В стремлении к чистоте - дозирующие и измерительно-регулирующие устройства для бассейнов

Плавающие дозаторы

Самый простой вид дозирующих устройств — дозаторы-поплавки. Они представляют собой контейнеры, заполняемые химическим реагентом в виде медленнорастворимых таблеток. За счет их постепенного растворения в воде бассейна поддерживается требуемая концентрация вещества. Регулировать ее можно, изменяя площадь отверстий в корпусе дозатора (что обычно достигается поворотом регулировочного кольца, расположенного снизу аппарата). Это весьма недорогие устройства (в основном цена на них не превышает 10 евро), возможностей которых в большинстве случаев достаточно для обслуживания бассейна небольшого объема.

Плавающие дозаторы широко используют в наземных надувных и каркасных моделях. Поскольку они часто устанавливаются на улице, «поплавки», как правило, выполняют из пластика, устойчивого к воздействию ультрафиолетового излучения. Дополнительным элементом может быть размещенный на корпусе термометр, показывающий температуру воды в бассейне. Количество загружаемого в плавающий дозатор реагента не превышает нескольких сот граммов.

По тому же принципу...

За счет постепенного растворения реагента работают и так называемые полуавтоматические дозаторы. Их также называют автодозаторами. Эти аппараты применяются, если в бассейне предусмотрен контур циркуляции воды, включающий в себя насос и фильтр.

Как правило, назначение автодозатора — введение в воду обеззараживающего препарата. Устройства данного типа монтируют в цепочку циркуляции воды бассейна непосредственно после фильтра и нагревателя («в линию») или параллельно им (в байпас). Конструкция полуавтоматических дозаторов довольно проста. Ее основа — вертикальный цилиндрический корпус, заполняемый реагентом в виде медленнорастворимых таблеток, гранул или пастилок. Внутри корпуса движение воды организовано таким образом, чтобы поступающая в аппарат жидкость омывала реагент и направлялась в трубопровод, идущий к бассейну. Распределение потока обеспечивается разными способами. Например, вода поднимается по трубке выше слоя реагента и распыляется через форсунки. Или подается снизу — через перфорированное (дырчатое) дно; полученный химический раствор собирается вверху в специальной камере и поступает в вертикальный канал, по которому и отводится из дозатора. Возможен и третий вариант: вода поднимается по центральному каналу, равномерно распределяется вверху камеры (например, с помощью «звездочки») и, просачиваясь через слой реагента, движется к выходу из аппарата.

Настройка производительности автодозатора осуществляется с помощью встроенного регулятора (для этого на корпусе имеется специальная ручка). Если наличие такого элемента не предусмотрено, для управления работой аппарата устанавливают внешний регулирующий вентиль — на входе в него воды.

Подбирать производительность автодозатора обычно приходится экспериментальным путем, добиваясь нужной концентрации реагента. Кроме того, в схему включают встроенный или внешний обратный клапан, обеспечивающий движение воды через устройство только в одном направлении, и дренажный кран.

За счет включения в технологическую схему водоподготовки автодозаторов достигается гарантированное распределение реагента по всему объему воды. Аппараты данного типа используют в индивидуальных и общественных бассейнах самой разной вместимости. Так, в ассортименте фирмы Hay ward есть автодозаторы, рассчитанные па загрузку до 41 кг реагента и обслуживание бассейнов емкостью до 2000 м3.

Немного другие

В качестве примера автодозаторов несколько иной конструкции можно привести аппараты Easiflo производства французской фирмы Arch Water Products (торговая марка hiti). Они состоят из трех секций. В верхнюю загружается реагент — 7-граммовые пастилки гипохлорита кальция hth Briquette 7G. Под этим отделением, имеющим перфорированное дно, находится второй отсек — чаша для растворения пастилок. В нее выведено два сопла: первое создает волну, омывающую снизу пастилки; поступление воды из второго сопла не позволяет скапливаться на дне отсека твердым частицам. Полученный раствор реагента стекает по отводному каналу в нижнее отделение — сливной резервуар, имеющий коническое дно. Аппарат оснащен двумя поплавковыми клапанами: аварийным запорным, через который в дозатор поступает вода из контура циркуляции, и сливным, открывающимся по мере наполнения резервуара и совмещенным с шариковым обратным клапаном. Количество вводимого в воду бассейна хлора зависит от скорости поступления воды в дозатор. Для регулирования производительности аппарата может использоваться автоматический контроллер в сочетании с электромагнитным клапаном.

