• Каталог
  • Карта качества воды
  • О компании
  • Партнёрам
  • Потребителям
Карта качества воды
0 шт 0 грн Поиск
Вход/Регистрация
+38 (044) 333-44-04

Умягчение воды: энергоэффективность + энергосбережение

Умягчение воды: энергоэффективность + энергосбережение

Елена Светлейшая, к.т.н.

В последнее время термины «энергоэффективность» и «энергосбережение» часто звучат и на международных съездах, и за кухонным столом. Эти столь популярные и волнующие всех слова не являются синонимами. Хотя и энергоэффективность, и энергосбережение в результате предполагают уменьшение количества используемой энергии, инструменты достижения цели разные.

Энергосбережение — это комплекс правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на экономное расходование энергетических ресурсов. Примерами успешного энергосбережения являются и использование возобновляемых источников энергии, и сезонный перевод часов.

Энергоэффективность или «пятый вид топлива» - это термин, подразумевающий более эффективное и полноценное использование энергии путем привлечения наиболее современных технологических и научных достижений.Одной из основных задач энергоэффективности является обеспечение потребителя привычными благами (комфортабельными домами, быстрыми и удобнымитранспортными средствами) прирациональномрасходе энергии. Примерами энергоэффективных решений может бытьвнедрение всевозможных датчиков: движения, уровня CO2, освещенности, влажности или тепла, использование  которыхв домашних,офисных и промышленных помещениях позволяет рационально расходовать энергоресурсы для освещения, обогрева и вентиляции помещений.

Особую ценность представляют технологии, которые одновременно являются и энергоэффективными, и энергосберегающими. Именно к  таким относится технология умягчения воды. Рассмотрим, за счет чего это происходит на примереиспользования умягченной воды в быту.

Вода в быту, помимо питья,  используется для стирки и мытья посуды, уборки, принятия душа,обогрева домов.Согласно требованиям к питьевой воде (СанПиН 2.2.4-171-10. ГОСУДАРСТВЕННЫЕ САНИТАРНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА"Гигиеническиетребования к воде питьевой, предназначенной для потребления человеком") ее жесткость не должна превышать 7 мг-экв/л. Такая вода, действительно, не представляет угрозы здоровью человека, однако,так ли она хороша для других бытовых нужд? Ответ известен: «Нет». Все знают что воду нужно умягчать, но не все знают почему.

Проведенный организацией WQA опрос, показал, что основными причинами приобретения потребителями умягчителей воды являются предотвращение образования ржавых пятен на сантехнике, карбонатных отложений в трубах и на нагревательных приборах, уменьшение расхода чистящих и моющих средств. И лишь тридцать процентов потребителейустанавливают умягчители воды с целью энергосбережения (рис. 1).

Рис. 1. Основные причины, по которым потребители устанавливают умягчители воды

Независимые исследования, проведенные водной ассоциацией WaterQualityAssociation (WQA) и компаниейScientificService, США, достовернопоказали, что использование умягченной воды позволяет потребителямсущественно сократить многие свои расходы, в первую очередь, за счет энергосбережения при нагреве воды.

Какую воду греть

Как известно, жесткость воды вызываютрастворённые в ней соли кальция имагния. При нагревании данные соли частично выпадают в осадок, тем самым вызываяобразование накипи на теплопередающихповерхностях. Образующиеся накипные отложения ухудшают теплоотдачу нагревательных поверхностей, что приводит к перегреву стенок котла и уменьшению срока его службы. Кроме того, накипные отложения вызывают дополнительные потери тепла.  Принято считать, что больше всего энергии расходуется на обогрев жилья с помощью водогрейных котлов. Как же повысить энергоэффективность этого процесса?

Рис. 2. Влияние жесткости на эффективность работы водогрейного котла при использовании 170 л горячей воды в сутки

Установлено, что повышение общейжесткости воды на каждые 2 мг-экв/л приводит к образованию вбытовых водогрейных котлах до 200 г накипи в год, а работа на жесткойводе (>10 мг-экв/л) – к снижению их эффективности в среднем на 20 %(рис. 2, таблица 1).

Образовавшиеся накипные отложения приводят к забиванию труб, подающих потребителю горячую воду и, соответственно, являются одной из основных причин выхода из строя водогрейных котлов (рис. 3).

Рис. 3.Накипные отложения в трубах водогрейного котла

На рис. 4 представлены данныео расходах на электроэнергию и обслуживание для газовых накопительных и проточных котлов за все время их эксплуатации (15 лет) при использовании умягченной и жесткой воды (жесткость варьировала от 2 до 10 мг-экв/л).

