Как понизить напряжение?

Как понизить напряжение с 12 на 5 вольт (резистор, микросхема)

Нужно знать, как понизить напряжение в цепи, чтобы не повредить электрические приборы. Всем известно, что к домам подходит два провода – ноль и фаза. Это называется однофазной сетью. Трехфазная крайне редко используется в частном секторе и многоквартирных домах. Необходимости в ней просто нет, так как вся бытовая техника питается от сети переменного однофазного тока. Но вот в самой технике требуется делать преобразования – понижать переменное напряжение, преобразовывать его в постоянное, изменять амплитуду и прочие характеристики. Именно эти моменты и нужно рассмотреть.

Снижение напряжения с помощью трансформаторов

Самый простой способ – это использовать трансформатор пониженного напряжения, который совершает преобразования. Первичная обмотка содержит большее число витков, чем вторичная. Если есть необходимость снизить напряжение вдвое или втрое, вторичную обмотку можно и не использовать. Первичная обмотка трансформатора используется в качестве индуктивного делителя (если от нее имеются отводы). В бытовой технике используются трансформаторы, со вторичных обмоток которых снимается напряжение 5, 12 или 24 Вольта.

Это наиболее часто используемые значения в современной бытовой технике. 20-30 лет назад большая часть техники питалась напряжением в 9 Вольт. А ламповые телевизоры и усилители требовали наличия постоянного напряжения 150-250 В и переменного для нитей накала 6,3 (некоторые лампы питались от 12,6 В). Поэтому вторичная обмотка трансформаторов содержала такое же количество витков, как и первичная. В современной технике все чаще используются инверторные блоки питания (как на компьютерных БП), в их конструкцию входит трансформатор повышающего типа, он имеет очень маленькие габариты.

Как повышают и понижают напряжение?

Повышение и понижение напряжения осуществляют с помощью трансформаторов.

Трансформатор состоит из двух катушек изолированного провода, намотанных на общий стальной сердечник (рис. 16.4).

На одну катушку (называемую первичной обмоткой) подают переменный ток одного напряжения, а с другой катушки (вторичной обмотки) снимают переменный ток другого напряжения.

Рис. 16.4. Повышающий и понижающий трансформаторы.

Оно сосредоточено в основном внутри стального сердечника, поэтому обе обмотки пронизываются одним и тем же переменным магнитным потоком.

Поэтому вследствие явления электромагнитной индукции в каждом витке каждой обмотки возникает одна и та же ЭДС индукции.

Суммарная ЭДС в каждой из катушек равна сумме ЭДС во всех ее витках, так как витки соединены друг с другом последовательно. Поэтому отношение напряженийина вторичной и первичной обмотках равно отношению числа витков в них:Например, если во вторичной обмотке в 10 раз больше витков, чем в первичной, напряжение во вторичной обмотке будет в 10 раз больше, чем в первичной.

Если напряжение во вторичной обмотке трансформатора больше, чем в первичной, его называют повышающим, а если меньше, то понижающим.

Основными потребителями электроэнергии являются производство и транспорт. На бытовые нужды приходится не более 5-10% всей производимой электроэнергии.

Рис. 16.5. Основные этапы производства, передачи и потребления электроэнергии.

Делитель напряжения на индуктивностях

Индуктивность – это катушка, намотанная медным (как правило) проводом на металлическом или ферромагнитном сердечнике. Трансформатор – это один из видов индуктивности. Если от середины первичной обмотки сделать отвод, то между ним и крайними выводами будет равное напряжение. И оно будет равно половине напряжения питания. Но это в том случае, если сам трансформатор рассчитан на работу именно с таким питающим напряжением.

Но можно использовать несколько катушек (для примера можно взять две), соединить их последовательно и включить в сеть переменного тока. Зная значения индуктивностей, несложно произвести расчет падения на каждой из них:

  1. U(L1) = U1 * (L1 / (L1 + L2)).
  2. U(L2) = U1 * (L2 / (L1 + L2)).

В этих формулах L1 и L2 – индуктивности первой и второй катушек, U1 – напряжение питающей сети в Вольтах, U(L1) и U(L2) – падение напряжения на первой и второй индуктивностях соответственно. Схема такого делителя широко применяется в цепях измерительных устройств.

Как получить 12В из подручных средств

Самый простой способ получить напряжение 12В – это соединить последовательно 8 пальчиковых батареек по 1,5 В.

Или использовать готовую 12В батарейку с маркировкой 23АЕ или 27А, такие используются в пультах дистанционного управления. В ней внутри подборка из маленьких «таблеток», которые вы видите на фото.

Мы рассмотрели набор вариантов для получения 12В в домашних условиях. Каждый из них имеет свои плюсы и минусы, различную степень эффективности, надежности и КПД. Какой вариант лучше использовать, вы должны выбрать самостоятельно исходя из возможностей и потребностей.

Также стоит отметить, что мы не рассмотрели один из вариантов. Получить 12 вольт можно и от блока питания для компьютера формата ATX. Для его запуска без ПК нужно замкнуть зеленый провод на любой из черных. 12 вольт находятся на желтом проводе. Обычно мощность 12В линии несколько сотен Ватт и ток в десятки Ампер.

Делитель на конденсаторах

Очень популярная схема, используется для снижения значения питающей сети переменного тока. Применять ее в цепях постоянного тока нельзя, так как конденсатор, по теореме Кирхгофа, в цепи постоянного тока – это разрыв. Другими словами, ток по нему протекать не будет. Но зато при работе в цепи переменного тока конденсатор обладает реактивным сопротивлением, которое и способно погасить напряжение. Схема делителя похожа на ту, которая была описана выше, но вместо индуктивностей используются конденсаторы. Расчет производится по следующим формулам:

  1. Реактивное сопротивление конденсатора: Х(С) = 1 / (2 * 3,14 *f * C).
  2. Падение напряжения на С1: U(C1) = (C2 * U) / (C1 + C2).
  3. Падение напряжения на С2: U(C1) = (C1 * U) / (C1 + C2).

Здесь С1 и С2 – емкости конденсаторов, U – напряжение в питающей сети, f – частота тока.

Закон Ома при понижении напряжения

Собственно был такой дядька Георг Ом, который изучал протекание тока в цепи. Производил измерения, делал определенные выводы и заключения. Итогами его работы стала формула Ома, как говорят закон Ома. Закон описывает зависимость падения напряжения, тока от сопротивления. Сам закон весьма понятен и схож с представлением таких физических событий как протекание жидкости по трубопроводу. Где жидкость, а вернее ее расход это ток, а ее давление это напряжение. Ну и само собой любые изменения сечения или препятствия в трубе для потока, это будет сопротивлением. Итого получается, что сопротивление «душит» давление, когда из трубы под давлением, могут просто капать капли, и тут же падает и расход. Давление и расход величины весьма зависящие друг от друга, как ток и напряжение. В общем если все записать формулой, то получается так:

R=U/I; То есть давление (U) прямо пропорционально сопротивлению в трубе (R), но если расход (I) будет большой, то значит сопротивления как такового нет… И увеличенный расход должен показывать на пониженное сопротивление.

