Принцип действия противонакипного устройства WS.

Противонакипное устройство WS препятствует осаждению накипи из растворённых в воде ионов кальция, магния, карбонат-ионов на внутренних поверхностях труб, теплообменников, поверхностях нагрева котлов и бойлеров.

Если коротко, принцип действия ФПНУ WS основан на явлении электрической индукции. Устройство наводит на металле трубы электромагнитное поле, так, что на внутренней поверхности трубы возникает слабый положительный электрический заряд.

Заряженная поверхность трубы электрически отталкивает от стенок труб и оборудования ионы кальция и магния. А электромагнитное поле заставляет эти ионы, и карбонат-ионы объединяться в нежёсткие сгустки — кластеры, «заготовки» для будущих кристаллов.

ФПНУ образование кристаллика накипи из ионов

ФПНУ WS заставляет ионы объединяться в кластеры и уплотняться. При попадании в область нагрева, кластеры кристаллизуются, образуя взвешенные микрокристаллы.

 

При попадании в область нагрева, кластеры превращаются в мельчайшие кристаллики накипи размером от 5 до 20 микрон (это в 5-10 раз меньше толщины человеческого волоса). Плотность кристалликов примерно равна плотности воды, поэтому они не осаждаются, а как бы «висят» в ней. Поток выносит их из котла, бойлера, теплообменника.

 

принцип действия противонакипного устройства WS

 

Для удобства монтажа, ФПНУ монтируется поверх трубы, без «врезок». Крепится к трубе хомутами. Питание: сеть 220В.

Высокая эффективность ФПНУ по сравнению с приборами от накипи предыдущего поколения (электронные умягчители воды, преобразователи жёсткости воды и пр.), обеспечивается несколькими факторами. Наиболее заметный из них — это кольцо вокруг трубы, изготовленное из специального ферросплава. За это такие противонакипные устройства называют «ферритными». Ферриты позволяют передать энергию в воду с минимальными (2-3%) потерями. Для сравнения: у приборов предыдущего поколения потери энергии часто превышают 99%.

Работа на пластиковых трубах.

При монтаже на пластиковую трубу, электромагнитное поле устройства проникает сквозь материал трубы. Эффект носит более локальный характер, однако достаточен для формирования кластеров в воде.

 


Подробнее о принципе действия ФПНУ (для профессионалов).

Конструктивно противонакипное устройство WS представляет собой генератор импульсов переменной частоты, управляемый быстродействующим микроконтроллером. ФПНУ формирует импульсы, имеющие форму экспоненциально затухающей синусоиды частотой 110-200 кГц. Импульсы генерируются в виде пакетов.

 

Механизм формирования кластеров.

При работе на металлической трубе, ФПНУ наводит на ней электромагнитное поле. При этом в металле трубы наводится ЭДС и возникает собственное (вторичное) электромагнитное поле.

Электромагнитное поле устройства направлено поперек оси трубы, радиально (см. анимацию вверху страницы, поле условно показано в виде «кругов»).

 

Принцип действия ФПНУ WS

Электромагнитное поле притягивает свободные электроны к внешней поверхности трубы.

 

Поле притягивает свободные электроны металла трубы по направлению от внутренней поверхности к внешней. В результате, в пределах зоны действия устройства, металл на внутренней поверхности трубы становится обеднён электронами, он приобретает слабый положительный электрический заряд.

 

С ФПНУ ионы кальция не могут осесть на стенку трубы.

Положительно заряжение ионы Ca2+, Mg2+ отталкиваются от стенок трубы.

 

Ионы кальция (Са2+) и магния (Mg2+) от природы обладают положительным электрическим зарядом. Он неизменный, и согласно таблицы Менделеева, равен +2. Эффект отталкивания одноимённо заряженных частиц не позволяет ионам кальция и магния приближаться к поверхностям труб и оборудования.

 

В воде, вместе с положительно заряженными ионами, присутствуют и отрицательно заряженные ионы, например гидрокарбонаты: HCO3¯.

В воде растворены положительно и отрицательно заряженные ионы.

В воде (синий) растворены положительно (зелёный) и отрицательно (оранжевый) заряженные ионы.

 

Под воздействием электромагнитных импульсов, которые излучает устройство, происходит образование свободных кластеров. Свободный кластер – это аморфный, полимероподобный сгусток ионов, порядка 70-120 штук, каждый из которых окружен молекулами воды (гидратирован). Ионы в кластере располагаются хаотично, расстояния между ними неоднородны.

Образование свободного кластера в результате работы ФПНУ.

Образование свободного кластера в результате работы ФПНУ.

 

Электромагнитное поле, наводимое устройством, распространяется вдоль оси трубы. Колебания поля заставляют положительно и отрицательно заряженные ионы в кластере совершать колебательные движения с высокой частотой.

Направление движения положительно и отрицательно заряженных ионов в различных фазах электромагнитных импульсов.

