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加湿器为什么需要全自动软化水设备


加湿设备要改善环境湿度,而加湿所用水源直接影响了加湿效果和加湿设备的寿命,采用全自动软水器处理后的软化水可有效地避免水垢危害。本文全面阐述了水的组成、水垢的形成及危害、软水器的作用、结构和特点以及在加湿领域的应用。
概念
湿度:空气当中水分子的含量。
加湿:借助各种设备增加空气当中的水分子总量。
软化:去除水中致硬离子,使其硬度降至标准以下。
概述
一、湿度对生产与生活的影响
1、干燥的空气使人体有不舒适感,影响健康诱发疾病。
2、湿度偏低会使食品、果蔬丢失水份干枯失鲜。
3、有机材质构造的建筑装潢、家具、艺术品因干燥而丢失水份形成龟烈变形。
4、干燥空气会阻止带电体释放电荷,进而堆积电荷形成高压静电,影响半导体器件的制造,电子设备运行,甚至在高压放电时产生危险引起爆炸。
为了避免上述由于湿度偏低而造成的危害,人们利用各种加湿设备向空气中释放水份,人为地提高空气中水含量以达到各种环境要求下最佳的空气湿度。
二、加湿设备
目前为止各种各样的加湿设备无外乎采用了以下几种形式
1、湿膜气化式:将水从湿膜的顶部通过疏水器沿湿膜的波纹表面均匀的流下,使湿膜从上到下均匀湿润,当干燥空气流过湿膜表面时,就会与湿膜中的水份进行热交换,水份受热蒸发而变成蒸汽进入空气中。
2、电极式加热:通过加湿电极对加湿桶内的水施加电压,由于水的导电性形成闭合回路电流,将水加热至沸腾,产生蒸汽进入空气中。
3、电热式加湿:利用电热管直接加热水至沸腾而产生蒸汽进入空气。
4、高压喷雾式:高压水经小喷口喷出,在喷口处压力突然释放而雾化进入空气。
5、超声波式:利用超声波换能器与水分子形成共振,而使其脱离水面进入空气。
关于水
不言而喻,无论何种加湿方式都离不开它的中心原料——水,其任务都是将液态水由转化为水蒸汽态进入空气。
一、自然水的成份:众所周知自然界存在的水都是以H20为主,间有多种杂致包括碳酸盐、硫酸盐、氯化物等以离子态或分子态溶于其中,形成混合物。而各种盐类在水中的溶解度是与水的外部条件有关,当水的温度、压力、流速发生变化时会有一些不溶于水的盐类析出,形成水垢。
二、水垢的主要成份:是碳酸钙(CaCO3)、碳酸镁(MgCO3)、硫酸钙(CaSO4)、硫酸镁( MgSO4)磷酸钙(Ca3(PO4)2),二氧化硅(SiO2)等。
三、水垢的形成:
1、随着水温的升高某些钙、镁盐类在水中的溶解度下降,以至达到它们的溶度积而析出。
2、由于水不断的蒸发浓缩,水中盐类含量亦不断浓缩,超出其溶解度后而形成水垢。
3、水被加热和蒸发的过程中,水中某些钙、镁盐类因发生化学反应,从易溶于水的物质变成难溶于水的物质而析出。
4、当水流速较大时反应生成的垢类小分子团颗粒即被水流带走,从而阻止了结晶微粒进一步聚合成大分子团而沉淀。当水流速较小时反应生成的晶体微粒会不断聚合形成水垢。
四、水垢的危害:
1、由于水垢的导热率只是钢材的1/200,是水的1/10,当水垢附着在加热管或加湿电极上,会使加湿设备的热效率及加湿效率降低浪费能源,局部温度偏高会缩短加热管的寿命。电湿电极迅速失效,需频繁更换加热管或加湿桶。
2、水垢板结在传输管路上,会使管路的有效截面积减小,增加水阻甚至堵塞管路,在高压喷雾式加湿设备的喷嘴处由于压力流速极剧变化,极易形成大量水垢,使喷雾量变小直至完全堵塞。
3、水垢板结在挂置的各种探头、传感器、转子仪表上时会影响探测精度直至仪器完全失效,影响加湿桶等设备的自动化控制。
4、水垢附着在加湿器湿膜的表面,影响膜体的吸水性和附水性,造成加湿量下降。
5、水中的结垢成份随超声波振荡或高压喷雾进入空气中,会形成白粉附于仪器设备或家具表面极难清除。附于超声波换能器表面会降低换能效率,直至换能器损坏。
去除致硬离子 ~ 软化水