Весьма туманно, но объективно! Осталось сказать, что закон то этот впрочем, был получен эмпирическим путем, то есть окончательные факторы его изменения весьма не определены. Теперь вооружившись теоретическими знаниями, продолжим наш путь в познании того, как же снизить нам напряжение.

Читайте также:
Лучшая огнезащитная краска – как выбрать лучшее покрытие для деревянных и металлических изделий

Делитель на резисторах

Схема во многом похожа на предыдущие, но используются постоянные резисторы. Методика расчета такого делителя немного отличается от приведенных выше. Использоваться схема может как в цепях переменного, так и постоянного тока. Можно сказать, что она универсальная. С ее помощью можно собрать понижающий преобразователь напряжения. Расчет падения на каждом резисторе производится по следующим формулам:

  1. U(R1) = (R1 * U) / (R1 + R2).
  2. U(R2) = (R2 * U) / (R1 + R2).

Нужно отметить один нюанс: величина сопротивления нагрузки должна быть на 1-2 порядка меньше, чем у делительных резисторов. В противном случае точность расчета будет очень грубая.

Единица измерения сопротивления резистора

В Международной системе единиц (СИ) сопротивление измеряется в омах – единице измерения, названной так в честь физика Георга Ома, который также открыл знаменитый закон для электрической цепи. Международное обозначение выглядит так: Ω. Физический смысл этой единицы заключается в следующем:

Сопротивление проводника равно 1 Ом при силе тока, равной 1 А, и напряжении на концах проводников, равном 1 В.

Оно может быть измерено с помощью прибора, называющегося омметр.

Для справки. В системе СГС сопротивление не имеет определённого названия, но в её расширениях используются статом (1 statΩ; рассчитываетсся как ток 1 статампер разделить на напряжение 1 статвольт) и абом (1 abΩ = 1*10 -9 Ом, наноом; его расчёт – ток 1 абампер разделить на напряжение величиной 1 абвольт). Размерность этой величины в СГСЭ и гауссовой системе равна TL −1 , в СГСМ — LT −1 . Обратная величина – электропроводность, её единица измерения – сименс (См), статсименс или абсименс для разных систем соотвественно.

Существует большое разнообразие резисторов с широкой линейкой стандартных величин сопротивления. Рассмотрим соотношение этих номиналов и различные приставки, использующиеся для их обозначения.

Приставка кило- (килоом):

1 КОм равен 1000 Ом

Приставка мега- (мегаом):

1 МОм соответствует 1000 КОм или 1 000 000 Ом

Часто показатели резисторов наносятся непосредственно на их корпус. Это очень удобно. Рассмотрим обозначение их номиналов более подробно.

Номинал резистора – это то же самое, что его сопротивление. Раньше резисторы были достаточно крупными, поэтому все значения прописывались целиком на их корпусах с использованием обычных букв. Помимо сопротивления на резисторе могли указать ещё и класс точности или мощность рассеивания.

Сопротивление – основная характеристика резистора. О том, что оно из себя представляет и как рассчитывается, было рассказано выше, поэтому сейчас подробнее остановимся на особенностях их обозначений.

Для простановки значения, не привышающего 1КОм после цифры, обозначающей величину сопротивления, ставится R (или величина указывается совсем без буквы). На резисторах, выпускавшихся давно, можно встретить слово Ом. Позже принятая маркировка изменилась, теперь она используется в формате:

Практическая схема блока питания: трансформатор

Для выбора питающего трансформатора вам потребуется знать несколько основных данных:

  1. Мощность потребителей, которые нужно подключать.
  2. Значение напряжения питающей сети.
  3. Значение необходимого напряжения во вторичной обмотке.

Чтобы рассчитать число витков в первичной обмотке, вам нужно 50 разделить на площадь сечения сердечника. Сечение вычисляется по формуле:

А мощность Р1 = Р2 / КПД. Коэффициент полезного действия трансформатора никогда не будет более 0,8 (или 80%). Поэтому при расчете берется максимальное значение – 0,8.

Мощность во вторичной обмотке:

Эти данные известны по умолчанию, поэтому произвести расчет не составит труда. Вот как понизить напряжение до 12 вольт, используя трансформатор. Но это не все: бытовая техника питается постоянным током, а на выходе вторичной обмотки — переменный. Потребуется совершить еще несколько преобразований.

Как понизить напряжение: способы и приборы

Нужно знать, как понизить напряжение в цепи, чтобы не повредить электрические приборы. Всем известно, что к домам подходит два провода – ноль и фаза. Это называется однофазной сетью. Трехфазная крайне редко используется в частном секторе и многоквартирных домах. Необходимости в ней просто нет, так как вся бытовая техника питается от сети переменного однофазного тока. Но вот в самой технике требуется делать преобразования – понижать переменное напряжение, преобразовывать его в постоянное, изменять амплитуду и прочие характеристики. Именно эти моменты и нужно рассмотреть.

Схема блока питания: выпрямитель и фильтр

Далее идет преобразование переменного тока в постоянный. Для этого используются полупроводниковые диоды или сборки. Самый простой тип выпрямителя состоит из одного диода. Называется он однополупериодный. Но максимальное распространение получила мостовая схема, которая позволяет не просто выпрямить переменный ток, но и избавиться максимально от пульсаций. Но такая схема преобразователя все равно неполная, так как от переменной составляющей одними полупроводниковыми диодами не избавиться. А понижающие трансформаторы напряжения 220 В способны преобразовать переменное напряжение в такое же по частоте, но с меньшим значением.

Электролитические конденсаторы используются в блоках питания в качестве фильтров. По теореме Кирхгофа, такой конденсатор в цепи переменного тока является проводником, а при работе с постоянным — разрывом. Поэтому постоянная составляющая будет протекать беспрепятственно, а переменная замкнется сама на себя, следовательно, не пройдет дальше этого фильтра. Простота и надежность – это именно то, что характеризует такие фильтры. Также могут применяться сопротивления и индуктивности для сглаживания пульсаций. Подобные конструкции используются даже в автомобильных генераторах.

Стабилизация напряжения

Вы узнали, как понизить напряжение до нужного уровня. Теперь его нужно стабилизировать. Для этого используются специальные приборы – стабилитроны, которые изготовлены из полупроводниковых компонентов. Они устанавливаются на выходе блока питания постоянного тока. Принцип работы заключается в том, что полупроводник способен пропустить определенное напряжение, излишек преобразуется в тепло и отдается посредством радиатора в атмосферу. Другими словами, если на выходе БП 15 вольт, а установлен стабилизатор на 12 В, то он пропустит именно столько, сколько нужно. А разница в 3 В пойдет на нагрев элемента (закон сохранения энергии действует).

Читайте также:
Как обшить веранду снаружи

Виды фильтров для смягчения жесткой воды из скважины и их правильный выбор

Загородные дома, дачные участки часто располагаются в местах, не имеющих централизованных коммуникаций. Поэтому для постоянного снабжения водой нужна скважина.

Часто оказывается, что вода в данной местности обладает повышенной жесткостью. Только фильтры позволяют сделать ее пригодной для использования.

Влияние повышенной жесткости жидкости

Жесткая вода не рекомендуется к применению, как для хозяйственных, так и для бытовых целей.

