Накипь. Методы устранения

Проблемы бы не было, если бы вода была водой в химическом смысле, то есть "H20" без примесей, как нас еще в школе учили. К огромному сожалению, это вовсе не так. В воде, которая льётся из стандартного крана в Москве, да и в любом другом городе России и мира, присутствует масса посторонних включений. Жесткость воды определяется количеством ионов кальция в бикарбонате кальция, который присутствует в воде в виде раствора.

Са(НС03)2->Са2ч- + 2НСО

Сама накипь формируется при нагреве жесткой воды (воды с посторонними включениями) по такой схеме:

• разложение бикарбонатов кальция и магния
• превращение этих бикарбонатов в карбонаты с высокой степенью нерастворимости (СаСо3);
• бикарбонаты образуют осадок в воде
• бикарбонаты концентрируются на внутренних поверхностях водонагревательных приборов

Что мы имеем кроме удручающего вида ТЭНА в стиральной машине?

Сам вид ТЭНа не так страшен, как те последствия, которые заросший ТЭН вызывает.

Поверхностное натяжение воды, которое увеличивается благодаря дополнительной жесткости воды, требует во время стирки большего количество порошка.

• Мы кладем больше моющих средств, чтобы достичь обычного эффекта. Понятно, что нагреть воду при условии, что между ней и металлом есть внушительный слой теплового изолятора сложнее, а значит, на это потребуется больше электроэнергии и класс потребления энергии "едет" сам по себе с "A" на "B" или "B" на "C". Дальше даже рассуждать не хочется, потому что это влетает в копеечку, в рубль и в итоге в доллар. Причём производитель здесь вряд ли виноват, что вода плохая, он думает об оборотах и новых программах стирки. А она у всех нормальных людей такая и вряд ли что-то серьёзно изменится в следующие 10-15 лет.
• Мы больше платим за электричество. Также ясно, что в нештатном режиме с таким "наростом" на весьма важной части внутренностей машины, она долго протянет вряд ли и выйдет из строя при первой же возможности, например, при перепаде напряжения в сети. Это обычно очень дорого - ремонт ТЭН-а стоит от 20 до 30% от стоимости машинки при учёте того, что ничего кроме ТЭН-а не "полетело". У прибора, который испортился, может сгореть за компанию электроника, что просто приведет к тому, что машинку нужно выкинуть, так как ремонт будет экономически не целесообразен. Понятно, что первые гарантийные годы (от 1 до 3) ничего обычно не ломается. Проблемы обычно начинаются после 4 или 5 лет.
• Мы больше и дороже ремонтируем технику
• Увеличивается время на нагрев воды

Так как вода жесткая, то это плохо влияет на бельё (для стиральных машин), на посуду (в посудомойках) и качество воды в водонагревателях (не зависимо то того будете ли вы её пить или принимать душ).
Понятно, что такую кипу проблем нужно как-то решать.

Что есть, чтобы покупатель забыл про кошмары по ночам на тему ТЭНов и накипи?

Скажем сразу, что решение проблемы через ионообменные смолы и обратный осмос здесь рассматриваться даже не будут, потому что недостижимы для нормального покупателя либо по цене, либо по сложности обслуживания. Вариант с фильтрацией всей воды перед стиркой или мойкой отметаем, так как это нереально в бытовых условиях и дорого.
К сожалению, выбор не велик и остается только два доступных простому человеку пути борьбы с накипью: химический и физический.

Химический путь

По первому пути пошли многие компании производители бытовой химии. При стирке они советуют нам класть вместе с порошком кусочек некого вещества в лоток для стиральных машин или в лоток для соли в посудомойках. Мало кто знает, что это вещество включает в себя кислоту.

Как мы все помним, при контакте кислоты с карбонатом кальция, мы имеем химическую реакцию, в результате которой трудно растворимый карбонат кальция разлагается на составляющие, которые не образуют накипь.
Это вполне логичное и очевидное решение - при химическом контакте разрушить карбонат кальция и получить более в итоге чистый ТЭН.

Преимущества этого метода очевидны:

• Просто
• Дёшево, пачка добавки обойдется от 4 до 8 долларов
• Может не только не допустить образование накипи, но и удалить ту, которая была

Недостатки:

• Портится бельё. Легкие красители "слезают", вещь становится "в пятнышко". При частой стирке структура ткани становится менее прочной и быстро протирается
• Ускоренное разрушение резиновых частей приборов и выходу из строя фильтров, резиновых деталей и помп механизмов. Приводит к преждевременному выходу из строя стиральной машины или посудомоечной машины
• Экологический вред - кислотные пары на кухне или в ванне мгновенно обостряют аллергию, увеличивают слезоточивость и всячески зловредно действуют на организм
• Вызывает отложения сернистого ангидрида

Купить такую смесь можно в обычном хозяйственном магазине.

Физический путь

Второй путь - физический. Помочь в профилактике накипи могут магнитные преобразователи воды (англ. Water Conditioners). Для того, чтобы понять теорию, нужно собраться и постараться напрячь мозги, так как пригодятся знания из институтской программы по техническим специальностям.

Молекула воды, образованная сильно электроотрицательным атомом кислорода и двумя менее электроотрицательными атомами водорода, полярна: электрические "центры тяжести" отрицательных и положительных зарядов не совпадают. Образуется электрический диполь, который представляет собой систему из разнесенных в пространстве на некоторое расстояние зарядов, небольших по величине и различных по знаку.

Такие молекулы взаимодействуют между собой, образуя так называемые водородные связи за счет электростатического взаимодействия противоположных концов диполей.

Электростатическая составляющая водородной связи порядка 10 кДж/моль, т.е. она значительно менее прочная, чем ковалентная связь О-Н (энергия связи 459 кДж/моль). Вода образует клатраты - соединения включения. Клатраты образуются при включении частиц (ионов, молекул) в регулярные пустоты кристаллической решетки другого вещества без формирования между ними прочных ковалентных связей.

Вода проходит через магнитное поле, создаваемое постоянными магнитами. При этом под воздействием силы Лоренца молекулы воды начинают совершать колебательные движения. Магниты расположены определенным образом, чтобы магнитное поле устройства вызвало резонанс диполей воды. Вызванный таким образом резонанс приводит к отделению молекул воды от микровключений (клатратов)
Так как энергия водородных связей мала, то воздействие магнитного поля разрушает их, и частица, заключенная в кластере воды, освобождается и вступает во взаимодействие с другими частицами примесей, содержащихся в воде, которые являются центрами кристаллизации, так называемые микрокристаллы.

Процесс носит лавинообразный характер - новые ионы кальция прикрепляются к уже высадившемуся кальцию на поверхности микрокристаллов. В этом случае не происходит образования труднорастворимых карбонатов кальция и магния на поверхности нагревательного элемента. Микрокристаллы остаются в толще воды и выносятся потоком воды в дренаж. Более того, ионы кальция из уже выпавшей накипи начинают отрываться и присоединяться ко вновь образованным микрокристаллам. Со временем старая накипь разрыхляется и полностью вымывается с поверхности нагревательных элементов.