Розробка магнітного активатора для захисту електричного водонагрівача від утворення накипу
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.314957Ключові слова:
магнітне поле, арагоніт, вода, накип, магнітний активатор, неодимові магніти, ефективністьАнотація
Стаття присвячена дослідженню та розробці магнітного активатора для запобігання утворенню накипу в електричних водонагрівачах, що є актуальною проблемою в регіонах з жорсткою водою, характерних для Центрального Казахстану. В процесі експлуатації водонагрівачів відкладення солей на нагрівальних елементах призводить до збільшення енергоспоживання та зниження ККД. У розробленому активаторі використовуються потужні неодимові магніти, які змінюють структуру солей жорсткості у воді, запобігаючи їхньому відкладенню у вигляді накипу. Дослідження показали, що використання магнітного активатора дозволяє знизити жорсткість води на 15–20 %, що призводить до значного зменшення утворення накипу. Зокрема, за нормальних умов експлуатації товщина шару накипу може досягати 2–4 мм, але при використанні магнітного активатора цей показник знижується до менш ніж 1 мм. Очищення нагрівальних елементів від накипу не тільки продовжує термін служби водонагрівача, але й знижує витрати на електроенергію. Споживання електроенергії знижується на 10–15 %, оскільки водонагрівачі з меншою кількістю накипу працюють ефективніше, не вимагаючи додаткової енергії для нагріву. У статті також розглядаються конструктивні особливості магнітного активатора, принципи його роботи та результати лабораторних і польових випробувань. Економічний аналіз показав, що установка магнітного активатора окупається протягом 1–2 років за рахунок зниження утворення накипу та витрат на електроенергію. Це робить його привабливим рішенням як для приватних домогосподарств, так і для промислових компаній, які використовують водонагрівачі у своєму виробничому процесі, оскільки запропонований магнітний активатор є ефективним рішенням для захисту водонагрівачів від негативного впливу жорсткої води
Посилання
- Hamdi, R., Tlili, M. M. (2023). Influence of Foreign Salts and Antiscalants on Calcium Carbonate Crystallization. Crystals, 13 (3), 516. https://doi.org/10.3390/cryst13030516
- Tang, C., Godskesen, B., Aktor, H., Rijn, M. van, Kristensen, J. B., Rosshaug, P. S. et al. (2020). Procedure for Calculating the Calcium Carbonate Precipitation Potential (CCPP) in Drinking Water Supply: Importance of Temperature, Ionic Species and Open/Closed System. Water, 13 (1), 42. https://doi.org/10.3390/w13010042
- Matsuura, T., Okazaki, T., Sazawa, K., Hosoki, A., Ueda, A., Kuramitz, H. (2024). Fiber Optic-Based Portable Sensor for Rapid Evaluation and In Situ Real-Time Sensing of Scale Formation in Geothermal Water. Chemosensors, 12 (9), 171. https://doi.org/10.3390/chemosensors12090171
- Yu, X.-L., Wang, B.-B., Xu, Z.-M., Yan, W.-M. (2023). Study on Anti-Scale and Anti-Corrosion of Polydopamine Coating on Metal Surface. Coatings, 13 (2), 306. https://doi.org/10.3390/coatings13020306
- Zhang, Z., Jia, Y., Zhao, J. (2020). Effect of Magnesium Ion Concentration on the Scale Inhibition of Heat Exchanger in Circulating Cooling Water under Alternating Electric Field. Applied Sciences, 10 (16), 5491. https://doi.org/10.3390/app10165491
- Medina-Collana, J. T., Reyna-Mendoza, G. E., Montaño-Pisfil, J. A., Rosales-Huamani, J. A., Franco-Gonzales, E. J., Córdova García, X. (2022). Evaluation of the Performance of the Electrocoagulation Process for the Removal of Water Hardness. Sustainability, 15 (1), 590. https://doi.org/10.3390/su15010590
- He, Z., Zhang, L., Wang, L., Zhang, Q., Luan, L. (2023). Anti-Scale Performance and Mechanism of Valonia Tannin Extract for Calcium Carbonate in Circulating Cooling Water System. Sustainability, 15 (11), 8811. https://doi.org/10.3390/su15118811
- Van, H. T., Nguyen, L. H., Nguyen, V. D., Nguyen, X. H., Nguyen, T. H., Nguyen, T. V. et al. (2019). Characteristics and mechanisms of cadmium adsorption onto biogenic aragonite shells-derived biosorbent: Batch and column studies. Journal of Environmental Management, 241, 535–548. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.09.079
- Morales-Paredes, C. A., Díaz-Regañón, F., Boluda-Botella, N., Saquete, M. D., Morales-Paredes, E. F., Berenguer, R., Rodríguez-Díaz, J. M. (2024). Effect of electromagnetic treatment combined with chlorination on water quality in sea lion recreational pools. Case Studies in Chemical and Environmental Engineering, 10, 100853. https://doi.org/10.1016/j.cscee.2024.100853
- Martínez Moya, S., Boluda Botella, N. (2021). Review of Techniques to Reduce and Prevent Carbonate Scale. Prospecting in Water Treatment by Magnetism and Electromagnetism. Water, 13 (17), 2365. https://doi.org/10.3390/w13172365
- Chang, B., Li, G., Guo, F., Lu, S., Peng, Y., Hou, J. (2024). Research on Carbon Dioxide-Assisted Electrocoagulation Technology for Treatment of Divalent Cations in Water. Water, 16 (12), 1715. https://doi.org/10.3390/w16121715
- Mekhtiyev, A. D., Sarsikeyev, Ye. Zh., Аtyaksheva, A. V., Аtyaksheva, A. D., Gerassimenko, T. S., Alkina, A. D. (2021). Method of Preventing Deposits on the Inner Surface of Circulating Water Pipelines of Ferroalloy Electric Furnace Cooling Systems. Metalurgija, 60 (3-4), 321–324. Available at: https://hrcak.srce.hr/file/372263
- Mehtiev, A. D., Gerasimenko, T. S., Sarsikeev, E. J. (2023). Experimental studies of the influence of magnetic and electromagnetic fields on water hardness. Toraigyrov University Khabarshysy 2023, Energetikalyk Seriesy, 3, 254–264. https://doi.org/10.48081/gzaq7222
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Ali Mekhtiyev, Yermek Sarsikeyev, Tanya Gerassimenko, Aliya Alkina, Ruslan Mekhtiyev, Yelena Neshina, Lalita Kirichenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