Автодозатор Nature? Express производства компании Zodiac Pool Care имеет картриджную конструкцию. Корпус аппарата монтируется на адаптере-трубопроводе из поливинилхлорида с помощью седелки (приспособление для устройства отвода от трубы), поступающая в него вода омывает пластиковый картридж, наполненный гранулированным реагентом. Через прорези в стенках вкладыша она контактирует с гранулами, растворяя их. Кроме хлорного реагента картридж содержит медно- и серебросодержащие компоненты. По данным фирмы-производителя, это позволяет уменьшить требуемую концентрацию хлора в воде до 0,5 ррт. Дозатор предназначен для наземных и закрытых бассейнов и спа объемом до 100 м3. Картриджа хватает на шесть месяцев. Серия Nature? включает в себя и другие модели картриджных дозаторов — для бассейнов большего объема.

В дело идут насосы

Автодозаторы, о которых рассказывалось выше, не требуют энергии и отдельных аппаратов для создания давления, встраиваясь в имеющуюся технологическую цепочку подготовки воды для бассейна. В этом их достоинство и одновременно недостаток: полуавтоматические дозаторы не могут работать самостоятельно, осуществляя подачу реагента в любой момент, когда это необходимо. Осложнено и регулирование количества дозируемых в воду веществ. Иными словами, упрощение схемы и экономия достигаются в ущерб гибкости и точности дозирования. Поэтому там, где во главу угла ставятся два последних фактора, применяют насосные дозирующие установки. Да и обойтись без них можно далеко не в любом случае: часто нужно подавать в воду сразу несколько реагентов.

Из всех существующих видов насосов-дозаторов в подготовке воды для бассейнов наибольшее распространение получили перистальтические и мембранные аппараты. Действие первых основано на цикличном прокатывании воды по эластичной трубке (шлангу) роликами, закрепленными на вращающемся валу. Единственная деталь, подверженная износу в данном случае, — полимерная трубка, замена которой не составляет особого труда. Перистальтические дозирующие насосы почти бесшумны, точны, просты в обслуживании, допускают работу всухую, хорошо управляемы (производительность пропорциональна скорости вращения ротора двигателя), а также имеют ряд других достоинств. А их недостатки (ограничение по рабочей температуре и давлению, рабочим средам) в такой области, как водоподготовка для бассейнов, практически не проявляются.

Существенным является лишь относительно небольшое противодавление (создаваемый насосом напор).

Мембранные насосы — наиболее востребованный в настоящее время вид дозирующих устройств. Их действие основано на поступательном движении закрепленной по краям диафрагмы: при изгибе мембраны в одну сторону происходит всасывание жидкости, в другую — ее нагнетание. Движение вещества в нужном направлении достигается за счет клапанов на входе и выходе рабочей камеры. Как правило, приводом современного мембранного дозатора малой и средней производительности служит электромагнит или шаговый электродвигатель. Возвратное движение мембраны обеспечивается пружиной или сжатым воздухом. Главное преимущество насосов-дозаторов данного типа — «выносливость»: отсутствие движущихся частей позволяет использовать для производства рабочей камеры материалы, устойчивые к воздействию самых агрессивных сред, а ее конструкция — перекачивать жидкости с абразивными включениями.

Регулирование производительности мембранных дозаторов с электромагнитным приводом осуществляется обычно изменением частоты импульсов или длины хода мембраны. Шаговый привод, способный к быстрому разгону, торможению, изменению направления вращения, работе на низких скоростях, позволяет осуществлять очень гибкое и точное регулирование в широком диапазоне производительности насоса и равномерно распределенное во времени дозирование. Это относительно новое техническое решение, недостатком которого, по сравнению с электромагнитным приводом, можно считать наличие приводных ремней, механических и трущихся деталей. Слабое место электромагнитных дозаторов — импульсная подача реагента. Однако ведущие производители дозирующей техники уже решили эту проблему за счет настройки длительности циклов всасывания и нагнетания при цифровом управлении.