Ее негативное действие многогранно:

  • При поливе приусадебного участка жесткость приводит к засолению почвы.
  • На воднонагревательных приборах образуется накипь, которая быстро выводит оборудование из строя.
  • Жесткая вода неприятна на вкус. Она ухудшает качество напитков (чая, кофе), других блюд.
  • При пользовании твердым мылом, жидкими моющими средствами в растворе образуются хлопья.
  • Попадание солей жесткости в организм может приводить к болезням почек, суставов, сердечно-сосудистой системы.

Привести в норму воду с повышенной жесткостью из скважин можно с помощью специальных фильтров, предназначенных для нормализации солевого состава.

Анализ и классификация

В домашних условиях несложно получить представление о качестве воды:

  • Прежде всего, рекомендуется заварить чай и внимательно его рассмотреть. Если напиток получился мутным, окраска не яркая, аромат плохо чувствуется, значит — вода имеет плохое качество.
  • Можно попробовать постирать. Если в емкости образовались нерастворимые хлопья, раствор не пенится, значит — в воде содержится избыток жестких солей.
    Получение точного результата возможно после анализа в лаборатории. Услугу предоставляют санитарные станции, компании водоснабжения.

При кипячении выпадают в осадок кислые соли угольной кислоты (гидрокарбонаты) и кальциевых, магниевых катионов.

При нагревании до температуры кипения не выпадают в осадок следующие соли кальция и магния:

  • сульфатные,
  • хлоридные,
  • силикатные,
  • нитратные,
  • фосфатные.

Для оценки эффективности важно иметь представление об используемых единицах жесткости. Согласно ГОСту от 2014 года жесткость измеряют в условных единицах – градусах (°Ж).

Одна такая единица равна концентрации солей 0,5 моля в мг/дм3 (г/м3), что равно 1 мг-экв/л. Таким образом, 1°Ж составляет ½ ммоль/л.

Согласно нормативам СанПиН с учетом изменений от 2018 года максимально приемлемая концентрация в питьевой воде составляет 7 мг-экв./л. В некоторых регионах при наличии разрешения органов санитарного контроля допускается максимум 10 мг-экв./л.

Виды фильтрационных систем для очистки и смягчения

Для уменьшения концентрации солей жесткости используются давно известные и инновационные технологии.

Фильтры отличаются:

  1. размерами,
  2. стоимостью,
  3. способами регенерации.

Ионообменники

Материалы представляют собой полимерные гранулы, насыщенные ионами натрия. При пропускании потока воды через колонку с ионообменными смолами происходит обмен катионами.

В результате образуются соли угольной кислоты с натриевыми катионами, хорошо растворимыми в воде.

После того, как возможности ионообменника исчерпываются его можно регенерировать насыщением специальным раствором. Процедуру восстановления повторяют несколько раз, затем смолу полностью заменяют на новую.

Недостатки процесса заключаются в том, что резервуар со смолой занимает место.

Полученная вода насыщается ионами натрия, что следует учитывать в каждодневном рационе.

Мембраны

В современных фильтрах применяется мембранный переход чистой воды в отдельную зону благодаря обратному осмосу. Системы стоят дороже, чем агрегаты с ионообменными смолами, обеспечивают фильтрацию от всех соединений, в том числе солей жесткости.

Для получения продукта, пригодного для употребления дополнительно устанавливают минерализатор.

Магнит

Способ умягчения воды магнитным полем сейчас широко рекламируется. Однако, эффективность его относительна.

Под действием магнитного поля, поставляемого насадками или с помощью электричества, изменяется растворимость солей вообще, жесткости в частности. После обработки магнитом они не так быстро образуют осадок при нагревании воды, что важно для замкнутых контуров.

Для остальных целей такая очистка мало эффективна, соли не удаляются, не преобразуются в другие безвредные соединения, а только немного медленнее оседают. Для удаления выпавшего осадка потребуются дополнительное фильтрование.

Полифосфатная обработка

Добавления полифосфата в жесткую воду при концентрации солей до 7 мг-экв./л приводит к увеличению их растворимости. Положительный эффект должен обеспечивать благополучную продолжительную работу водонагревательной техники.

На практике выясняется, что при протекании холодной воды из скважины достаточного умягчения не происходит.

Поэтому такой метод воздействия на жесткую воду не находит признания у владельцев загородных домов, о чем свидетельствуют многочисленные отзывы.

Рейтинг моделей и производителей систем для умягчения жидкости

Растущая информированность населения о важности качества используемой воды приводит к росту спроса на системы очистки для городских квартир и загородных домов.

Анализ впечатлений потребителей позволяет составить рейтинг наиболее востребованных моделей.

Аквафор Кристалл Н

Фильтрующий комплекс для разноплановой очистки водного потока предназначен для применения в квартирах и загородных домах.

Он позволяет удалять:

  • соли жесткости;
  • нефтепродукты;
  • пестициды;
  • тяжелые металлы;
  • хлорсодержащие соединения.

Устройство включает в себя три колбы с картриджами, позволяет привести в нормальное состояние 6000 л воды со средней концентрацией солей жесткости (5 мг-экв/литр). Работает со скоростью 2 л в минуту.

Если фильтр применять для очень жесткой воды из скважины, то смягчающий картридж потребует регенерации досрочно через 2 или 4 недели, а затем может перестать функционировать.

Полная цена фильтра в Москве приближается к 3000 рублей, один картридже стоит гораздо меньше, около 700 рублей, что делает замену необременительной для бюджета.

Гейзер Стандарт

Картриджный фильтр из трех блоков предназначен для работы с проточной водой.

  • ржавчину;
  • песок;
  • тяжелые металлы;
  • органические вещества.

Патрон с ионообменной смолой пищевой степени очистки успешно поглощает соли жесткости из воды со средней минерализацией.

Комплекс работает со скоростью 3 л/мин, При соблюдении рекомендаций к применению замена картриджей требуется только один раз в год. Цена фильтра немного превышает 2 тысячи рублей.

Аквафор ОСМО 50 исполнение 5

Фильтрующий агрегат состоит из нескольких блоков на консоли и накопительного бака.

Комплекс состоит из:

  • картриджа для механического отделения примесей;
  • поглотителя;
  • умягчителя;
  • системы с обратным осмосом, которая обеспечивает ультратонкую очистку.
Читайте также:
Классификация отделочных работ при ремонте

Устройство удаляет:

  • грубые примеси;
  • соли жесткости;
  • все опасные вещества.

Скорость работы 7,8 литров в течение 1 часа.

Картриджи механического фильтрования требуют промывания через 3 месяца, модули глубокой очистки нужно менять через полгода интенсивного использования, а картридж обратного осмоса может без смены прослужить 1,5 и даже 2 года.

Цена на фильтрующий комплекс с накопительным баком превышает 7000 рублей.

Умягчитель Fibos

По отзывам многих пользователей, этот одномодульный фильтр демонстрирует эффективное смягчающее действие. Устройство работает согласно химическому принципу действия, обеспечивает очистку потока со скоростью, приближающейся к 17 л/мин.

В течение часа такая модель может очищать до 1000 литров. В продаже имеются более мощные модификации с производительностью до 3000 л/мин.

Компактная металлическая колба легко устанавливается, имеет в нижней части корпуса вентиль для удаления накопившихся примесей. При условии регулярного ухода, промывания пространства для грязи, фильтр гарантированно прослужит долгое время.

