Очищать воду современные технологии сегодня позволяют по-разному. Можно и химические средства использовать, можно использовать АкваЩит или работать и с помощью магнитного воздействия. Такое многообразие обуславливается разной покупательной способностью населения и разными потребностями в качестве воды для промышленного производства.

Жесткость, как стимул к применению

Нет ничего хуже известкового осадка. Из всех вредных примесей, жестковатость самая опасная. И опасна она именно тем, что действует медленно, но очень метко. От нее невозможно отравиться, как от вредной вирусной воды. Она не обладает цветом и вкусом, как железистая вода. В этом и состоит ее негатив. Проследить ее влияние можно, но это процесс длительный. Зато результат – накипь – видит каждый.

Она постоянно меняющаяся система, состоящая из многих компонентов. Для примера в таблице представлен упрощенный состав воды. И это многообразие нужно обработать, оставив при этом все полезное.

Полностью растворенными в воде являются только минеральные соли, но они же являются и полезными примесями. Но если их в воде слишком много, то образуется известковый осадок. Помочь устранить его может электромагнитная обработка воды , как одна из более эффективных.

Согласно ГОСТу, общая жесткость в воде не должна превышать показание 9. Жесткость ведь не только накипью плоха, она ухудшает состояние воды, не говоря уже о последствиях при работе с бытовыми приборами -

• Увеличенный расход моющих средств;
• Ухудшение состояния тканей;
• Снижение питательности еды;
• Стимулирование коррозии;
• Падение КПД бытовых приборов

Моющие средства при контакте с жесткой водой образуют малорастворимый осадок, куда излишек мыла и уходит. На нормальную с показателем 9, расход мыла составляет примерно 2,5 грамма. При мягкой воде такой расход составит 1,75 грамма примерно. При стирке в такой воде, которая теперь обладает не только жесткостью, но еще и малорастворимым осадком, ткани начинают впитывать эти примеси. От этого они становятся ломкими, износ работает быстрее.

Если же говорить о пользе продуктов, то белки из мяса, при варке в некачественной воде, становятся практически нерастворимыми и очень плохо усваиваются человеком. В результате нужно и на ремонт тратиться и на промывку, да и здоровье тоже страдает от такой воды.

Накипь же работает внутри приборов и оборудования, как отличный теплоизоляционный материал. Расход топлива при этом увеличивается в десятки раз, а качество нагрева очень сильно падает. Все это сказывается на нормальной работе приборов и оборудования, причем до такой степени, что оно может ломаться и без возможности восстановления. Чистить поверхности или промывать их постоянно химическими растворами можно, но, сколько будет все это стоить, и на сколько потребители готовы пойти на такие минусы, как вечно поцарапанные поверхности, в остатках накипного налета, ясно будет только по мере.

В связи с таким количеством вреда от накипи и самой жесткости, человечество вынуждено было искать способы обработать воду так, чтобы получить мягкую и не знать больше таких проблем. Кроме электромагнитной обработки воды большой популярностью сегодня пользуются ионообменные приборы, умягчение воды путем впрыскивания в воду умягчающих средств.

При умягчении главной задачей остается связывание или устранение катионов кальция и магния. При работе с химическими веществами эти катионы превращаются в нерастворимые соединения, которые проще вымыть или отфильтровать. Есть вариант замены одних катионов на другие. Так работают ионообменные установки. Для этого используют специальные картриджи с определенной фильтрующей смолой. В обмен на соли жесткости она может отдавать ионы натрия или водорода. Но возня с постоянными заменами картриджей, забившихся после обменов, требует и денег, и усилий. Все это и привело к экспериментам над безреагентным умягчением.

Как обработать воду электромагнитными волнами без химических реакций?

Еще в середине двадцатого века, когда не отгремел еще костер великой отечественной войны, ученые занимались изучением работы магнитного воздействия на жесткость. Так и была открыта особенность поведения солей жесткости при обработке воды электромагнитными волнами и магнитном облучении. Хотя до сих пор так и нет одинакового мнения о том, как работает магнитное поле. Достоверно известно одно, что под таким влиянием вода становится более мягкой, а главное воздействие способствует очищению стенок оборудования.

Обычно загрязнение стенок является большой проблемой для оборудования. Осадок накапливается на резиновых прокладках в узких трубках, приходится сменные прокладки постоянно менять, а для очистки узких мест разбирать оборудование и останавливать производство. От простоев соответственно предприятие получает убытки.