Рис. 4. Затраты на электроэнергию за время эксплуатации (15 лет) для газовых прямоточных (а) и накопительных (б) котлов при использовании умягченной и жесткой воды

Очевидно, что энергопотребление (характеризуемое затратами на электроэнергию, USD) водогрейных котлов, работающих на умягченной воде,ниже, чем работающих на жесткой воде, даже, если эта жесткость составляет всего 2 мг-экв/л.  Рост потребления электроэнергии с увеличением жесткости воды более заметендляпроточных водогрейных, чем накопительных  котлов, что, в первую очередь, связано с необходимость регулярных очисток последних от осадкообразования. Эта процедура стоит недешево и может, в зависимости от жесткости воды, достигать 200 USD.

Повышение общей жесткости воды накаждые 4 мг-экв/л приводит к 8 %снижениютеплоотдачи котла и увеличению расходов наэлектроэнергию. Использованиепри эксплуатации котлов умягченной воды (0,0мг-экв/л) позволяетза год сэкономить 34 % электроэнергиипо сравнению с водой с жесткостью 6 мг-экв/л и 47 %по сравнению с 10мг-экв/л (таблица 2) .

Приведенные данные показывают, что использование умягченной воды не только позволяет сократить расход электроэнергии на нагрев воды, но также продлить срок службы водогрейных котлов и уменьшить стоимость их обслуживания. 

В какой воде стирать и мыть

Ионы, определяющие жесткость воды, вызывают во время стирки множество разнообразных проблем. Одна из них заключается в том, что частицы грязи взаимодействуют с солями кальция и магния и образуют малорастворимые и трудноудаляемые соединения. Именно они при стирке в жесткой воде делают одеждушероховатой и неприятной на ощупь. Другая - связана с тем, что поверхностно-активные вещества, вводимые в средства для стирки специально для растворения и удаления грязи и пятен, также взаимодействуют с солями кальция и магния с образованием труднорастворимых соединений, что снижает эффективность их действия. Хорошо известно, что результативность стирки зависит от температуры воды –чем горячее, тем лучше. Это взаимосвязано именно с вышеописанными процессами – растворимость образующихся соединений повышается с ростом температуры. Следовательно, при стирке в жесткой воде необходимо увеличивать количество используемого порошка и температуру воды. А если умягчать воду?

Рис. 5. Зависимость белизны белья от условий стирки

В таблице 3 и на рис. 5 представлены результаты исследования влияния жесткости воды на эффективность стирки.

Из представленныхданныхочевидно, что применение умягченной воды в процессе стирки позволяет в два раза сократить расход стирального порошка и уменьшить температуру воды.При этом эффективность отстирывания белья оказывается выше, чем при стирке в жесткой воде при более высокой температуре и расходовании в два раза большего количества стирального порошка.

На рис. 6 представлена зависимость эффективности удаления пятен различной природы от условий стирки. Использование умягченной воды позволяет увеличить эффективность удаления пятен в большинстве случаев в полтора - два раза, при этом вдвое уменьшается расход стирального порошка и затраты на электроэнергию, поскольку стирать следует при более низкой температуре воды. 

Рис. 6. Зависимость эффективности удаления пятен различной природы от условий стирки

Однако, как видно из рисунка, эффективность удаления пятен зависит не только от  условий проведения процесса стирки, но и от природы самих пятен. Так, например, пятна от крови или шоколада отстирываются в два – три раза лучше умягченной водой, даже при более низких температурах, чем жесткой. В тоже время жесткость воды менее существенно влияет на эффективность удаления пятен от свежей травы или красного вина (обусловлено природой красителя и наличием дубильных веществ).

Кроме уменьшения расхода моющих средств и энергоносителей, использование умягченной воды позволяет продлить срок службы бытовых приборов. На рис. 7 представлены фотографии стиральной машины после эксплуатации на умягченной воде (а) и воде с жесткостью 10 мг-экв/л (б).

Рис. 7. Внешний вид барабана стиральной машины после тридцати дней эксплуатации на умягченной (а) и жесткой (б) воде

Стиральные машины, работающие с использованием умягченной воды, прослужили 3 года, сохранив все рабочие функции на момент прекращения эксперимента. Стиральные машины, работающие с использованием жесткой (10 мг-экв/л) воды, вышли из строя через 11 месяцев эксплуатации, т.е. даже раньше окончания гарантийного срока эксплуатации (в среднем на крупную бытовую технику составляет 12 месяцев).

Стоит отметить, что пагубному влиянию воды с высокой жёсткостью подвержены не только стиральные машины. Не менее губительна она и для посудомоечных машин (рис 8).

а – жесткость 0 мг-экв/л, б – жесткость 10 мг-экв/л

Рис. 8. Влияние жесткой воды (10 мг-экв/л) на эффективность мытья посуды и состояние бытовых приборов

Приведенные данные дают возможность заключить, что использование умягченной воды для стирки и мытья посуды  позволяет снизить расходы не только на моющие средства и электроэнергию, но и на приобретение новой, взамен вышедшей из строя, бытовой техники.