使用自然水加湿会形成水垢产生诸多危害,因此我们提出对水进行软化处理,去除水中钙、镁等致硬离子,为加湿设备配备必要软化水装置,使加湿设备不结垢。
一、软水器的工作原理
含有硬度的原水通过阳离子交换树脂时,水中的致硬离子(主要是钙、镁离子)与树脂上的钠离子发生交换反应,其化学反应式为:
2RNa+Ca2+(Mg2+)=R2Ca(Mg)+2Na+
RNa—表示钠型树脂,对水进行软化处理即可用此种树脂。
R—表示树脂基体
Na+—表示树脂中活性基团中可交换的离子
R2Ca(R2Mg)—对软化而言表示失效树脂,通过再生转型后,可恢复其软化功能。
反应结果是:水中的钙、镁离子进入树脂中,树脂中的钠离子进入水中,使得出水致硬离子含量极少或不含有致硬离子,从而使硬水得到软化。
当钙、镁型树脂(失效树脂)含量达到一定比例后,出水硬度增大超标后,即可认为软水器失效。此时,可对失效的树脂进行再生。再生方法是:利用较高浓度的氯化钠溶液通过失效的树脂,钠离子重新与树脂中的活性基团结合,而其中的钙、镁离子则从中脱离出来,随排水排出。经过再生转型后,树脂重新变成钠型树脂,恢复其软化能力。
具体反应为:R2Ca+2Na+=2RNa+Ca2+ 整个再生过程中包括:反洗、再生、正洗过程。
二、使用软化水的益处
1、离子交换产生的软化水,经加热不会形成水垢,提高电热式加湿器的热效率,加热管不易损坏。
2、软化水不会在超声波换能器表面结垢,换能器能高效长寿命工作且杜绝了加湿白粉的出现。
3、软化水经高压喷嘴喷射时不会因水垢堵塞喷口。
4、由于软化水中离子总数未发生改变,只是由Ca2+、Mg2+转换为Na+ ,且Na+的电离度远高于Ca2+、Mg2+。所以软化水的电导率不会降低反而有所提高,这一特点特别适用于电极加湿器,即提高了加湿效率,又延长了加湿罐的寿命,而且加湿罐内的各种二次仪表探头能精确的反映工况,以便自动化控制。
三、全自动软水器
1、设备结构
全自动软水器主要由三部分组成:美国原装进口控制器(包括电脑控制器和多向集成水阀系统);
钠离子交换罐和再生盐液箱;
设备配件部分(包括上、下布水器、中心管、盐阀、盐井、滤板、输盐管、排污管等)。
2、工作程序
供水:未处理水通过树脂层,发生交换反应,产生软水。
反洗:水从树脂层下部进入,松动树脂,去除细碎杂物。
进盐水再生:利用较高浓度的盐水(NaCL)流过树脂,将失效树脂重新还原为钠型可用树脂。
冲洗:按照供水时的流程使水通过树脂冲洗掉多余的盐液和再生交换下来的Ca2+、Mg2+等。
注水:向盐箱内注水,溶解再生盐,以备下次再生所用。
3、使用方式
单罐:适于一天之内用水有规律设备,能够在树脂再生期间不需要给水。若配备有用水设备2-3小时用水量的水箱, 可实现不间断供水。
双罐同时供水:可实现连续不间断供水,交错再生,再生期间单罐供水,供水量减少,并可人为设定再生时间。
双罐一用一备:实现连续不间断供水,始终一罐供水,另一罐再生或备用,并可实现手动转换。
双罐系统:连续不间断供水,电脑控制,错开再生。适于用水量较大的设备。双罐及多罐系统,除小型号双罐同时供水设备外均为流量控制。
5、控制方式
时间控制:这种方式适合于日供水量比较稳定的场所。它根据所设定的再生日期,定期供软化水和启动再生程序,再生时间可根据用户需要自行设定在用水低峰时。
流量控制:这种方式是根据安装在出水管道上的电子流量计所统计的流量数与用户所设定的流量数,微电脑进行数据处理并控制工作程序,或由流量计机械传动直接引发再生程序。
5、特点
全自动化控制:供水、再生、反洗、吸盐、淋洗等过程全部实现自动化。
超低能耗:微电子电路及计时器能耗极低。
低盐耗:水射器精确控制再生盐量,大量节省运行盐耗。
低廉的运行管理费用:设备自动运行无需专人管理。
简便的操作:自动手动方式可随意选择,日常管理只需几次按键操作。
总之全自动软水器已是加湿设备所必备的配套装置。