Дозирует автоматика

Насос-дозатор может выступать в роли самостоятельного дозирующего устройства или входить в состав комплекса оборудования в качестве исполнительного механизма. В простейшем случае с его помощью в воду подается постоянное количество реагента. При этом говорят о дозаторах постоянной дозы. (К ним относятся и описанные выше автодозаторы для растворения таблеток и гранул.) Настроив вручную насос на работу с определенной производительностью, вы обеспечите поступление в воду строго заданного количества обеззараживающего вещества, коагулянта и тд. Надо сказать, что такой способ применяется довольно часто.

Внесение постоянной дозы не означает полного отсутствия автоматического управления процессом. Так, насос-дозатор может включаться и отключаться по сигналам от таймера, запрограммированного на реализацию определенной временной программы. Этого вполне достаточно, например, для автоматического проведения периодического обеззараживания воды и чаши бассейна ударной дозой реагента (шоковая дезинфекция). Насосы-дозаторы постоянной дозы используются также для подачи коагулянта в контур фильтрации воды, если управление циклами очистки осуществляется по временной программе.

Другой вид дозирования, реализуемый в водоподготовке, — пропорциональное. В данном случае количество химического вещества отмеряется в соответствии с числом импульсов, поступающих к дозатору от какого-либо измерительного устройства. Чаще всего таким устройством является водосчетчик. Это позволяет согласовать дозирование с объемом обрабатываемой воды (но, впрочем, не с ее состоянием).

Потребность в реагенте непостоянна и зависит от нагрузки на бассейн (периодичности купаний, числа пользователей), температуры воды и воздействия на нее солнечного света и других факторов. Задав производительность насоса-дозатора в расчете на наиболее тяжелые условия эксплуатации бассейна, мы получим избыток в воде «химии». А без этого система водоподготовки не будет справляться со взвесями, водорослями, не сможет гарантировать бактериологической безопасности в определенных режимах пользования бассейном.

Конечно, можно постоянно делать анализы воды, рассчитывать дозы реагентов (а дозировать приходится не одно вещество), менять настройки дозаторов, но не лучше ли делегировать эти обязанности автоматике?

Впрочем, не всякая система автоматического регулирования справится с задачей подачи в воду бассейна ровно такого количества химических веществ, которое необходимо в данное время. Во-первых, не обойтись без электроники: только цифровые процессоры способны в любой момент воспринять информацию сразу по нескольким меняющимся во времени параметрам, произвести сложные расчеты и выдать правильные команды исполнительным устройствам (дозирующим насосам или клапанам). Контроллер па базе микропроцессора может быть встроен в корпус насоса-дозатора или выполнен в виде самостоятельного модуля управления. Во-вторых, дозирование должно осуществляться на основе автоматических измерений показателей состояния воды в режиме реального времени.

Все под контролем

Главными контролируемыми параметрами, на основе которых производится определение необходимой и достаточной дозы химических веществ, являются концентрация обеззараживающего реагента, redox-потенциал, значение рН и температура воды.

Значение водородного показателя (рН), выражающего состояние кислотно-щелочного баланса, важно с точки зрения эффективности применяемых реагентов и отсутствия нежелательных побочных эффектов и дискомфорта для купающихся. Так, при применении ряда реагентов па основе хлора оптимальным считается рН в диапазоне 7,0-7,4. Именно при этих значениях достигается максимальный выход свободного хлора без образования его соединений, вызывающих неприятные ощущения у пользователей бассейна. Коррекция рН достигается введением в воду реагентов на основе щелочи или кислоты, соответственно.

Redox- или окислительно-восстановительный потенциал, определяемый с датчика-электрода (единица измерения — милливольты), позволяет оценить обеззараживающую способность присутствующих в воде агентов. По его значению, в частности, можно определить содержание в воде свободного хлора, судить об эффективности работы ионизаторов.

Среди других часто встречающихся первичных приборов можно отметить расходомеры, датчики уровня воды и концентрации реагента в расходных емкостях.

Контроллер управления, насосы-дозаторы, датчики-электроды (рН/Redox), ряд других элементов, необходимых для работы системы, часто монтируются на общей панели, составляя дозирующую станцию. В комплекте с ней идут расходные для реагентов, шланги, арматура, контрольно-измерительные приборы, монтажные детали.

Важное достоинство автоматизированных дозирующих комплексов — возможность интегрировать их в общую систему управления не только водоподготовкой, но и работой бассейна в целом или даже всего здания.