupni nasycení, než by jinak bylo potřebné.

Jinak řečeno, šablona náplně NaturSoft je navržena tak, aby snížila práh potřebný pro tvorbu krystalů. V podstatě, přítomnost TIC náplně ve vaší vodě umožňuje, že voda začne tvořit tyto krystaly uhličitanu vápenatého, aniž by došlo ke krajnímu nasycení, které je v tomto procesu obvykle nutné. Krystaly se tvoří na povrchu naší náplně, kde atomy pracují samostatně v souladu s navrženou šablonou. Šablona náplně je záměrně zvolena tak, aby snadno vznikaly krystalové struktury, ale současně, aby byly krystaly dostatečně stabilní a nepřipojovaly se k instalatérským povrchům.

V přírodě je známo několik stovek struktur krystalu uhličitanu vápenatého. I když všechny mají stejné chemické složení, které se vyznačuje mírně odlišným uspořádáním atomů v jejich struktuře. Dvě nejčastější struktury jsou vápník a aragonit.

Šablona náplně NaturSoft je vytvořena tak, aby přiměla vápník snadno se připojit k matrici. Konkrétní šablona je vybrána tak, aby vytvořila strukturu krystalů, která bude podporovat růst v případě zvyšujícího se nasycení.

Krystaly, které jsou vytvořeny na náplni změkčovače NaturSoft a protékají s proudem vody, dále slouží jako šablony (tj. očkovací krystaly) samy o sobě, které podporují vznik dalších krystalů, pokud to vyžadují podmínky. Jako takový, má očkovací krystal stejnou funkci jako samotná náplň. Tento efekt je velmi prospěšný, když se voda dostane do ohřívače vody. Při zahřátí vody se zvýší potenciál tvorby vodního kamene a očkovací krystaly absorbují další vápník, který by se jinak usazoval.

Ponecháním minerálů ve vodě získáme vodu v rovnováze, přesně tak, jak to příroda sama zamýšlela.

NaturSoft - certifikace DVGW

Změkčovače vody bez soli NaturSoft jsou jediné svého typu certifikované nezávislou stranou dle DW-9191 jako změkčovače bez soli s 99,6% prevencí v usazování vodního kamene.

DVGW

DVGW je nezávislá organizace, která zavádí normy a vystavuje zkušební protokoly. Rovněž schvaluje nebo akredituje laboratoře a pak provádí zkoušky podle vydaných standardů a protokolů. Totéž lze říci o NSF v USA.

DVGW se nachází v německém Bonnu. Má svou vlastní laboratoř s názvem TZW, která se nachází v Karlsruhe, Německo. Kromě toho, DVGW potvrdilo existenci asi dvaceti laboratoří v celé střední Evropě, které jsou oprávněny provádět certifikační zkoušky. Totéž platí pro NSF. Má své laboratoře, které jsou certifikovány NSF jako například WQA, UL a Pace Laboratories.

DVGW také vydává zkušební značky certifikátů (tj. WQA ekvivalent "Gold Seal") jako standardu "W510". Jejich vnitřní kód pro certifikaci W510 je "9191 - Kalkschutzanlage" (ochrana proti usazování vodního kamene). Za účelem získání certifikace W510 nebo této certifikační značky, musí žadatel projít celkem třemi zkušebními protokoly: účinnost (W512), bezpečnost materiálu a strukturální integrita.

Přečtěte si více o DVGW 9191 - zařízení na prevenci proti usazování vodního kamene

Certifikační dokumenty

DVGW W 510 standard

DVGW 9191 – standard pro změkčovače (Anti-Scale) používá ve světě nejpřísnější požadavky k určení účinnosti prevence proti vodnímu kameni pomocí listu W 510. Tento standard kombinuje 3 požadavky na testování, kterým musí všechny certifikované systémy projít:

  1. strukturální integrita,
  2. mikrobiologické zkoušky (W. 270 a testy KTW)
  3. výkon v prevenci proti vodnímu kameni (W512)

Na rozdíl od standardů NSF požadující výkon ve výši 50%, DVGW certifikace (W 512) vyžaduje ke splnění podmínek výkon 80% nebo lepší. Za účelem získání certifikace podle DW-9191 se musí protokol o zkoušce W 510 prokázat nejméně 4 samostatnými zkouškami, a navíc splněním ostatních požadavků W 510. Pelican splnil všechny požadavky, které jsou podmínkou certifikace výrobku dle DW-9191.

DVGW W 512 - testování

Standard DVGW W 512 je nejpřísnější svého druhu na světě. Aby mohly být naše zařízení podrobeny nejpřísnějším zkušebním testům, nechali jsme naše zařízení testovat na výkon v certifikované laboratoři DVGW v domovské zemi samotné normy v Německu. Test se zaměřuje na simulaci reálných životních podmínek na mimořádně dlouhou dobu pomocí extrémně tvrdé přírodní vody z přírodního zdroje.