Цена моделей со средней производительностью равна 6000 рублей, с повышенной мощностью – 9000 рублей.

Барьер Expert Hard

Комплекс из трех модулей, закрепленных на консоли, проводит очистку потока от механических частиц с размерами до 5 мкм, а также солей жесткости и других вредных компонентов.

Устройство выгодно отличается от аналогов простотой замены картриджа и возможностью избежать слишком большого умягчения, при необходимости пропуская поток вокруг наполнителя в картридже.

Блок можно установить в любом удобном месте, например под раковиной. Монтаж выполняется просто, операция доступна домашним умельцам. Ресурс фильтровальных модулей составляет 10000 л, скорость равна 2 л/мин. Цена комплекса приближается к 4000 рублей.

Особенности подбора для частного дома

Если вода на загородном участке имеет повышенную жесткость, ее употреблять в исходном виде однозначно не стоит.

При не очень высокой степени механической загрязненности достаточными будут возможности обычного фильтра грубой очистки. После него следует установить колонку с ионообменной смолой или фильтр, использующий систему обратного осмоса.

При желании в частном доме можно установить накопительную емкость, в ней делать запас очищенной воды на будущее.

Полезное видео

Смотрите интересный видеоматериал, в котором рассказано как своими руками сделать умягчитель для жесткой воды из скважины.

Заключение

Современные фильтрующие системы могут нормализовать жесткую воду из скважин практически в любой местности. Агрегаты будут работать эффективно на протяжении указанного периода времени. Нарушение условия работы фильтра приведет к понижению эффективности очистки.

Как убрать или уменьшить жесткость воды из скважины

Химический состав воды из скважин часто не соответствует нормам. Повышенное содержание растворенных солей кальция, магния и железа делает ее жесткой. При использовании такой жидкости появляется накипь на нагревательных приборах, ухудшается состояние кожи. Жесткая вода в скважине пригодна для полива, но в остальных случаях ее следует умягчить. Привести показатель в норму помогут фильтры.

  1. Химический состав жесткой воды
  2. Виды жесткости
  3. Причины появления примесей
  4. Вред от жесткой воды
  5. Способы умягчения
  6. Термические методы (заморозка и кипячение)
  7. Химические реагенты
  8. Промышленные фильтры
  9. Ионообменный
  10. Обратный осмос
  11. Магнитный фильтр
  12. Электромагнит

Химический состав жесткой воды

Избыток солей кальция в воде может нанести вред не только здоровью, но и бытовой технике

Высокая концентрация солей щелочноземельных металлов делает воду жесткой. В ней могут находиться карбонаты, сульфаты, хлориды магния и кальция, минеральные взвеси. Количество примесей зависит от типа почвы. По степени жесткости жидкость бывает трех видов:

  • мягкая – до 2°Ж;
  • средней жесткости – 2-10°Ж;
  • жесткая – от 10°Ж.

Показатель оценивает концентрацию частиц кальция и магния в воде. При значении выше 7°Ж жидкость приобретает горький привкус, ее нельзя пить.

Виды жесткости

В зависимости от химического состава растворенных примесей выделяют два вида жесткости:

  • Временная – создается присутствием гидрокарбонатов кальция и магния. Проблема решается кипячением, при нагревании соли распадаются.
  • Постоянная или статическая – возникает от растворенных фосфатов, хлоридов, сульфатов. Ее не убрать кипячением, потребуется умягчать жидкость специальным фильтром.

Более 90% случаев при химическом анализе в скважинах и колодцах жидкость оказывается с временной жесткостью.

Причины появления примесей

Влага минерализуется, проходя через слои почвы. Если в регионе залежи известняка, доломита или гипса, жидкость получает множество примесей. В неглубоких колодцах их концентрация меняется несколько раз в год. Весной во время паводка и осенью в сезон дождей она снижается до минимального уровня. В жару при падении уровня жидкости в колодце концентрация солей увеличивается. В артезианской скважине показатель стабилен. Мягкую воду дают скважины на песке, самый высокий уровень примесей в источниках на известковой почве.

Вред от жесткой воды

Наглядный пример отрицательного влияния жесткой воды

Примеси солей оказывают негативное воздействие на здоровье человека, состояние тканей и бытовой техники. Их присутствие в жидкости можно определить по нескольким признакам:

  • появление накипи на металлической посуде, нагревательных приборах;
  • высокий расход моющих средств;
  • грубая структура ткани после стирки;
  • сухая кожа и волосы, появление раздражений или дерматита, перхоти, зуда;
  • неприятный привкус;
  • зарастание трубопровода.

Учитывая масштабы негативных последствий, установка фильтров для умягчения воды из скважины в частном доме становится жизненной необходимостью. Для определения количества примесей проводят домашние тесты или сдают пробу в лабораторию.

Способы умягчения

Смягчение жидкости из автономного источника или водопровода осуществляется несколькими способами:

Термические методы (заморозка и кипячение)

Появление накипи на нагревательном элементе чайника и его стенках после кипячения жесткой воды

Чтобы убрать жесткость воды из скважин используют термический способ. После кипячения гидрокарбонаты распадаются. На стенках посуды остается осадок, но жидкость становится мягче. Это простой способ для бытового использования. Одновременно он позволяется избавиться от опасных бактерий и микроорганизмов.

Заморозка также способствует уменьшению концентрации солей. Образование льда происходит постепенно, жидкость, которая осталась вокруг него, будет иметь много примесей. Ее нужно слить. После оттаивания получится мягкая влага. Оба метода позволяют очистить ограниченный объем потребляемой жидкости.

Химические реагенты

Для смягчения воды применяют химические добавки в виде таблеток, порошков, концентратов. Их закладывают в стиральные машины, посудомоечную технику. При растворении реагенты умягчают жидкость. В питьевую воду их не добавляют. Для этих целей используют доступные средства: соду, уксус, лимонную кислоту. Пищевую соду добавляют при готовке из расчета 1 ч.л. на 3 литра воды. Подкисленную жидкость рекомендуется использовать для мытья головы, устранения накипи. Все химические вещества применяются в строгой дозировке.

Читайте также:
Летний домик своими руками: пошаговые мастер-классы с фото

Промышленные фильтры

Наиболее действенный способ уменьшить жесткость воды из скважин – установка фильтров. В загородном доме или даче, где минимум бытовой техники, достаточно купить фильтр-кувшин. Снижение концентрации солей происходит при прохождении через картридж. Внутри него засыпка из цеолита, ионообменной смолы и активированного угля. Замена картриджа происходит через 30-40 дней. Популярные производители кувшинных фильтров: «Аквафор», «Барьер», «Гейзер», «Brita».

Ионообменный

Установки представляют собой колонны или пластиковые емкости с ионообменной смолой. Они позволяют убирать из жидкости ионы кальция и магния, заменяя их ионами натрия. Оборудование устанавливается на трубопровод перед бытовыми приборами и предотвращает появление накипи. Также ионообменные фильтры являются частью водоподготовки. После них обязательно размещают картриджи с активированным углем. Установки различаются производительностью и величиной ресурса. Фильтрующая смола нуждается в замене. В колоннах ее периодически регенерируют, в небольших колбах меняют картриджи.