По разным вариантам работы магнитного поля, в воде образуются либо центры кристаллизации, либо соли меняют форму и становятся острыми и неудобными для прилипания. При любом варианте облучения соли не могут прилипать к поверхностям, зато могут своими острыми концами качественно счищать старые залежи. Причем делают они это качественно, хоть и медленно, и при этом не нужно ничего раскручивать и очищать. Эта особенность и делает устройства электромагнитной обработки воды крайне выгодными для сфер, работающих с водой постоянно.

Кроме очистных особенностей, приводит к резкому увеличению растворения неорганических солей, растворенный кислород в большей степени концентрируется в воде. Не доказано, но есть версия о том, что электромагнитная волна поможет решить и некоторые бактерицидные проблемы.

Магнитное воздействие не оказывает влияния на здоровье человека. Это экологически безопасный способ получить мягкую воду довольно быстро, без обслуживания и лишних затрат. При этом все солевые качества остаются в норме, вода не меняет критически свой состав. Но при всех этих достоинствах одного магнитного действия было недостаточно и появились первые варианты электромагнитной обработки воды.

Магнитная или электромагнитная обработка, что выбрать?

Тем не менее, все еще используют, особенно в тех домах, где есть колонка, и нет горячей воды. Магнитный приборчик хоть и маленький, но обработать небольшую квартирку ему вполне под силам. Главное, чтобы скорость потока не превышала предельно допустимую, а вода не была горячей. У такого прибора перед электрическим братом есть всего один небольшой плюсик – это отсутствие расходов на электричество. По сути, магнитной обработкой сегодня мало кто пользуется, только в случае обработки исключительно холодной воды с определенной скоростью потока он все еще применяется.

Электромагнитная обработка воды намного выгоднее других безреагентных. нужно приварить к котлу, магнитный прибор врезать в трубу. Электромагнит же достаточно накрутить на трубу. Это значительно облегчает жизнь. Прибор легко и снять, и одеть. Только концы обмотки нужно изолировать и обязательно смотреть, чтобы вода на проводку не попадала. Собственно это и все обслуживание. Не работает такой прибор только в двух случаях – отключение электроэнергии и вода в системе стоит. При использовании магистрального устройства подобного толка, защита от образования накипи гарантирована практически для всех бытовых приборов. Только вот питьевого качества такой прибор не даст. Именно поэтому, выбирать электромагнитную обработку имеет смысл только от накипи и . Его задача больше относится к очищению поверхностей и защите их от новых отложений. Потому в квартиру лучше дополнительно еще купить питьевой фильтр под мойку.

Стремление экономить материалы и топливо понуждают конструкторов энергетического оборудования к интенсификации его использования и увеличению мощности тепловых потоков на единицу площади теплообменных поверхностей. В свою очередь, повышаются требования к качеству питательной воды промышленных и энергетических потребителей. Наряду с этим упрощаются технологии водоподготовки, позволяющие малыми средствами добиться больших результатов.

Подписаться на статьи можно на

Применение «нехимических» методов обработки воды в энергетике расширяется благодаря технологическим и экономическим преимуществам: их внедрение позволяет значительно сократить количество используемых реагентов (кислот, щелочей, хлорида натрия) и тем самым избавиться от проблем утилизации сточных вод с высоким содержанием химических веществ. Активно развиваются такие технологии водоподготовки как: магнитная, электромагнитная (радиочастотная), акустическая (ультразвуковая), мембранная. Также к этим методам условно отнесены электрохимический (электродиализный) метод и обработка воды комплексообразователями (комплексонами).

Магнитная обработка воды

Магнитные аппараты устанавливают для предотвращения (или уменьшения) осаждения накипеобразующих веществ на теплообменной поверхности. Наиболее часто встречающаяся накипь образуется карбонатом кальция.

Температура осаждения карбоната кальция из природной воды - 40-130 °С. Следует помнить о том, что температура нагретой воды в теплогенераторе или теплоиспользующем аппарате всегда ниже температуры стенки нагреваемой поверхности. Принято считать, что температура стенки трубы в топке водогрейного котла выше температуры нагретой воды на 30-40 °С, а в теплообменнике (бойлере) - на 15-20 °С. Но, конечно, эта разница температур уменьшается с уменьшением габаритов и теплопроизводительности котлов.