Направление движения положительно и отрицательно заряженных ионов в различных фазах электромагнитных импульсов.

 

Колебательные движения ионов в свободном кластере естественным образом перераспределяют в пространстве ионы в соответствии со своими электрическими зарядами. Они выстраиваются, как если бы располагались в кристалле. Расстояния между ионами выравниваются, и из кластера вытесняется часть молекул воды. Теперь кластер готов к кристаллизации. Мы называем такой кластер упорядоченным.

Колебания ионов в кластере приводят к образованию упорядоченного кластера.

Колебания ионов в кластере приводят к образованию упорядоченного кластера.

 

При нагревании происходит вытеснение молекул воды из упорядоченного кластера с образованием устойчивых микрокристаллов накипи. При наличие в воде упорядоченных кластеров, образование накипи начинается в первую очередь с них. Кристаллизация при наличие кластеров («заготовок») происходит во много раз быстрее, чем в обычных условиях.

превращение нежёсткого кластера в устойчивый микрокристалл накипи.

При нагреве произошло превращение нежёсткого кластера в устойчивый микрокристалл накипи.

Как видно, ФПНУ фактически стимулирует образование накипи. Отличие в том, что кристаллизация происходит в объёме воды, вдали от стенок труб и оборудования.

ФПНУ не препятствует естественным физическим процессам, а направляет их в нужное нам направление. Согласитесь, управлять процессом эффективнее и менее энергозатратно, чем противодействовать ему.

 

Дальность действия ФПНУ.

От места установки устройства, воздействие распространяется по трубопроводу и затем по трубной решётке котла, теплообменника, по пластинам теплообменника, по нагревательным элементам (ТЭНам) электроводонагревателя, постепенно затухая.

Максимальная дальность действия достигается при применении приборов против накипи на магистральном трубопроводе и уменьшается прямо пропорционально усложнению конфигурации системы (разветвление трубопровода, «гребенки» и т.п.).

Даже при наличие разветвлений, фактически речь идёт о десятках метров. И защите от накипи нескольких стояков или нескольких подъездов многоквартирного доме.

 

Отличие от приборов от накипи предыдущего поколения.

В интернет можно встретить заявления, что приборы предыдущего поколения, с индукционными обмотками, это «практически тоже самое». Посмотрите сами.

Прибор с индукционными обмотками и ФПНУ.

Прибор с индукционными обмотками и ФПНУ.

Линиями условно показано направление силовых линий электромагнитного поля. Очевидно, что поле у прибора слева направлено вдоль оси трубы, на не радиально. Это означает, что ионы кальция и магния при его работе вряд ли отталкиваются от стенок труб…

И по какой бы программе прибор слева не излучал импульсы, вряд ли они смогут распространяться далеко. Такое устройство дает локальный эффект (единицы метров). Плюс огромные потери сигнала. В итоге — предсказуемый результат.

Дополнительно см. статьи:
Какой прибор от накипи выбрать, дешевле или эффективнее?
Распространенные мифы о приборах от накипи.

Эффективность (относительно других ФПНУ).

Как было отмечено выше, противонакипное устройство WS излучает импульсы пакетами. Частота импульсов внутри пакета одинаковая, но отличается от частоты импульсов в следующем пакете. Параметры импульсов имеют частоту, близкую к резонансным частотам воды с учётом типового водно-солевого состава воды. Они подобраны определённым образом, так, что в воде происходит формирование структур (временных связей между молекулами воды) и, при подаче следующего пакета импульсов, их разрушение.

Многократное образование и разрушение структур в воде сопровождается явлением, схожим со слабой кавитацией. Оно способствует смещению растворённых в воде ионов кальция, магния, карбонат-ионов и др. Более интенсивному, чем при воздействии одиночными импульсами. В результате в воде образуется больше кластеров, и, соответственно, больше взвешенных микрокристаллов. Согласно лабораторных испытаний, на 15-17%, чем при обработке одиночными импульсами.

На данную технологию противонакипной обработки воды получен международный патент.

 

Также в ФПНУ WS применены ферриты из специального ферросплава, что позволяет свести к минимуму потери энергии при передаче в воду. Подробнее — ссылка.  Применён излучатель оригинальной конструкции, что позволило повысить эффективность обработки при работе на пластиковых трубах.

 

Удобство эксплуатации.

Устройство WS содержит блок самодиагностики и цифровой индикатор, на который выводится текущее значение выходного сигнала и температура внутри корпуса. Наличие цифрового индикатора позволяет обходиться без контрольно-измерительных приборов при монтаже и при эксплуатации, а также снизить требования к квалификации персонала.

Применение разборного магнитопровода позволяет устанавливать противонакипное устройство WS поверх трубопровода, без врезок. Место установки – на подающий или «обратный» трубопровод (в зависимости от схемы включения), на некотором расстоянии перед защищаемым оборудованием.

 

Смотри также: