Система увлажнения воздуха, часть 2 (про насосы, трубки, форсунки и водоподготовку)

КДПВ
КДПВ

Первая часть здесь. Повторюсь, всё нижесказанное моё ИМХО, и я не претендую на истину в последней инстанции.

TL; DR Оптимальным выбором на сегодня считаю:

  • для квартиры: насос Taizhou Fog Machine FG-050S с переделками, нейлоновые трубки ¼», форсунки 0,1 или 0,15 мм с керамической вставкой и фильтром, система водоподготовки на базе кабинетного умягчителя Runxin RL-R100B с комбинированной засыпкой.

  • для дома: насос Taizhou Fog Machine FG-150 с переделками, нейлоновые трубки и форсунки те же, что для квартиры, система водоподготовки на базе двух колонн (обезжелезивания и умягчения) с универсальными клапанами Runxin F63P3-A (без компрессора) и механическим фильтром Runxin RL-Q01A (или Q02A).

Про насосы.

Собственно, насос высокого давления для системы увлажнения ничем принципиально не отличается от насоса для мойки типа Керхер. Но есть два нюанса. Производительность даже самого маленького насоса для мойки великовата для систем увлажнения. И слишком высоки шум и вибрация.

Вполне заслуживающим внимания подходом будет взять стандартный и широко распространённый (в том числе по запчастям) насос TOR BM0510, установить его на трёхфазный электродвигатель, и понизить частоту вращения частотным преобразователем. Но всё-таки это для достаточно крупных систем увлажнения, на сотню метров трубки и десяток-другой форсунок.

Кстати, однопоршневые насосы, ИМХО, ушли в историю по той же причине шума и вибрации. Нет смысла их сейчас использовать, когда есть хорошие и недорогие трёхпоршневые.

Итак, достаточно давно существует компания Taizhou Fog Machine, которая производит специализированные насосы для систем туманообразования, и она недавно выпустила очередное поколение насосов, с интересными для нас характеристиками. Однако, опять есть нюансы. Дело в том, что туманообразование и увлажнение — это не одно и то же, и требования к насосам разные. В жарких странах (Китай к ним тоже относится) нет проблем с низкой влажностью (наоборот, есть проблемы с высокой), и насосы применяются для создания тумана (прохлады в уличных условиях). Поэтому у насоса нет датчика влажности и есть вход для воды и выход высокого давления. И всё. Сброс излишнего давления насоса (как и давления из магистрали в конце цикла работы; этот клапан есть не во всех моделях насосов) происходит во вход воды. Что ведёт к перегреву насоса при малом расходе (он охлаждается этой водой) и к размножению живности в трубках, так как система тупиковая.

Для увлажнения нужно, чтобы трубки были проложены по кругу (смотри первую часть статьи), в начале круга насос, в конце — клапан, который открывается на пару секунд в канализацию в конце цикла работы насоса, сбрасывая высокое давление из магистрали, смывая при этом всё нехорошее из трубок гидроударом и предотвращая капание из форсунок (если давление не сбросить). То есть, нужно иметь четыре подключения: вход воды, канализация, выход высокого давления, вход высокого давления (под клапан).

Мы сейчас обычно берём насос FG-150, переделываем его, чтобы получить четыре подключения вместо двух, подпаиваем патч-корд для системы управления умным домом, и при установке настраиваем давление на 50–60 атмосфер.

Подробности переделки (много фото, поэтому под спойлером):
Такой насос был.
Такой насос был.
Такой стал. Слева выход давления, справа вход и клапан (под водяные быстросъемы высокого давления). Снизу слева выход в канализацию, справа вход воды (под полдюймовые гибкие подводки).
Такой стал. Слева выход давления, справа вход и клапан (под водяные быстросъемы высокого давления). Снизу слева выход в канализацию, справа вход воды (под полдюймовые гибкие подводки).
Добавлен тройник, на переднем плане трубка сброса излишнего давления насоса, на заднем - сброс обратки с клапана.
Добавлен тройник, на переднем плане трубка сброса излишнего давления насоса, на заднем — сброс обратки с клапана.
Датчик сухого хода переставлен вниз.
Датчик сухого хода переставлен вниз.
Старое место установки клапана заглушено.
Старое место установки клапана заглушено.
Вид сверху.
Вид сверху.
Мотор, к сожалению, однофазный.
Мотор, к сожалению, однофазный.
Добавлены отверстия в корпусе. На разном уровне - это специально, иначе не войдет.
Добавлены отверстия в корпусе. На разном уровне — это специально, иначе не войдет.
Расширено отверстие под провод, чтобы добавить патч-корд.
Расширено отверстие под провод, чтобы добавить патч-корд.