Эти и другие соображения обусловили следующие требования к технологии и аппаратам магнитной обработки воды (СНиП II-35-76**** «Котельные установки», СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети» (ранее СНиП 2.04.07-86*), СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов» (ранее «Руководство по проектированию тепловых пунктов»: М., Стройиздат, 1983);

Для чугунных и других паровых котлов с температурой нагрева воды до 110 °С допускается карбонатная жесткость исходной воды не более 7 ммоль/л (то есть практически до наибольшего значения карбонатной жесткости природной воды, определяемого в лаборатории), содержание железа (Fe) - не более 0,3 мг/л. При этом обязательна установка шламоотделителя на продувочном трубопроводе парового котла;

Для водогрейных котлов с температурой нагрева воды до 95 °С в закрытой системе теплоснабжения допускается карбонатная жесткость исходной воды не более 7 ммоль/л, содержание железа (Fe) - не более 0,3 мг/л. При этом исходную воду можно не деаэрировать, если в ней содержание растворенного кислорода не более 3 мг/л и/или сумма значений хлоридов (Сl -) и сульфатов (SO4 2-) не более 50 мг/л. Часть циркулирующей воды (не менее 10 %) должна проходить через дополнительный магнитный аппарат для предотвращения «затухания» магнитного воздействия.

Для системы горячего водоснабжения с t нагрева воды до 70 0С должны выполняться все указанные выше условия (ограничения по жесткости воды, содержанию железа, деаэрация или другая противокоррозионная обработка воды), но, кроме того, нужно обеспечить напряженность магнитного поля не более 159.103 А/м (2000 Э). Другие условия для этой системы указаны в СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети» и в СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов».

Отсутствие общепризнанной теории магнитной обработки воды и, следовательно, отсутствие методики расчета параметров, разрушенная система нормативной базы (перевод нормативов в разряд рекомендуемых и добровольно принимаемых), существование десятков (!) производителей - всё это склоняет пользователей к случайному выбору аппаратов и приводит к положению, при котором в одинаковых, казалось бы, условиях эффект магнитной обработки воды различается.

У «классических» физиков вызывает недоумение и неприятие притязания инженеров объяснять эффективность магнитной обработки воды действием магнита на внутриатомные силы. Конечно, для внутриатомных сил магнитный импульс применяемых аппаратов - то же самое, что пушечный выстрел в океан в надежде его «взволновать»,

Можно предположить, что противоречие разрешается простым напоминанием: обработке воды подвергается не Н 2 О, а природная вода - срéды очень и очень разные.

Кроме того, недоверие вызывает существование так называемой «памяти воды», то есть сохраняющейся в течение довольно длительного времени (по разным оценкам: 12-190 ч) после «омагничивания» способности воды предотвращать или хотя бы замедлять накипеобразование.

Из известных гипотез магнитной обработки воды представляется наиболее обоснованной гипотеза, выдвинутая сотрудниками кафедры водоподготовки МЭИ (Технический университет) и развитая далее в Институте проблем нефти и газа РАН.

Основное положение гипотезы: магнитная обработка воды может быть эффективной только при наличии в воде ферромагнитных частиц (хотя бы в количестве более 0,1-0,2 мг/л). Вода должна быть пересыщена по ионам кальция и карбоната. Магнитный поток способствует дроблению агрегатов ферромагнитных частиц на фрагменты и отдельные частицы, «освобождению» их от водной оболочки, образованию газовых микропузырьков.

Ферромагнитные микрочастицы в многократно увеличенном количестве создают центры кристаллизации, и накипеобразующие элементы меньше осаждаются на теплонапряженной поверхности и больше - внутри водного потока. Газовые микропузырьки действуют как флотоагенты.

Конструкции магнитных аппаратов разнообразны.

Лучшая эффективность - у аппаратов, полюсы которых выполнены не из углеродистой стали, а из редкоземельных металлов, сохраняющих «магнитную силу» до температуры воды 200 °С и имеющих длительный эксплуатационный ресурс (за 10 лет магнитные свойства ослабевают лишь на 0,2-3,0 %).

Магнитное поле должно быть переменным. Поэтому магнитные аппараты состоят из четырех и более магнитов - так, чтобы положительные и отрицательные полюсы чередовались.

Магниты могут располагаться как внутри, так и снаружи трубы. При внутреннем расположении полюсов происходит накапливание частиц железа на полюсах (что вызывает необходимость разборки аппарата для очистки). При наружном расположении магнитов нужно учитывать зависимость магнитной проницаемости материала трубы.

При большом количестве железа в исходной воде (5-10 мг/л) и небольшом расходе воды, когда экономически нецелесообразно организовывать специальное обезжелезивание воды, можно предусматривать перед магнитным аппаратом намагниченную фильтр-сетку: будут задерживаться и ферромагнитные, и другие взвешенные частицы.

С учетом положений описанной выше «ферромагнитной» гипотезы «омагничивания» воды требуется в каждом случае внимательно рассматривать условия установки аппаратов. Требуется также критически относиться к приведенному выше нормативу по железу: не более 0,3 мг/л. Нужно установить нижний предел содержания железа в исходной воде и, может быть, повысить верхний предел.

Во время магнитной обработки образуется углекислота. Получающийся углекислый газ в системе горячего водоснабжения и в промышленных оборотных системах выводится через водопроводную арматуру и градирни. В закрытой системе с большим расходом воды необходимо устанавливать дегазаторы.

Получающиеся хлопья необходимо выводить из системы - через шламоотделители. При этом нужно учитывать, что центробежный циркуляционный насос должен устанавливаться после магнитного аппарата, чтобы хлопья не разрушались.

Электромагнитная (радиочастотная) обработка воды

Достоинством электромагнитной обработки является легкий монтаж: электрокабель просто наматывается на трубу (как правило, не менее шести витков). При подаче электротока в кабель образующиеся электромагнитные волны в природной воде изменяют структуру находящихся там веществ (прежде всего, как описано выше, ферромагнитных частиц). В результате накипеобразующие примеси кальция (в основном - карбонаты) меньше осаждаются на теплонапряженной поверхности.

Удобство такого способа обработки воды - возможность изменения воздействия на воду путём изменения подачи электроэнергии (мощности и силы тока).

Радиочастоты - один из классов электромагнитных волн - разделены в зависимости от частоты и длины волны на 12 диапазонов. Диапазон частот, используемых при описываемой обработке воды, - 1-10 кГц, то есть часть диапазонов инфранизких частот (0,3-3 кГц) и очень низких частот (3-30 кГц).

Как и магнитная обработка воды (на постоянных магнитах), электромагнитная применима только для воды сравнительно низких температур нагрева - не более 110-120 °С и там, где нет пристенного кипения воды. Следовательно, такая обработка не может применяться для паровых котлов, где температура нагрева воды более 110 °С. Возможно, потому, что мощность тепловых потоков через нагреваемые поверхности паровых и больших водогрейных котлов несопоставимо велика по сравнению с мощностью электромагнитного сигнала, препятствующего накипеобразованию.

Показательны во много раз отличающиеся оценки тепловых нагрузок поверхностей нагрева, при которых эффективна электромагнитная обработка воды. Разные фирмы указывают для своих аппаратов допустимые значения мощности тепловых потоков: от 25-50 до 175 кВт/м 2 . Но большинство фирм вообще не указывают это значение.

Физико-химические процессы радиочастотной обработки воды пока исследованы недостаточно, а добытые в исследованиях факты не получили удовлетворительной интерпретации. Как бы там ни было, претензии изготовителей аппаратов на возможность применения этого метода в широком диапазоне значений жесткости, минерализации и температуры воды, для разных котлов и теплообменников - не обоснованы.

Акустическая (ультразвуковая) обработка воды

Выше указывалось, что из-за отсутствия общепризнанных обоснованных расчетных методик выбора параметров магнитных и электромагнитных аппаратов воспроизводимость результатов обработки воды плохая. В этом отношении ультразвуковая обработка воды имеет преимущество: результаты всегда однозначные и воспроизводимые.

Ультразвуковая технология предотвращения образования отложений на теплообменной поверхности оборудования основана на ультразвуковом возбуждении механических колебаний в толще водного потока и/или в теплообменных стенках оборудования.

Пределы применения этой технологии, сообщаемые разными фирмами-изготовителями, очень различаются:

Жесткость исходной воды (преимущественно - карбонатной) - до 5-8 и более ммоль/л (верхний предел не найден);

Температура нагреваемой воды - до 80-190 °С (теплообменники и паровые котлы низкого давления - до 1,3 МПа).

Другие параметры работы, условия применения акустических аппаратов - см. «Промышленные и отопительные котельные и мини-ТЭЦ», 2009, № 1.

Известны сотни объектов, где успешно действуют ультразвуковые противонакипные аппараты. Но сложность определения места установки аппаратов на оборудовании требует руководства работами специалистов фирмы-производителя.

Электрохимические методы обработки воды

Есть несколько электрохимических методов и конструкций, позволяющих предотвращать образование отложений в оборудовании (в том числе - накипь в теплогенераторах и теплообменниках), улучшать, интенсифицировать процессы флотации, коагуляции, седиментации и др.

Конструкции разные, но суть заключается в том, что под влиянием электрического поля в воде инициируются процессы электролиза: соли жесткости, соединения железа, других металлов осаждаются на катодах, а на анодах образуются углекислый газ и углекислота. Образующиеся ионы также разрушающе действуют на бактерии и другие биологические примеси воды.

Расход электроэнергии зависит прежде всего от минерализации исходной воды и расстояния между электродами.

Подробно технология электрохимической обработки воды разных производителей описана: «Аква-Терм», 2003, № 2 и «Аква-Magazine», 2008, № 3.

Разработана и уже применяется электроплазменная технология очистки воды, но ее применение требует еще дополнительных исследований в реальных условиях объектов.

Другие методы обработки

Многочисленными исследованиями и уже большим опытом работы теплообменного оборудования установлено, что введение в воду некоторых веществ-комплексообразователей даёт возможность предотвращать накипеобразование.

Принципиально важно отметить, что количество вводимых комплексонов несравнимо меньше стехиометрического количества. Это обстоятельство позволяет нам характеризовать такой метод в качестве «не совсем химического» - здесь нет обмена электронами между атомами, как в «классической» химической реакции.

В этой технологии гарантированный успех достижим только при обязательном учете тепловых и гидродинамических условий работы оборудования. Необходим комплекс исследований на каждом объекте и непременный надзор квалифицированных специалистов за эксплуатацией оборудования.

Сообщения, публикации о реагентах и технологии, пределах применения этого способа обработки воды столь многочисленны, что описание его находится вне пределов данной статьи. Особенности этого способа необходимо осветить в отдельной статье.

Последнее замечание, безусловно, должно быть отнесено и к мембранному методу.

Все рассмотренные технологии водоподготовки, несмотря на различие в принципах и особенностях, обладают общими признаками: их энергетические мощности невелики. А мощности тепловых потоков очень сильно различаются. Может оказаться, что действие магнитных, электромагнитных, ультразвуковых импульсов, комплексонов будет недостаточно, и накипеобразующие вещества будут «успевать» осаждаться на теплообменной поверхности.

Также весьма различны скорости движения водных потоков.

Участившиеся в последние годы сообщения об авариях жаротрубных котлов - подтверждение, в частности, прямой зависимости накипеобразования от скорости водных и мощности тепловых потоков.

Современные жаротрубные котлы, в отличие от котлов производства 30-40-х гг. прошлого века, обладают хорошими показателями соотношения теплопроизводительности и габаритов, но сохранили конструктивные недостатки жаротрубных котлов: малые скорости потоков воды и наличие застойных зон.

Механизм воздействия на обрабатываемую воду имеет физический (безреагентный) характер. Кальций, гидрокарбонатные соли, в водном растворе существуют в форме положительно и отрицательно заряженных ионов. Из этого вытекает возможность эффективного воздействия на них с помощью электромагнитного поля. Если на трубопровод с протекающей жидкостью навивается катушка, и в ней наводится определенное динамическое электромагнитное поле, то происходит высвобождение ионов карбоната кальция, электростатически связанных с молекулами воды. Высвобожденные таким способом положительные и отрицательные ионы соединяются в результате взаимного притяжения, и в воде образуются арагонитовые кристаллы (высокодисперсная взвесь) не образующие накипи.

Скорость изменения полярности электромагнитного поля при этом должна быть такой, чтобы за время протекания определенного объема жидкости в ней были бы разрушены все связи ионов с молекулами воды. Этот процесс предъявляет определенные требования к напряженности поля, которая должна быть такой, чтобы происходило разрушение связей между молекулами воды и ионами кальция, но не превышать значение, при котором происходит обратное разрушение кристаллов арагонита. Требуемая напряженность поля также зависит от скорости движения жидкости, т.е. расхода воды в трубопроводе.

Так как побочным продуктом при образовании арагонитовых кристаллов является углекислый газ, то вода, обработанная таким способом, имеет свойства дождевой воды, т.е. способна растворять в трубопроводе существующие твердые карбонатные отложения.

Под действием электромагнитного поля в воде возникает также определенное количество перекиси водорода. Перекись при контакте с растворенным в воде железом и со стальной поверхностью внутри трубопровода образует на ней химически стабильную пленку Fe3О4, которая предохраняет поверхность от коррозии. Перекись водорода оказывает также существенное антисептическое и антибактериальное действие – она уничтожает около 99% водных бактерий.

Образовавшиеся молекулы перекиси водорода, однако, имеют очень короткий жизненный цикл и быстро конвертируются в форму кислорода и водорода. Поэтому обработанная таким способом питьевая вода не оказывает никаких вредных побочных эффектов на здоровье человека.

Баксаков А.П., Щелоков Я.М. Качество воды в системах отопления и ГВС.

Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001, 34с.

Подробная информация www.gerutec.ru

Результаты последних исследований, проведенных специалистами предприятия «Агроресурс», показали, что одной из актуальных проблем украинских потребителей теплоснабжающего оборудования есть образование накипи, то есть отложения солей жесткости, в отопительных аппаратах в результате применения в отечественных системах отопления в качестве теплоносителя воды повышенной жесткости. Следствием этого есть значительное уменьшение эффективности всей теплоэнергетической системы, что абсолютно неприемлемо в условиях внедрения энергосбережения. Накипь, которая образовывается в системах, имеет чрезвычайно низкую теплопроводимость (коєффициент передачи тепла в 200-300 раз меньше чем у металла). Поэтому осадок толщиной всего в 1 мм уменьшает теплопередачу и номинальный КПД приборов на 6 процентов, а трех миллиметровый шар - до 25%, что в свою очередь приводит к значительному перерасходу топлива. Кроме этого, поверхность нагрева котла поддается сильному перегреву, что в некоторых случаях приводит к повреждению теплообменной поверхности котлоагрегата. Поэтому каждый раз после окончания отопительного сезона эксплуатационные службы производят трудоемкую работу по очистке котлов и теплообменных аппаратов от накипи. Естественно, теплоэнергетикам хорошо известны проблемы, возникающие вследствие образования накипи в котлах и теплообменниках. Поэтому сейчас имеютсяя эффективные химические технологии для умягчения воды. Но то, что не сложно для больших тепловых станций и сетей, является проблемой для небольшой котельной в городах, селах и предприятиях. В последние года вместе с классическими химическими методами предохранений от отложений интенсивно разрабатываются и используются на практике физико-химические методы обработки воды (магнитная, ультразвуковая, электрохимическая, высокочастотная и другие). На основании многих теоретических и практических исследований изучено влияние магнитного поля на структуру солей кальция и магния, которые образуют нерастворимые соединения при увеличении температуры воды в системе до 50-60°С, и доказано снижение отложений накипи на поверхности на 20-30%. Полученный Эффект объясняется дестабилизацией ионов кальция и карбонат ионов, которые соединяются при нагревании и образуют кристаллы арагонитной структуры, которые не могут иметь твердых отложений. Общая масса солей в системе остается неизменной, но наклонность к выпадению кристаллов «рыхлого» типа резко увеличивается. На базе этих исследований ЗАО «Агроресурс» разработало и предлагает потребителям новую серию котлов «ДАНКО» мощностью 8-24 кВт, оснащенных прибором «КОЛЬЧУГА», который предназначен для обработки воды импульсным динамическим электромагнитным полем, благодаря которому вода теряет свойство образовывать твердые накипи на некоторый период, а также растворяет уже образованный водный камень. Котлы данной серии не требуют никакого дополнительного обслуживания, никаких расходных материалов, потребляют незначительное количество электроэнергии, исключают применение химических реагентов, и поэтому экологически безопасные. Приспособление «Кольчуга» базируется на использовании электромагнитных колебаний частотой 1-20 кГц с мощностью излучения мощностью не более 5 Вт. Отличительной особенностью есть непрерывное изменение частоты колебаний электромагнитного излучения, в результате чего появляется резонанс при формировании структуры солей. Изменение частотных характеристик совершается при помощи специально запрограммированного микропроцессора, который контролирует образование и передачу асинхронно повторяющихся сигналов. Сигналы передаются в воду через систему излучателей, расположенных на трубопроводе. Эти постоянно переменные волны, которые абсолютно безвредные для человека, приводят к изменениям кристаллической структуры солей твердости, которые образовывают накипь. Без влияния электромагнитных колебаний эти ионы, соединяясь, формируют стойкую смесь аморфных отложений, которая содержит преимущественно кристаллы кальцита. Чистый кальцит принимает форму ромбообразных кристаллов, которые бывают чрезвычайно мощными и имеют свойство наслаиваться. Именно их "КОЛЬЧУГА" переводит в арагонитную структуру, которая предоставляет кристаллам хрупкость, нестабильность, вынуждает их терять свойство наслаиваться. Преобразованная в хрупкие кристаллы накипь легко смывается из поверхности. Специфика такого метода обработки заключается в том, что кристаллическая решетка возобновляется через 5-6 дней после прекращения действия на нее "КОЛЬЧУГИ" (так называемая "память кристаллов"). Свойства смягченной воды, таким образом, теряются. В связи с этим "КОЛЬЧУГА" должна работать постоянно. В отличие от постоянных магнитов и электромагнитных катушек, которые применялись ранее в других аналогичных устройствах и теряли эффективность в процессе эксплуатации, "КОЛЬЧУГА" дает стабильный результат по качестве обработки в течении всего времени службы. Создаваемый "КОЛЬЧУГОЙ" набор переменных электромагнитных волн не дает развиваться так называемому "иммунитету" кристаллов к действию постоянного электромагнитного сигнала. Использование "резонансного" метода значительно повысило стабильность результатов и надежность работы устройства. Устройство "КОЛЬЧУГА" состоит из отдельного блока питания соединенного с компактным блоком генератора электромагнитных импульсов. Блок генератора построен на базе микропроцессора, который на основе соответствующего алгоритма и данных в памяти генерирует исходный высоко периодический сигнал. После усиления он подводится к катушкам установленным на трубопроводе, где создается импульсное динамическое электромагнитное поле. Это поле действует на протекающую через трубопровод воду. Такая вода не только теряет на некоторое время способность образовывать твердые накипи, но и растворяет раньше образованный водный камень. По материалам

Напряжение питания, В —— 220/12

Ток потребления, А —— 0,5..2

Частота импульсной обработки воды, Гц —— 20…2000

Форма сигнала — треугольник или прямоугольный импульс

Научные исследования подтверждают изменение свойств воды при внешнем электромагнитном воздействии. Дождевая вода или полученная в результате таяния снега, по свойствам значительно отличается от воды из подземных источников артезианских скважин и естественных выходов на поверхность земли в виде ключей.

В подземной воде отсутствуют электромагнитные свойства. Вода в виде дождевых осадков заряжена грозовыми разрядами, отличительная способность такой воды — легкое усвоение растениями, при этом ускоряется их рост при почти полном отсутствии микроэлементов.

Во многих районах возможность использования дождевой или снеговой воды для полива растений ограничено из-за малого количества природных осадков, приходится пользоваться водой, взятой из водопровода, в которую также добавлено ядовитое вещество — хлор, который снижает качественные показатели воды.

В садоводствах хлор в воду не добавляют, вода используется из артезианских скважин с больших глубин. Ускорить рост растений позволяет использование артезианской воды после обработки электромагнитным полем, что приводит к повышению урожайности, снижению заболеваемости растений.

Ранее, в торговле, можно было купить металлическую вставку в водопровод, обладающую электромагнитными свойствами, но в данном устройстве не было возможности варьировать изменения свойств воды с целью подбора оптимального варианта — мощности излучения, его частоты, изменения формы электромагнитного поля.

Простой переносной прибор для электромагнитной обработки воды легко выполнить, используя катушку из медного провода, подключенную к источнику постоянного тока. Катушка крепится на неметаллический поливочный шланг водопровода. На время разбора воды через катушку подается постоянный электрический ток от сетевого блока питания или от небольшого аккумулятора. Простота такого схемного решения не позволяет провести исследования с целью получения оптимального варианта, для этого разработана электронная схема, которая позволяет проводить изменение частоты, мощности и формы электромагнитного поля с целью качественной поляризации атомов воды, солей и минералов, растворимых в воде.

Принципиальная схема (рис. 1) состоит из генератора частоты на аналоговом таймере DA1, усилителе мощности на биполярных транзисторах VT2-VT3 и блоке питания на силовом трансформаторе Т2.

Для установки оптимального режима обработки воды в схему введены: регулятор частоты на переменном резисторе R3, регулятор мощности на резисторе R6, переключатель SA1 формы сигнала — прямоугольного или треугольного.

Мультивибратор на микросхеме аналогового таймера работает в режиме генератора прямоугольных импульсов, в первом случае импульс используется без изменений, во втором случае с помощью зарядного конденсатора СЗ импульс переводится в форму пилы.

Внутренняя структура микросхемы таймера состоит из верхнего и нижнего компараторов, в виде операционных усилителей; RS-триггера; выходного усилителя и ключевого транзистора, используемого для разрядки внешнего конденсатора.

Питание на выводы 8 и1 микросхемы подается от стабилизированного источника тока на транзисторе VT1, это снижает влияние мощных импульсных токов при электромагнитной обработке воды на работу таймера.

Вывод 4 — сброс в работе не используется и подключен к плюсу источника питания, для устранения влияния ложных срабатываний таймера.

Вывод 7 таймера — вывод коллектора внутреннего транзистора сброса, эмиттер которого подключен к общему проводу. Состояние этого транзистора идентично с состоянием выхода 3, открыт — когда на выходе таймера нулевой потенциал и заперт, когда присутствует напряжение. В данной схеме электромагнитной обработки воды он используется как вспомогательный выход с повышенной нагрузочной способностью для индикации состояния микросхемы таймера. Светодиод HL1 горит, когда внутренний транзистор заперт, указывая, что на выходе 3 таймера высокое напряжение. Вход 2 таймера -управление переключением выходного напряжения, вход 6 — переключение выхода 3 в нулевое состояние при напряжении на конденсаторе С1 выше 2/3Un.

Зарядка конденсатора С1 происходит при высоком уровне на выходе 3 через резисторы R2 и R3 "Частота". По окончании зарядного цикла при 2/3Un внутренний триггер микросхемы переключит выход 3 на нулевой уровень, конденсатор С1 разрядится через цепи R2, R3, R4, R6, на выходе появится прямоугольный импульс высокого уровня, триггер вернется в исходное состояние и повторится процесс заряда конденсатора С1.

Вывод 5 в микросхеме позволяет получить прямой доступ к точке делителя с уровнем 2/3Un. Данный вывод в схеме не используется и соединен с общим проводом через конденсатор С2.

Стабилизация напряжения питания микросхемы DA1 выполнена на транзисторе VT1 с цепями стабилизации напряжения базы, резистором R5 и стабилитроном VD2.

Частота следования импульсов зависит от сопротивления резистора R3 "Частота".

Усилитель мощности выполнен на транзисторах с большим коэффициентом усиления для увеличения быстродействия схемы и раскачки выходного каскада на транзисторе VT3, при высоком уровне импульса тока в катушке L1.

Конденсатор СЗ в базовой цепи транзистора VT2 позволяет сформировать из прямоугольного импульса таймера треугольную форму. Тумблером SA1 определяется режим обработки сигнала таймера. Резистор R7 позволяет создать небольшое смещение на базе входного транзистора усилителя мощности.

Импульсный диод VD3 в цепи коллектора транзистора VT2 позволяет защитить схему при обратной полярности напряжения источника питания.

Электромагнитная катушка L1 защищена от пробоя обратным напряжением импульса тока диодом VD4. Конденсатор СЗ создает на катушке резонанс напряжения, увеличивая амплитуду импульса тока.

Блок питания прост по исполнению и выдает 14… 16 В напряжения при токе 1 …2 А, возможно использовать любой сетевой адаптер с близкими характеристиками.

Работа устройства электромагнитной обработки воды основана на формировании импульсного тока в электромагнитной катушке с целью поляризации воды и содержащихся в ней примесей. Полив растений обработанной водой повышает урожай на 25…30%. При использовании прибора в бытовых условиях электромагнитная обработка воды предотвращает образование накипи и отложений в трубах горячей и холодной воды, смягчает воду, что снижается расход стиральных порошков, электроэнергии и времени при стирке.

В приборе установлены заводские радиодетали: таймер типа 555 или КР1006ВИ1, резисторы — МЛТ-0,125, переменные СП-3-4АМ. Конденсаторы типа КМ и К53.

Транзисторы с высоким коэффициентом усиления, более 100. Катушка L1 имеет 200 витков провода диаметром 0,23 мм, намотанным на картонный патрон диаметром 28 мм. Патрон одевается на поливочный шланг, на схему подается напряжение, регуляторы частоты и мощности предварительно выставляются в среднее положение. При работе индикатор HL1 должен заметно мигать на нижней частоте генератора, катушка и выходной транзистор при работе немного греются, что является нормальным состоянием.

На выходной транзистор типа КТ-82ЭА (аналог D333) крепится радиатор.

Диодный мост VD5 применен на большой ток, до 30 А, используется без радиатора и может заменен на два диода КД213Б.

В лабораторных условиях работоспособность схемы по магнитным свойствам проверить несложно: при подаче напряжения катушка L1 втягивает в себя стальную отвертку средних размеров, ток потребления при этом достигает в амплитуде до 6 А, средний — 1 …1,5 А.

При отсутствии на даче напряжения электросети схему прибора можно питать от старого аккумулятора, предварительно зарядив его от блока питания. Аккумулятор следует подключить к плюсу диодного моста VD5 или вместо катушки L1 в соответствующей полярности. Окончание зарядки — по началу обильного кипения электролита. Перезаряда не произойдет, так как вторичные обмотки трансформатора Т2 соединены в выходное напряжение 12 В.

Электронную схему прибора можно использовать и для питания электродвигателей постоянного тока в сверлильных станках и по другим назначениям, обороты можно регулировать регулятором мощности R6, а двигатель подключить к точкам подключения катушки L1.

Печатный монтаж выполнен на одностороннем стеклотекстолите. Размер платы (рис. 2) — 75×36 мм.

Регулятор частоты, мощности, индикатор работы и тумблер формы сигнала установлены на передней панели прибора, блок питания выполнен в отдельном корпусе и соединен с электронной схемой двухжильным проводом сечением 2,5 мм2.