Подводя итоги, хотелось бы особенно подчеркнуть, что умягчение воды - технология, одновременно гарантирующаяэнергоэффективность и энергосбережение. С одной стороны, использование в быту умягченной воды позволяет уменьшить как расход электроэнергии, потребляемой бытовыми приборами, так и детергентов на стирку и уборку - энергосберегающая составляющая. С другой стороны, она позволяет минимизировать затраты на все столь привычные и делающие нашу жизнь комфортной блага (стиральные и посудомоечные машины, водогрейные котлы и т.д.) – энергоэффективная составляющая.   

В статье использованы материалы исследований,проведенных водной ассоциацией WQA и компанией Scientific Service.

"Материалы для публикации предоставлены журналом "Вода и водоочистные технологии"

Другие справочники
Краткий справочник специалиста по водоочистке

Справочник Для специалистов

Краткий справочник специалиста по водоочистке

Характеристики, сводная таблица современных фильтрующих материалов
Железо в воде

Вода Железо

Железо в воде

Железо составляет около 5% всей твёрдой земной коры. Именно поэтому этот металл встречается практически во всех источниках воды
Жесткая вода

Вода Жесткость

Жесткая вода

Жесткостью воды называется сумма растворённых в воде ионов кальция Са2+ и магния Mg2+
Запах и привкус воды

Вода Запах Привкус

Запах и привкус воды

Запахи и привкусы воды – признак содержания в ней определённых веществ, обуславливающих эти явления: растворённых солей, различных химических и органических соединений.
Микроорганизмы в воде

Вода Микроорганизмы

Микроорганизмы в воде

Природные воды населяет огромное количество микро- и макроорганизмов животного и растительного происхождения
Мутная вода

Вода Мутность

Мутная вода

Причиной мутности воды могут быть как органические, так и неорганические взвешенные вещества
Основные требования к качеству воды для котлов

Требования Паровые/Водогрейные котлы

Основные требования к качеству воды для котлов

Нормы качества котловой воды, необходимый режим её коррекционной обработки, режимы непрерывной и периодической продувки, принимаются на основании инструкции завода-изготовителя котла,
Требования к качеству питьевой воды

Требования Питьевая вода

Требования к качеству питьевой воды

Гигиенические требования к воде питьевой, предназначенной для потребления человеком
Требования к качеству воды для производства напитков

Требования Производство

Требования к качеству воды для производства напитков

Основные требования к воде для производства напитков
Ионообменные технологии

Технологии Ионообменные технологии

Ионообменные технологии

Ионообменные технологии Ecosoft обеспечивают высококачественное и эффективное умягчение воды
Сорбционные технологии

Технологии Сорбционные технологии

Сорбционные технологии

Ecosoft применяет ряд различных сорбционных технологий, включающих очистку воды от различных примесей с помощью активированных углей
Ультрафильтрация

Технологии Ультрафильтрация

Ультрафильтрация

Ультрафильтрация Ecosoft — метод тонкой фильтрации воды
Электродеионизация

Технологии Электродеионизация

Электродеионизация

Электродеионизация — один из самых современных способов подготовки воды в промышленности
Технология обратного осмоса

Технологии Обратный осмос

Технология обратного осмоса

Технология обратного осмоса является самым эффективным методом удаления из воды практически всех растворенных примесей
О минеральном составе питьевых вод и здоровье человека: «живая» или «мертвая» вода

Качество воды Популярно

О минеральном составе питьевых вод и здоровье человека: «живая» или «мертвая» вода

Вода – важнейший фактор формирования внутренней среды организма и в то же время один из факторов внешней среды. Там, где нет воды, нет жизни.
О чем говорит анализ воды?

Качество воды Популярно

О чем говорит анализ воды?

Очевидно,что для оценки степени безопасности воды первым делом нужно сделать ее анализ. Где, как и по каким показателям – вот наиболее частые вопросы.
Популярно о качестве воды

Качество воды Популярно

Популярно о качестве воды

Согласно действующим стандартам, питьевая вода (и водопроводная в том числе) должна быть безопасна в эпидемиологическом, радиационном отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства.
10 секретов бытового обратного осмоса

10 секретов бытового обратного осмоса

Тезис о том, что из всех способов доочистки питьевой воды, доступных рядовому гражданину, наиболее эффективен и надежен метод обратного осмоса, является популярным, но...
Вечный бой за безопасность воды

Вечный бой за безопасность воды

Вода - это действительно источник жизни для всего живого. Вместе с тем, большинство потребителей воспринимает данное утверждение с субъективной точки зрения, не задумываясь о том...
Минеральный обмен и здоровье

Минеральный обмен и здоровье

Все чаще сторонники здорового образа жизни говорят о том, что многие наши недуги возникают от того, что мы мало пьем воды. Вот только вопрос: какой?