Многие фитинги использованы те, что стояли в насосе. Добавленные посчитайте сами по фото. Собрано на синий сантехнический гель.

Подробности подключения к плате управления:
Вот тут стоит плата.
Вот тут стоит плата.
Вот так она выглядит, полностью залита силиконом. На разъеме: + - 12V, - - земля, 1 - управление насосом, 2 - управление клапаном, 3 - активация контроля тока (перегруза) мотора, 0 - аналоговый сигнал перегруза. На нераспаянном разъеме программирования нужные нам +3,3 вольта (V) и земля (G).
Вот так она выглядит, полностью залита силиконом. На разъеме: + — 12V, — — земля, 1 — управление насосом, 2 — управление клапаном, 3 — активация контроля тока (перегруза) мотора, 0 — аналоговый сигнал перегруза. На нераспаянном разъеме программирования нужные нам +3,3 вольта (V) и земля (G).
Аккуратно убираем силикон в необходимых местах, подпаиваем патч-корд, заливаем сверху Кафутером. Управляем при помощи реле, замыкая провод 1 (синяя пара) на 3,3 вольта (оранжевая пара) для включения насоса. и провод 2 (зелёная пара) на те же 3,3 вольта (оранжевая пара) для включения клапана сброса. Всё безопасно, на той стороне оптроны и ограничение микроконтроллера по току.
Аккуратно убираем силикон в необходимых местах, подпаиваем патч-корд, заливаем сверху Кафутером. Управляем при помощи реле, замыкая провод 1 (синяя пара) на 3,3 вольта (оранжевая пара) для включения насоса. и провод 2 (зелёная пара) на те же 3,3 вольта (оранжевая пара) для включения клапана сброса. Всё безопасно, на той стороне оптроны и ограничение микроконтроллера по току.
Ставим на патч-корд герметичный сальник.
Ставим на патч-корд герметичный сальник.

Таким образом, как и в первой статье, управляем насосом при помощи двух реле в MegaD-2561 (моноблоке), можно даже без сервера, гигростатом по датчикам HTU21D.

Кроме того, есть насос FG-050S, который для квартиры подходит даже больше. Он менее производительный, тише, и имеет возможность регулировки оборотов мотора (модель с буквой S в конце). И оснащён клапаном сброса давления (не все насосы этого тпоразмера его имеют). Однако, этот насос имеет внешний блок питания. И у него мало места внутри для переделки, поэтому клапан придётся выносить из корпуса. Фото переделки нет (да и выглядит всё некрасиво, поэтому мне больше нравится насос на фото выше.

Встроенную в эти насосы систему управления через приложение или пультик считаю бесполезной, и, более того, опасной, по причине отсутствия управления по влажности воздуха.

Про трубки и форсунки.

Индустрия плавно переехала на диаметр ¼». И это имеет смысл, на длинах до сотни метров. Длиннее — скажется раздутие-сжимание трубки, и система работать нормально не будет, нужно делать на 3/8», как раньше. Полиэтиленовые трубки по тем же причинам деформации под давлением использовать на длинах более десятка метров нельзя. Да и в фитингах они держатся хуже.

Желательно избегать угловых фитингов, лучше плавно срезать угол той же трубкой, если есть возможность, благо ¼» гнётся лучше. Трубки из нержавейки замазывать в стены нельзя по причине коррозии, они только для наружной прокладки.

Про диаметры форсунок уже написал не раз, ниже 0,1 мм — будет быстро забиваться. Больше 0,15 — слишком крупнокапельный туман, будет долетать до пола. Вставка, в которой сделано это калиброванное отверстие, может быть металлической или керамической (последнее лучше, так как нет коррозии, такие форсунки дольше служат и имеют более ровный факел). Фильтр в современных форсунках обязателен, антикапельный клапан, естественно, тоже. Ссылку на тайваньские форсунки я приводил в комментариях к первой статье.

Про водоподготовку.

Причём речь не только про систему увлажнения, а вообще. Правда, для системы увлажнения она критически важна, иначе на предметах будут садиться соли, которые были в воде.

Я считаю, что картриджные фильтры и домашний осмос себя уже изжили, и достаточно давно. Сейчас актуальны засыпные системы различной конфигурации, полностью автоматизированные и практически необслуживаемые. Одна из таких систем, установленная нами восемь лет назад (правда, с дорогой смолой Леватит), работает до сих пор без какого-либо участия и ухудшения параметров воды. Только соль хозяева подсыпают вовремя.