Обратный осмос

Фильтр обратного осмоса

Лучшим фильтром для смягчения жесткой воды из скважины и улучшения остальных параметров считается система обратного осмоса. Она рассчитана на установку в водопровод под давлением. Система состоит из нескольких фильтрующих элементов, удаляющих механические, органические, минеральные примеси и соли жесткости. Основное очищение достигается после прохождения через обратноосмотическую мембрану. Существенный минус установки – высокая цена. Среди производителей выделяют компании: Atoll, Барьер, Гейзер.

Магнитный фильтр

Магнитный фильтр для воды

Смягчитель представляет собой магнит, врезаемый в магистраль. Проходя через фильтр, соли металлов выпадают в осадок из-за возникновения новых центров кристаллизации. Компактное оборудование устанавливают на любом участке трубы. Для соединения используется резьба. Использование магнита актуально в системах горячего и холодного водоснабжения, отопления, перед насосами. Преобразователи без химических реагентов исключают появление накипи в стиральной и посудомоечной машине.

Электромагнит

Одним из умягчающих средств является электромагнитная установка. Прибор контролируется микропроцессором. Работает от электричества. Излучаемые им электромагнитные волны разрушают соли металлов в потоке и отложившийся осадок. Рыхлые примеси вымываются водой. Устройство дорогостоящее, но оно функционирует несколько лет, не требуя затрат на обслуживание.

Очистка воды из автономного источника делает жидкость вкусной и полезной. Умягчитель в системе фильтрации снижает вредное воздействие примесей на бытовую технику и приборы отопления. Удаление солей металлов благоприятно сказывается на здоровье и внешнем виде людей, сокращает расходы на моющие средства.

Умягчение воды из скважины: как определить жесткость и способы смягчения воды

  • Что такое жесткая вода
  • Типы жесткой воды
  • Способы определения жесткости воды
  • Косвенные признаки
  • Домашние тесты
  • Способы смягчения жесткой воды
  • Устранение жесткости кипячением
  • Заморозка
  • Обработка химическими и пищевыми реагентами
  • Снижение жесткости фильтрующими системами

В жесткой воде содержится много солей, поэтому она вредна для здоровья. В результате ее использования в быту на нагревательных элементах техники образуется накипь. Моющие вещества при добавлении в такую жидкость плохо пенятся, поэтому владельцы частных домов для предотвращения таких проблем выполняют умягчение воды из скважины.

Жесткая вода может навредить не только бытовым приборам и сантехнике, но и здоровью человека.

Что такое жесткая вода

Жесткой специалисты называют жидкость, в которой содержится много солей. Магний и кальций находятся в ней в виде сульфатов, иногда бывают в форме гидрокарбонатов. Встречаются элементы и в виде хлоридов. О повышенной жесткости свидетельствует горький вкус. Внешне на высокие показатели указывает образующийся на дне чайника и на водонагревательных элементах осадок.

Владельцы участков часто думают, что выходом из положения станет бурение артезианской скважины. Но даже поднятая из глубин вода — не гарантия того, что жесткость будет нормальной.

Жидкость лишь не загрязнена поверхностными стоками и отходами сельскохозяйственной деятельности, но на мягкость это не влияет.

Показатель зависит от того, через какие почвенные горизонты проходит ресурс. В песчаных слоях жидкость самая мягкая, а в известняковом горизонте — наиболее жесткая. Содержание солей также повышается при прохождении воды через доломитовые и гипсовые залежи.

Типы жесткой воды

В зависимости от того, какие вещества преобладают в жидкости, выделяют жесткость следующих типов:

  • временную;
  • постоянную.

Если в растворе обнаруживаются сульфаты и хлориды, можно говорить о постоянной жесткости. Эти соли не выпадают в осадок. Даже после того, как вода прокипит 3-5 минут, показатель жесткости не изменится. Чтобы снизить концентрацию солей, прибегают к разным способам кондиционирования.

О временной жесткости можно говорить, когда в воде содержатся гидрокарбонаты. Так бывает в 95% случаев, но избавиться от соединений намного легче. Достаточно прибегнуть к кипячению.

Способы определения жесткости воды

Концентрацию солей снижают только после того, как убедятся, что в этом есть необходимость.

Определить жесткость можно в:

  • домашних условиях;
  • лаборатории.

Определение жесткости воды тест-полосками.

Проводя анализ дома, используют тест-полоски. Их окунают в воду, в результате чего они меняют свой цвет. Можно применить и кондуктометр: прибор позволяет определить электропроводность воды.

Можно обратиться в лабораторию. Специалисты возьмут пробу, изучат состав жидкости и дадут заключение о качестве. Получив на руки результат анализа, будет легко выбрать требуемое оборудование.

Часто оказывается, что вода не только жесткая, но и содержит примеси. Могут отклоняться от нормы и другие показатели.

Косвенные признаки

Косвенными признаками высокой жесткости воды можно назвать следующие:

  1. После стирки ткань становится грубой, на высохшей одежде видны белые разводы.
  2. Плохо пенится моющее средство. Эффективность снижается из-за того, что магний и кальций вступают в химическую реакцию с порошком.
  3. Если налить жидкость и отстаивать ее несколько дней, на дне емкости образуется белый осадок.
  4. После умывания кожа стянутая, сухая. Это происходит из-за того, что соли растворяют жировую пленку, которой покрыта кожа лица.
  5. Волосы после мытья головы тусклые, ломкие.
  6. На нагревательном элементе в чайнике образуется белая накипь. Она оседает внутри кастрюль.
  7. Блестящая поверхность смесителя после высыхания капель покрывается белым налетом.

Мыло станет помощником в определении степени жесткости.

При наличии одного или нескольких признаков, заказывают анализ жидкости из скважины. Систему фильтрации и другое дорогостоящее оборудование не устанавливают, пока не сделаны лабораторные анализы. Не стоит принимать решение о монтаже фильтров только на основе косвенных признаков.

Читайте также:
Как провести свет в сарай из частного дома

Домашние тесты

Их можно назвать самым доступным способом проверки.

  • использование проявителя;
  • применение полоски-индикатора.

Для проведения первого опыта наливают немного воды в емкость. Проявляющее вещество добавляют по каплям, цвет жидкости при этом начинает меняться. Чем больше потребовалось проявителя, тем выше жесткость. Метод используют для проверки содержимого аквариумов, но он пригоден и для тестирования колодезной воды.

При проведении второго опыта полоску-индикатор опускают в воду. Когда тестер изменит свой цвет, его достают, а затем сравнивают со шкалой, которая входит в комплект. Такой способ измерения имеет небольшую погрешностью. В процессе определяется, какие соли содержатся в жидкости, их концентрация.

Способы смягчения жесткой воды

Снизить концентрацию солей можно несколькими способами, среди них наиболее эффективными являются:

  • применение смягчителей;
  • добавление смягчающих средств;
  • обратный осмос.

Для снижения жесткости применяют смягчители, их устанавливают на внешней части водопровода. В основе этого метода лежит сила магнитного поля, которое притягивает ионы солей. Но есть недостаток — в результате влияния магнита в трубе образуются рыхлые отложения.

Устранение жесткости кипячением

Самым простым способом смягчения воды является кипячение.

