Бытовые обратноосмотические фильтры: устройство, принцип работы, неисправности

По своей сути все обратноосмотические фильтры одинаковы: их задача – давать чистую воду с пониженным солесодержанием. Наиболее распространенное устройство очистки воды посредством обратного осмоса – система с четырехходовым клапаном (название может быть другим в зависимости от производителя), которую мы и рассмотрим более подробно в этой статье.

Схема обратноосмотического фильтра с четырехходовым клапаном представлена на рис. 1.

Первая ступень – картридж из вспененного полипропилена 1, обеспечивающий предварительную очистку воды от песка, ржавчины и других механических примесей размером более 5 мкм. Частота замены этого картриджа зависит от конкретных условий эксплуатации (в среднем – один раз в полгода). Если фильтру предшествует система подготовки воды (например, фильтр умягчения), то картридж можно менять один раз в год.

Вторая ступень – картридж 2, содержащий прессованный или гранулированный активированный уголь. Он задерживает хлор и его соединения. Заметим, что предпочтительнее использовать картридж с прессованным углем, поскольку гранулированный уголь при первом пропуске воды выдает угольную пыль. Кроме того, загрязненный картридж с гранулированным углем всё равно будет пропускать воду в отличие от картриджа с прессованным углем, который при загрязнении самозапирается и не пропускает воду. Периодичность замены картриджа – 1–2 раза в год.

Роль третьей ступени играет картридж из вспененного полипропилена 3 с размером пор 1 мкм. Он отвечает за финишную очистку воды после угольного фильтра. Замену картриджа следует проводить 1–2 раза в год. Отметим, что в бытовой четырехступенчатой обратноосмотической системе эта ступень отсутствует.

Четырехходовой клапан 4 обеспечивает работу системы в автоматическом режиме. Клапан состоит из корпуса, двух резиновых мембран разного диаметра (рис. 2, А, В) и штока (рис. 2, С). Надписи на клапане соответствуют направлению воды (In – вход воды после картриджей, Out – выход воды на мембрану). На рис. 2 показано положение клапана в открытом (А) и закрытом (B) положениях.

Четвертая ступень – заключенная в пластиковом корпусе мембрана (рис.1, 5), свернутая в рулон. Мембрана разделяет поток воды после фильтрации на чистую воду (пермеат) и «грязную» (концентрат). Замена мембраны осуществляется через 24–30 мес. Определить эффективность работы мембраны можно по производительности. Для этого необходимо перекрыть кран на гидроаккумуляторе, а затем открыть входной кран и кран питьевой воды. Толщина струйки должна быть примерно со спичку (без разрыва струи). Перед этим действием следует убедиться, что давление в норме и картриджи не задерживают поток воды.

Гидроаккамулятор 6 накапливает в себе очищенную воду, которая поступает пользователю при открытии крана. Состоит из металлического или пластикового корпуса, внутри которого находится резиновая груша, где и накапливается вода. Между корпусом и грушей находится воздух под давлением 0,5–0,6 бар (при пустом баке). Элемент имеет тенденцию к потере давления. При падении давления воздух подкачивается обычным автомобильным насосом с манометром.

Пятая ступень – так называемый посткарбон – картридж финишной очистки воды 7, наполненный активированным углем. Служит для устранения посторонних запахов и привкусов (например, после резиновой мембраны в гидроаккумуляторе).

Ограничитель потока дренажа 8 предназначен для создания подпора на обратноосмотической мембране. Без этого устройства вся вода будет уходить в дренаж. Обычно имеет вид бочонка с быстроразъемными входом и выходом. Как правило, внутри – сужение сечения канала (есть и другие конструкции), закрытое мелкой сеткой. Сетка иногда забивается, что ускоряет процесс загрязнения мембраны, поэтому при замене мембраны желательно устанавливать и новый ограничитель дренажа.

Все бытовые обратноосмотические системы комплектуются питьевым краном 9, из которого поступает очищенная вода. Кран врезается в кухонную мойку или столешницу.

Байпасная линия ограничителя дренажа 10 предназначена для промывки мембраны от скопившегося осадка большим потоком воды. В некоторых моделях на байпасной линии установлен электромагнитный клапан с управлением через кнопку. В системах без байпасной линии промывка мембраны осуществляется путем удаления ограничителя дренажа.

Слив в дренаж (11). Нередко во время наполнения бака возникает шум в канализационном сливе. Эта проблема устраняется путем вытаскивания дренажной трубочки до одного уровня с канализационным стоком (рис. 3).

Обратный клапан 12 предотвращает возможность обратного тока воды из накопительного бака на мембрану после срабатывания четырехходового клапана. Существуют клапаны с пластиковым шариком и металлической пружиной. Наиболее надежные клапаны – металлические.

Рассмотрим работу обратноосмотической системы с четырехходовым клапаном. Вода под давлением не менее 2,8 бар проходит первые три ступени и поступает в четырехходовой клапан, а затем направляется на мембрану, где осуществляется ее обессоливание. Чем выше давление, тем эффективнее очистка и больше производительность фильтра (но при этом возрастает количество воды, отводящейся в дренаж).

После мембраны один поток (концентрат) направляется в дренаж через ограничитель дренажа, а другой (после обратного клапана) – в четырехходовой клапан. Далее вода накапливается в гидроаккамуляторе, а во время разбора проходит через посткарбон и поступает к потребителю через питьевой кран.

После наполнения бака происходит уравнивание давлений на линиях исходной воды и пермеата в четырехходовом клапане. Мембрана клапана на линии пермеата передавливает через шток другую мембрану (меньшего диаметра), перекрывая тем самым линию сырой воды. В обратноосмотической мембране давление снижается за счет сброса воды в дренаж.

Нормальную работу системы обратного осмоса можно определить по поступлению воды в дренаж: открыт входной кран, закрыт кран на баке; открываем кран питьевой воды – вода уходит в дренаж; перекрываем кран питьевой воды – поток воды, поступающей в дренаж, уменьшается, а затем прекращается (система работает правильно).

В том случае, когда давление в водопроводной системе ниже 2,8 атм, используется обратноосмотический фильтр с подкачивающей помпой. Схема такой системы показана на рис. 4. Работа системы с подкачивающей помпой в целом идентична работе системы без помпы. Подкачивающая помпа увеличивает давление на мембране. Датчик низкого давления отключает помпу при снижении давления на входе, датчик высокого давления обесточивает насос при повышении давления на линии пермеата.

Отметим, что такая система имеет недостаток, связанный с наличием двух устройств автоматики, одно из которых управляет помпой, а другое – самим фильтром (возможны разногласия в их работе – или помпа отключится первой, или первым сработает четырехходовой клапан).

Существуют системы, в которых роль четырехходового клапана играет электромагнитный клапан (рис. 5). Их работа аналогична работе систем без помпы. Электромагнитный клапан управляется датчиком высокого давления. При достижении заданного значения давления датчик обесточивает помпу и электромагнитный клапан. При отсутствии напряжения вода через электромагнитный клапан не проходит; в момент подачи напряжения клапан открывается и начинает пропускать воду.

Понимание того, как работает фильтр, облегчает нахождение и устранение причин неисправностей в работе обратноосмотических фильтров. В табл. приведены наиболее часто встречающиеся неисправности и способы их устранения.

Таблица. Неисправности обратноосмотических фильтров и способы их устранения

Подписи к рисункам

Рис. 1. Схема обратноосмотической системы с четырехходовым клапаном

Рис. 2. Четырехходовой клапан в открытом и закрытом положениях

Рис. 3. Слив в дренаж

Рис. 4. Схема обратноосмотической системы с четырехходовым клапаном и подкачивающей помпой:

А – датчик низкого давления подкачивающей помпы; B – подкачивающая помпа; С – датчик высокого давления; 1 – картридж из вспененного полипропилена (5 мкм); 2 – угольный картридж; 3 – картридж из вспененного полипропилена (1 мкм); 4 – четырехходовой клапан; 5 – мембрана; 6 – гидроаккумулятор; 7 – посткарбон; 8 – ограничитель дренажа; 9 – питьевой кран; 10 – байпасная линия; 11 – слив в дренаж; 12 – обратный клапан

Рис. 5. Схема обратноосмотической системы с подкачивающей помпой и управлением на электромагнитных клапанах: А – датчик низкого давления подкачивающей помпы; B – подкачивающая помпа; C – датчик высокого давления; D – электромагнитный клапан; 1 – картридж из вспененного полипропилена (5 мкм); 2 – угольный картридж; 3 – картридж из вспененного полипропилена (1 мкм); 4 – мембрана; 5 – гидроаккумулятор; 6 – посткарбон; 7 – ограничитель дренажа; 8 – питьевой кран; 9 – байпасная линия; 10 – слив в дренаж; 11 – обратный клапан

вернуться назад

Читайте также:

Сравнительные свойства труб из сшитого и термостойкого полиэтилена

Трубопроводные системы на выставках Aqua-Therm и MATTEX´2009

Приборы учета тепловой энергии

Трубы из сшитого полиэтилена для систем водоснабжения и отопления