DVGW W 270 a KTW vyhodnocení - mikrobiologické testy

Pro ochranu pitné vody před mikroorganismy na nekovových materiálech, je nutné pro dodržení požadavků DVGW stanovených v listu DVGW W 270 "růst mikroorganismů na materiálech určených pro použití v systémech pitné vody - posouzení a vyhodnocení!“ provést KTW posouzení, které prověří všechny plastové díly, povlaky, pryže a maziva na UBA a BGA, aby se tyto látky neuvolňovaly do pitné vody.

Proč jsme jako jediní zveřejnili naše výsledky testů?

Jak v Evropě, tak i v USA, platí, že certifikace vyhovuje nebo nevyhovuje. Certifikací se uvádí, že žadatel výrobkem splnil podmínky a požadavky normy. Uvádět jednotlivé výsledky zkoušek není povinností v žádné jurisdikci. Důvodem pro zveřejnění výsledků jsou minimální požadavky institucí pro splnění těchto testů. Například, NSF 42 vyžaduje pouze 50%, aby žadatel vyhověl. To znamená, že výrobek je certifikovaný, ale filtrační zařízení podává na konci svojí životnosti pouze 50% výkon. Díky tomu většina společností nezveřejňuje své údaje ze zkoušek, aby spotřebitelé neviděli nízké výsledky v testech. Pelican Water zveřejňuje své údaje ze zkoušek, protože jsme dosáhli 99,6% v hodnocení prevence proti vodnímu kameni v celé délce testu. Žádný jiný systém na změkčení vody bez soli nezískal tak vysoké hodnocení certifikované nezávislou zkušebnou.

Poznámka: Vodní kámen usazený v 1/4 profilu trubek může zvýšit náklady na vytápění o 40% nebo i více, pozorujte tvorbu vodního kamene v části s neupravenou vodou po 3 dnech provozu.

Změkčovače vody NaturSoft jsou certifikovány WQA dle NSF standardu 61 na bezpečnost materiálu a jsou tak testovány NSF 42 pro strukturální integritu.

Změkčovače vody bez soli jsou zařízení, látky nebo procesy, které budou mít po použití za následek některou nebo všechny z následujících výhod v různé míře:

  • prevence usazování vodního kamene
  • lepší čištění / úklid
  • zlepšení osobní péče bez použití soli (chlorid sodný / draselný)

Water Quality Association (WQA)

Water Quality Association WQA je neziskové sdružení reprezentující domácí, komerční, průmyslové i obecní vodárenství a odvětví úpravy vody. WQA udržuje úzký dialog s dalšími organizacemi zastupujícími různé aspekty vodárenství, aby co nejlépe sloužilo zákazníkům, vládním úředníkům a členům průmyslu. WQA je zdroj informací, hlas pro průmysl, učitel pro profesionály, laboratoř pro testování výrobků, a mluvčí vodárenství pro veřejnost.

WQA Gold Seal certifikační program

Water Quality Association Gold Seal certifikační program se zaměřuje na poskytování veřejného zdraví a bezpečnosti poskytované služby po celém území USA a na celém světě, při zachování odborného servisu, vynikající pověsti, a férové ceny. Gold Seal Program nabízí certifikaci všech produktů a chemikálií, které jsou ve styku s pitnou vodu.

Žádný jiný změkčovač vody bez soli nemá certifikovanou tak vysokou účinnost v prevenci proti vodnímu kameni.

NaturSoft - studie

Kotelna – fotografie

Na obrázcích je vidět výměník tepla s izolovaným tělem a čerstvě vytaženou topnou spirálou. Jasně lze vidět, že na topné spirále nejsou žádné usazeniny nebo jiné stopy po vodním kameni. Ve spodní části vnitřního prostoru trubky je malé množství kalu v podobě mikro krystalů uhličitanu vápenatého vyrobeného náplní změkčovače NaturSoft. Povrch topné spirály z nerezové oceli má mírně matný vzhled díky několika mikro mikronům silného oparu "měkkého kamene" v průběhu procesu. Tato vrstva se snadno setře hadrem nebo opláchne tlakovou vodou, aniž by bylo nutné použít jakékoliv chemické čisticí prostředky. Je to jediná stopa minerálů tvrdé vody, které lze nalézt po jednom roce provozu topení. 

přívod teplovodního potrubí (vlevo) / výměník tepla z nerezové oceli a příruba pro napojení (vpravo)

výměník tepla a topná spirála (vlevo) / detail topné spirály (vpravo)

topná spirála (vlevo) / vnitřek těla výměníku (vpravo)

Kotelna - vynikající výsledky

Pelican Water s hrdostí představuje náplň NaturSoft jako novou generaci v boji s tvrdou vodou. Roky vývoje a testování v USA v drsných reálných podmínkách náplň NaturSoft předčila veškerá očekávání a podává úžasné výsledky. NaturSoft náplň se vyrábí výhradně ve Spojených státech společností Pelican Water Systems.