Кипячение является самым простым способом снижения жесткости. Нагрев воды до +100°С заставляет карбонаты и сульфаты распадаться, соединения выпадают в виде осадка.

Для их удаления воду после кипячения отстаивают несколько часов. Чтобы долго не ждать, ее пропускают через фильтры.

Жидкость после кипячения становится мягкой, но на нагревательных элементах бытовых приборов образуется накипь. Если ее не удалять, бытовая техника выйдет из строя.

Кипячение подходит при заготовке воды для питья и приготовления пищи, а для бытового использования такой способ нерационален.

Это отнимает много времени и увеличивает расход электрической энергии.

Заморозка

Для смягчения воды часто используют заморозку. Изменение жесткости происходит постепенно, а структура жидкости не меняется.

Процесс заморозки в бытовых условиях выглядит следующим образом. Сначала воду наливают в емкость, ставят в морозилку. Когда замерзнет 75% жидкости, пробивают лед, сливают воду со дна кастрюли. Такой способ позволяет удалить все вредные соединения.

Лед тает, получается талая вода. Ее используют для приготовления еды, полива растений. В ней можно стирать вещи, сшитые из деликатных тканей.

Замораживание как способ смягчения воды.

Обработка химическими и пищевыми реагентами

Реагенты воздействуют на примеси, в результате образуется осадочная масса.

Для того чтобы убрать жесткость, используют следующие вещества:

  1. Пищевая сода. Она снижает кислотность, уменьшает концентрацию солей.
  2. Кальцинированная сода. Используют, если нужно умягчить воду для хозяйственных нужд. Для пищевых целей этот реагент не применяют.
  3. Уксусная кислота, лимонный сок и кислота. Эти пищевые добавки относятся к натуральным, они окисляют и смягчают жидкость. Средства используют, когда нужно убрать накипь на посуде, при ополаскивании волос.
  4. Синтетические реагенты.

Применение реагентов отличается эффективностью, но способ имеет ряд недостатков. Добавляя вещества, нужно знать точную дозировку. Реагенты необходимо хранить в закрытом помещении при низкой влажности.

Использование химических веществ для умягчения воды.

Снижение жесткости фильтрующими системами

Снизить жесткость можно, используя системы фильтрации. Чаще всего приобретают бытовые фильтры, но для очистки жидкости для хозяйственных нужд, когда нужны большие объемы, лучше приобрести профессиональные системы.

Фильтры-кувшины покупают, чтобы смягчить воду из колодца. Прибор представляет собой кувшин из пластика, в нижней части которого установлен угольный картридж. Кувшин мобильный, поэтому его удобно брать с собой на дачу. За 1 раз можно очистить от 1 до 4 л жидкости. Проходя через картридж, она становится более мягкой и вкусной. Менять фильтр нужно не реже 1 раза в 2 месяца.

Хорошо себя зарекомендовали ионообменные умягчители. Такое устройство состоит из 2 резервуаров. В одном из них находится смола, а в другом содержится солевой раствор. Когда вода проходит через первую емкость, происходит ее очищение от ионов магния, железа и кальция. При просачивании сквозь второй резервуар — насыщение натрием.

К смягчающим средствам относятся разные вещества.

  • таблетках;
  • порошках;
  • жидких формах.

Эти средства добавляют в посудомойки и стиральные машины.

Обратный осмос представляет собой систему очистки бытового назначения. Прибор состоит из нескольких картриджей, дополненных фильтрами и мембраной. Есть бак, в который набирается очищенная вода. Систему монтируют под раковиной.

В процессе из жидкости удаляются не только соли, но и хлор, частички ржавчины и песка.

Проходя через фильтры, вода на 98% избавляется от примесей, приближаясь по своим показателям к талой. Но и полезных солей после очистки остается мало, поэтому систему дополняет картриджами, которые минерализуют и восстанавливают структуру воды.

Система обратного осмоса состоит из нескольких элементов, поэтому считается дорогостоящей. При выборе такого варианта очистки нужно учитывать, что 70% жидкости будет слито в канализацию. Это повлечет за собой дополнительные расходы.

Схема работы обратного осмоса.

Для того чтобы система работала правильно, давление в водопроводной сети должно быть не менее 3-3,5 атмосфер. Если оно не нагнетается, монтируют фильтр со специальным насосом.

Снижение жесткости воды: способы и методы снижения жесткости в загородном доме

  • Описание проблемы
  • Снижение жесткости воды с помощью нагрева (кипячения)
  • Преимущества и недостатки мембранных фильтров
  • Применение реагентного способа снижения жесткости воды
  • Ионообменный способ
  • Обработка электромагнитными волнами

Описание проблемы

Специалисты разделяют понятие жесткости воды следующим образом:

  • Карбонатные компоненты создают временную жесткость. При кипячении воды соли магния, кальция и некоторых других веществ преобразуются из растворенного в твердое состояние.
  • Некоторые химические соединения не выпадают в осадок после подобной обработки. Они определяют параметры постоянной жесткости.

Для решения поставленной задачи надо рассмотреть именно карбонатную жесткость. Твердые микроскопические частицы, образующиеся при нагреве, соединяются в единую пористую структуру. Они присоединяются к стенкам труб и наружным поверхностям нагревательных элементов. Именно такие процессы постепенно нарушают работоспособность техники, инженерных систем в целом.

Снижение жесткости воды с помощью нагрева (кипячения)

Суть первого метода понятна из общего описания временной жесткости. Самые опасные составляющие, соли кальция и магния, образуют накипь уже при +40°C. Этот процесс слишком медленный, поэтому применяют нагрев или кипячение, температуры около +100°C.

Такие решения используют в корабельных и муниципальных опреснительных установках:

  • В первом случае – необходимо обеспечить питьевой водой экипаж в ходе длительного плавания. Оперативная очистка экономически выгоднее по сравнению с перевозкой больших запасов жидкости.
  • Второй пример также основан на практической целесообразности. Городские комплексы опреснения применяют, если нет артезианских или других источников. Для экономичной работы используют избыточное тепло атомных электростанций.
Читайте также:
Минераловатный и экструдированный утеплитель Технониколь для стен, пола, кровли и фасада

Понятно, что в бытовых условиях, снижение жесткости воды таким способом не выгодно. Даже при использовании условно бесплатного источника энергии (солнечных батарей) возникнут дополнительные расходы при механическом удалении твердого налета. Процесс кипячения сопровождается выделением пара, бесполезным нагревом окружающей среды. Следует отметить его избыточную длительность.

Посмотрев данное видео, Вы сможете самостоятельно снизить жесткость воды с помощью подручных средств.

Преимущества и недостатки мембранных фильтров

Эта группа способов и методов основана на принципах обратного осмоса. Суть работы фильтра обратного осмоса в данном случае не важна. Но надо знать о том, что главную функцию выполняет специальная мембрана. В ней созданы микроскопические отверстия, лишь немногим больше молекул воды. Через них не способны проникать соли жесткости, другие крупные химические соединения, биологические объекты.