Засыпная система водоподготовки — это две (реже три) колонны различного размера с различными засыпками и автоматическими управляющими клапанами (а также бак для приготовления солевого раствора, с таблетированной солью, можно сказать, обычной столовой солью). Колонна — это прочный цилиндр с трубкой внутри для пропускания воды сквозь колонну. Сверху и снизу — щелевые фильеры, чтобы засыпка не утекла в трубу. Также вниз насыпается немного кварцевого щебня мелкой фракции, чтобы засыпка не забила фильеру.

В первой колонне (обезжелезивания) — сорбенты и воздушный пузырь сверху. Вода проходит через воздушный пузырь и металлы (в первую очередь железо) окисляются до оксидов, которые либо нерастворимые, либо задерживаются сорбентами. Воздушный пузырь нужно периодически обновлять, так как кислород уходит в оксиды, и для этого нужен управляющий клапан. Обычно достаточно, когда воздух засасывается потоком воды через жиклёр в клапане. Если металлов в воде много (или производительность нужна большая), то добавляется компрессор для нагнетания воздуха.

Вторая колонна (умягчения) содержит гранулированную ионообменную смолу (примерно такую же, как в любой посудомоечной машине). Смола «впитывает» в себя соли жёсткости из воды, а через какое то время, при помощи управляющего клапана, регенерируется (отдаёт накопленные соли в солевой раствор, подготовленный в солевом баке). Если вовремя не подать солевой раствор — дорогая смола испортится и придётся её менять. Таблетированная соль — единственный расходник этой системы, и нужно следить, чтобы она всегда в баке была.

Важное дополнение этой системы — автоматический самопромывной механический фильтр Runxin RL-Q01A на входе (Q02A — большей производительности). Отличная вещь, раз в год диски прополоскать вручную, а всё остальное делает сам.

Про управляющие клапаны. Лидер этого рынка — американская компания Clack. Однако, я считаю, что с последним поколением клапанов китайский гигант клапаностроения — Runxin — стал даже в чём-то лучше Clack. Разбирается легко (весь на защёлках), конструкция более простая и надёжная. Клапаны бывают разной производительности и комплектации (и вообще их миллион разных). Где-то есть расходометр, где-то нет. Где-то есть выход на солевой бак/забор воздуха, где-то нет. Я считаю, что лучше покупать клапан в максимальной комплектации, так как разница в цене небольшая, и его можно будет использовать под любую задачу. Пример такого клапана средней производительности последнего поколения — Runxin F63P3.

Пример системы водоподготовки производительностью до 4 кубометров в час на промышленном объекте:
Оксидайзер размером 1354: внизу 25кг Сорбент МС, выше 50кг  Сорбент АС. Умягитель размером 1252: 50кг  Ecomix P. Солевой бак выставлен поплавком на заполнение водой примерно на треть.
Оксидайзер размером 1354: внизу 25 кг Сорбент МС, выше 50 кг Сорбент АС. Умягитель размером 1252: 50 кг Ecomix P. Солевой бак выставлен поплавком на заполнение водой примерно на треть.
Обязательно ставить на клапаны родные байпасы (они продаются отдельно). Ими можно перекрыть воду, пустить её в обход колонны, либо сделать подмес воды для питья если получается слишком обессоленная вода. Справа видна белая трубка с обратным клапаном для забора воздуха.
Обязательно ставить на клапаны родные байпасы (они продаются отдельно). Ими можно перекрыть воду, пустить её в обход колонны, либо сделать подмес воды для питья если получается слишком обессоленная вода. Справа видна белая трубка с обратным клапаном для забора воздуха.
Программа этой системы.
Программа этой системы.
Модель клапана.
Модель клапана.
Механический фильтр. После прохода заданного количества воды промывается сам. Красные фильтрующие диски разжимаются, затем раскручиваются с большой скоростью, и вся грязь улетает в канализацию.
Механический фильтр. После прохода заданного количества воды промывается сам. Красные фильтрующие диски разжимаются, затем раскручиваются с большой скоростью, и вся грязь улетает в канализацию.
Организация канализации. Один из этих выходов, кстати, от системы увлажнения воздуха.
Организация канализации. Один из этих выходов, кстати, от системы увлажнения воздуха.

Да, по-хорошему для расчёта засыпки и программы нужно делать анализ воды. Но, чаще всего, вода отличается только содержанием железа. И указанные на фото выше пропорции засыпок подойдут в подавляющем большинстве случаев (они для высокого содержания железа).

Не так давно появились комбинированные засыпки (и от железа, и от жёсткости). И есть кабинетные фильтры подобной конструкции (моноблоки, в том числе небольшие, которые помещаются под мойку). Например, Runxin RL-R1000B (он же R100B). И никаких накопительных баков и повысительных насосов для системы увлажнения после него не потребуется. Как и замены картриджей. Только соль вовремя подсыпай и всё.

Готов ответить на вопросы в комментариях.

© Habrahabr.ru