Nová éra této technologie učinila obrovský pokrok v možnostech úpravy vody jak v obytných tak i v komerčních aplikacích. Technologie NaturSoft se ukázala být velmi efektivní v obou aplikacích a to jak při vysokých teplotách, tak pro velmi tvrdou vodu. NaturSoft systém představuje vynikající alternativu v boji s příznaky tvrdosti vody, aniž bychom byli nuceni uchylovat se k systémům založeným na iontové výměně (změkčovače se solí). Náplň pro komerční aplikace je nyní k dispozici i pro domácí spotřebitele. V uvedeném příkladu se jedná o úpravu vody pro komerční využití pomocí technologie NaturSoft. To představuje extrémní případ převyšující kapacitou a velikostí systémy pro domácí spotřebitele. V principu je však kotel / tepelný výměník větší verzí domácího ohřívače teplé vody. 

Kotelna – o vytápění

Tento výměník tepla z nerezové oceli, je součástí vytápění v průmyslovém provozu. Zdrojem energie pro výměník tepla, je parní kotel, jehož pára ohřívá vnitřek nerezové ocelové trubky tepelného výměníku na 170°C, což vede ke vnější povrchové teplotě 130° C. Zdroj vody má teplotu 12° C. Ta prochází potrubím výměníku tepla a je zahřívána na teplotu 85° C během několika sekund. Horká voda je pak dodávána do zásobníku teplé vody na 50 m3 a ta zase dodává horkou vodu pro celý průmyslový provoz podniku.

Kotelna – historie

Kotelna byla nově instalována v srpnu roku 2002, kdy se úprava surové vody skládala z tradičních změkčovačů vody (Duplex Fleck 2900 24.X72.). Systém byl provozován v této konfiguraci pro prvních 18 měsíců. 

Četné problémy selhání změkčovače v kombinaci s velkými provozními náklady (použitá sůl se blížila hodnotě 45.000,- USD/rok) a problémy v průmyslové výrobě způsobily, že majitel začal hledat alternativy. 

První alternativou bylo pokusit se vynechat předúpravu surové vody vůbec; to se ukázalo jako katastrofální řešení. Po pouhých dvou a půl měsících byl tepelný výměník zmenšen až do bodu, kdy dodávka teplé vody do provozu byla snížena na pouhý pramínek vody. Vytahování výměníku tepla pro kontrolu a čištění se ukázalo jako nesnadný úkol. Výměník tepla by zanesen vodním kamene tak, že bylo nutné použít řetězy připojené na hydraulické zařízení, aby se spirála vytáhla ze svého uložení. Vodní kámen zcela obalil jádro, které se prakticky skládalo z velkého kusu vápence ve válcovém tvaru tělesa výměníku tepla. Trvalo dva dny pečlivě vyčistit výměník tepla kyselinou fosforečnou a obnovit normální provozní stav.

Konečně na jaře roku 2004, byl instalován systém využívající náplň NaturSoft (nádrž s průtokem Up Flow). Od té doby je tato kotelna v nepřetržitém provozu bez jiné ochrany či úpravy vody. Průmyslový podnik využívá asi 300 m3 horké vody denně, 6 dní v týdnu a 50 týdnů v roce. Upravená voda má tvrdost vápníku 4,5 mmol/l a malé stopy množství železa. Za celou prozatímní dobu životnosti, tam nebyly zaznamenány žádné změny na výkonu či účinnosti výměníku tepla. 

V době, kdy se pořizovali tyto fotografie, ohřál kotel již více jak 300.000 m3 vody. Ještě důležitější je, že fotografie ukazují výměník tepla po jednom roce nepřetržitého provozu, kdy bylo ohřáto více než 90.000 m3 vody od poslední roční prohlídky! Na jaře roku 2007 byly roční kontroly kotle odloženy na neurčito. Vzhledem k tomu, že již předchozí dvě kontroly nepřinesly žádnou potřebu čištění a systém byl v provozu dle požadavků majitele, rozhodlo se o posunutí další kontroly. 

Žádný provozní problém nebo selhání zařízení, žádné omezení kapacity nebo snížení účinnosti a vše s nulovými náklady na provoz.