Уровень очистки в данном случае очень высок. Многие специалисты, занимающиеся вопросами здорового питания, считают его избыточным. По этой причине установки обратного осмоса часто дополняют специальными блоками. Они наполняют жидкость полезными минералами. Также надо отметить следующие недостатки и ограничения данного фильтра для снижения жесткости питьевой воды:

  • Производительность стандартного мембранного фильтра с одной мембраной не превышает 20 л/сутки.
  • Для сохранения нормальной работоспособности необходимо поддерживать давление в системе от 2, 5 атм. и более.
  • Стоимость сменных картриджей и мембран достаточно высока, поэтому лучше купить обычный фильтр от накипи;
  • Чтобы такая система работала эффективно продолжительное время, необходимо предварительное задержание механических примесей, соединений хлора.

Применение реагентного способа снижения жесткости воды

В промышленных комплексах водоподготовки используют едкий натр, иные специальные вещества. Эти коагулянты активизируют процесс образования осадков без кипячения. Для этих же целей добавляют озон, который является сильным окислителем. При решении бытовых задач лучше исключить из списка потенциально опасные варианты. В загородном доме слишком сложно обеспечить надежный контроль, тщательное дозирование действующих реагентов.

Впрочем, есть один способ, который пригодится на практике. Получить нужный результат можно без обязательного реагентного снижения жесткости воды. Достаточно лишить частицы накипи возможности объединяться. Для этого на их поверхности образуют тонкую пленку из полифосфатов.

Соответствующие химические соединения стоят недорого. Их добавляют в стиральные порошки, чтобы защитить ТЭНы в загородных домах от накипи. В форме крупных кристаллов полифосфаты засыпают в небольшие фильтры, которые устанавливают во врезках подающих воду магистралей.

Такие средства надо применять постоянно. Одного рабочего цикла без надежной защиты хватит, чтобы на поверхности нагревательного элемента образовалась накипь. К шероховатому слою быстро будут присоединяться различные загрязнения. Дальность эффективного действия такого реагентного способа снижения жесткости воды ограничено, потому фильтр с наполнителем устанавливают, как можно ближе к оборудованию. Химические соединения этой категории являются условно безопасными. Они способны вызывать аллергические реакции. Воду с ними не используют для питья и приготовления пищи!

Ионообменный способ

Фильтры этой категории применяют для оснащения различных объектов. Его создали специально для снижения жесткости воды, что объясняет хорошие потребительские характеристики:

  • Небольшую стоимость реагентов для обычной эксплуатации;
  • Длительное сохранение полезных свойств основной засыпки;
  • Высокий уровень автоматизации, снижающий нагрузки на пользователя;
  • Эффективное устранение вредных примесей при разных уровнях жесткости.

Типовой ионообменный способ снижения жесткости воды в загородном доме работает по следующему алгоритму:

  • Здесь основным компонентом являются химически инертные гранулированные ионообменные смолы. Изначально такой наполнитель пропитывают раствором солей натрия.
  • При последующем пропускании через смолы жидкости – эти соединения переходят в нее, заменяются ионами магния и кальция.
  • Когда засыпка насыщена до определенного уровня, выполняют обратную операцию. Промывка удаляет соли жесткости. Регенерация – насыщает ионами натрия.

Для объективности оценки надо внимательно изучить рабочие процессы, состав оборудования, правила ухода. Чтобы фильтр ионного обмена выполнял свои функции полноценно, необходимо обеспечить определенную температуру и влажность окружающей среды. Во время промывки техника издает шум. По этим причинам, ее устанавливают в отдельном закрывающемся помещении, оснащенном вентиляцией и отоплением.

В состав стандартного набора включают не менее двух основных баков. Это позволяет не отключать систему водоснабжения при регенерации. Также пригодится отдельная емкость для запаса натриевой соли. Чтобы разместить набор, и оставить удобные технологические проходы понадобится свободная площадь от 4 м. кв. и более.

В идеальных условиях любая качественная техника работает безупречно. Но на самом деле хозяин в загородном доме должен учитывать особенности реальной эксплуатации. Сильный ливень, например, способен значительно изменить состав воды в колодце, глубинной скважине. Однако фильтр ионного обмена не оснащена экспресс лабораторией. Она не способна самостоятельно сделать химический анализ, перенастроить алгоритм работы. Несвоевременная регенерация ухудшит производительность, или полностью блокирует ионный обмен.

Для восстановления исходного состояния не применяют обычную пищевую поваренную соль. Используют специальные изделия, в форме крупных таблеток. Они стоят недорого, но занимают много места. На один цикл регенерации расходуется 1-2 кг. натриевых солей. Этот процесс выполняется 2-3 раза в неделю.

Чтобы упростить обязательные процедуры, используют автоматику. Электронный блок с таймером управляет работой электромагнитных клапанов. В некоторые комплекты добавляют датчики температуры, давления, уровней рабочих жидкостей. Большое количество составных компонентов уменьшает общую надежность системы.

В этом случае, как и с полифосфатами, происходит загрязнение жидкости другими примесями. Это ограничивает сферу применения ионообменного способа снижения жесткости воды удовлетворением технических потребностей. Для подготовки питьевой воды понадобится монтаж проточных фильтров, или установки обратного осмоса.

Обработка электромагнитными волнами

Снижение жесткости воды в загородном доме или промышленности можно обеспечить, если погрузить в воду проводящие ток пластины, подключить их к источнику питания. Отрицательно заряженные ионы соединений магния и кальция станут притягиваться к положительному катоду. Подобные инженерные решения применят в установках электролиза. Но в данном случае расход энергетических ресурсов гораздо меньше.

Фильтры этого типа не применят в быту. Как и при кипячении, здесь образуется накипь, которую приходится удалять механическими методами. Эту процедуру нельзя автоматизировать без больших дополнительных затрат.

Читайте также:
Как улучшить технику плавания кролем

Однако есть методы, которые способны измельчить крупные частицы накипи. Ее же используют для удаления старых отложений. Это – ультразвук. Если сформировать с помощью генератора достаточно сильные колебания, они произведут нужное воздействие. К сожалению, его нельзя направить исключительно на вредные образования. Мощные ультразвуковые волны отделяют краску и грунтовку, повреждают сварные соединения, пайку.

Многие из перечисленных недостатков можно исключить, если применить магнитное поле. Оно изменяет форму мелких частиц накипи, предотвращает их соединение. Старые образования постепенно разрушаются, но не наносится вред трубам, технологическому оборудованию. При повышении энергетического потенциала силовых линий повреждаются оболочки микроорганизмов. Эту особенность применяют для обеззараживания воды.

При использовании данного метода надо определится с методом формирования поля. Постоянные магниты обладают только одним преимуществом – они выполняют свои функции без подключения к источнику тока. Но даже современные качественные сплавы теряют со временем свои полезные свойства. Соответствующие изделия помещают внутрь жидкости, чтобы увеличить уровень воздействия на соли жесткости. Это создает помехи свободному перемещению потока, поэтому приходится использовать дополнительные насосы.

Если катушку намотать поверх трубы, такие недостатки можно исключить. При выборе электромагнитных установок следует обратить внимание на приборы современного уровня. Так, специализированные аппараты серии АкваЩит, обеспечивают защиту от накипи при потреблении от 5 до 20 Вт в час. Они отличаются повышенной надежностью. Их не надо отключать на протяжении всего срока эксплуатации. Настройка оптимального режима осуществляется автоматически.

Построить дом своими руками

  1. Жесткость воды: что это такое и какой она может быть
  2. Методы и способы смягчения воды в домашних условиях
  3. Кипячение
  4. Использование разных химических веществ
  5. Фильтр-кувшин
  6. Смягчение с помощью ионообменных фильтров
  7. Смягчение с помощью мембранных фильтров
  8. Магнитные фильтры-умягчители
  9. Умягчение с помощью электромагнитных волн
  10. Народные методы
  11. Видео по теме:

Часто вода, поступающая в систему водоснабжения дома из колодца, скважины или центрального водопровода, бывает довольно жесткой, что создает определенные проблемы с ее использованием как для питья или мытья волос, так и для нормальной работы устройств, имеющих водонагревательные элементы.

Поэтому, многих интересует, можно ли и как смягчить воду в домашних условиях из скважины, колодца или водопровода.

В нашей статье, мы рассмотрим разные способы смягчения воды, как с использованием современных технологий, так и «народные», их преимущества и недостатки.

Жесткость воды: что это такое и какой она может быть

Жесткость воды определяется содержанием растворимых в ней солей, главным образом, магния и кальция. Чем их больше, тем более жесткой будет вода. Это будет проявляться интенсивным отложением накипи при ее нагревании в чайнике, а также на электронагревательных элементах бойлера, стиральной или посудомоечной машины. Волосы в такой воде плохо вымываются, стиральный порошок или мыло плохо пенятся, а чай – не такой вкусный. Сильно жесткую воду не любят и большинство растений. Избыток в ней ионов Ca и Mg, приводит к тому, что многие необходимые элементы питания (Р, Ре, Мп и др.) переходят в нерастворимые соединения.

Если вы хотите знать абсолютную величину жесткости воды в системе водоснабжения своего дома или квартиры, а она измеряется в мг-экв/л, то вам необходимо сделать соответствующий анализ в специализированной лаборатории.

В разных странах нормативы жесткости могут отличаться. Например, в РФ жесткой считается вода, с содержанием солей 9 и более мг-экв/л, а в США – 6 мг-экв/л. Для питья не рекомендуется использовать воду с жесткостью более 7 мг-экв/л.

Можно выделить два вида жесткости воды:

  • временную, обусловленную содержанием в ней гидрокарбонатов кальция и магния;
  • постоянную — при наличии в ней таких химических соединений, как хлориды, фосфаты, сульфаты, силикаты или нитраты кальция и магния.

При нагревании воды с временной (карбонатной) жесткостью происходит распад гидрокарбонатов с выпадением осадка, который оседает на стенках посуды или нагревательных элементах. При этом, жесткость воды снижается. Соединения же, определяющие постоянную жесткость воды, при ее нагревании или кипячении, не распадаются и снижения жесткости не происходит.

Существуют разные методы, которые можно использовать в домашних условиях для смягчения воды из скважины, колодца или водопровода. Каждый из них характеризуется способностью тем или иным способом снижать жесткость до определенного уровня или полностью.

Методы и способы смягчения воды в домашних условиях

Для того чтобы смягчить (умягчить) воду самостоятельно можно использовать следующие методы:

  1. Термический или обычное кипячение;
  2. Реагентный – с помощью добавления химических веществ разного происхождения, которые взаимодействуют с солями жесткости воды, связывают их. Чаще всего, в результате образуются нерастворимые соединения, которые выпадают в осадок или находятся во взвешенном состоянии. Таким образом и происходит смягчение;
  3. С помощью фильтров:
    • Ионообменных, в которых ионы жесткости (Ca +2 , Mg +2 ) заменяют другими ионами, чаще всего Na, соединения которых не образуют накипи;
    • Мембранных, в которых жесткая вода продавливается через специальную полупроницаемую мембрану, задерживающую соли жесткости (и не только их);
    • Магнитных – работа которых основана на использовании постоянного магнитного поля;
    • Электромагнитных – в которых используется электромагнитное поле определенной частоты, генерируемое микропроцессором;
  4. Народные методы, которые использовались раньше (помимо кипячения), когда еще не было других способов умягчения воды и используются иногда и сейчас в домашних условиях.

Каждый из этих методов имеет свои плюсы, минусы и может использоваться для снижения жесткости, в зависимости от того, какое количество воды необходимо смягчить, как быстро, для какой цели и сколько вы готовы на это потратить средств.

А для того, чтобы знать как смягчить воду из скважины или колодца и сделать правильный выбор, рассмотрим более подробно особенности всех этих методов, способы и целесообразность их применения в том или ином случае.

Кипячение

Наиболее простой и наиболее распространенный способ смягчения воды в домашних условиях. С помощью него можно снизить жесткость, вызванную гидрокарбонатом кальция, который под действием высокой температуры распадается на нерастворимый карбонат кальция (CaCO3), образующий осадок и углекислый газ.

Кроме того, кипячением, можно частично снизить жесткость вызванную еще одной солью – сульфатом кальция (CaSO4), при температуре 100°С его способность растворяться несколько снижается.

Преимуществом такого способа умягчения является его максимальная простота и отсутствие необходимости использовать какие-либо вещества или устройства. Смягченную таким способом воду можно пить и использовать для любых других целей.
Его недостатки:

  • снизить можно только временную жесткость воды и то частично;
  • образуется осадок, который необходимо удалять;
  • сложность использования для смягчения большого объема воды.
Читайте также:
Лучшая огнезащитная краска – как выбрать лучшее покрытие для деревянных и металлических изделий

Использование разных химических веществ

Для умягчения воды может использоваться широкий спектр разных химически активных веществ, таких как:

  • Пищевая сода – частично смягчает воду и снижает ее кислотность, поэтому используется, чаще всего, при стирке (1-2 чайные ложки на 10 л), а также, при приготовлении пищи (не более 1 чайной ложки на 2-3 л), для того, чтобы овощи, крупа или бобовые лучше разваривались;
  • Уксус, лимонная кислота или лимонный сок также частично смягчают воду, но делают ее более кислой. Чаще всего используются для снятия накипи из стенок посуды, для ее ополаскивания или мытья волос (на 1-2 л 1 столовая ложка уксуса, 1 чайная ложка лимонной кислоты или сок 1 лимона);
  • Кальцинированная или каустическая сода, как реагенты-умягчители используются только для технических и хозяйственно-бытовых целей (1-2 чайные ложки на 10 л);
  • Известь – используется для умягчения воды, с большим уровнем карбонатной жесткости и низкой – не карбонатной, в хозяйственно-бытовых целях. Кроме того, при относительно небольшой степени умягчения, может применяться смесь извести и соды;
  • Специальные синтетические вещества, в виде порошка или таблеток, которые специально предназначены для смягчения воды в стиральных или посудомоечных машинах (Calgon, Finish и др.). Их можно купить в магазине и использовать согласно инструкции.

Недостатки использования реагентов для смягчения воды:

  • Необходимо знать и строго соблюдать дозировку для каждого вещества;
  • Необходимо обеспечить их постоянное наличие и хранение, что требует специального места (особенно в случае с каустической или кальцинированной содой и известью) и дополнительных средств (Calgon и др.). Исключением здесь могут быть только пищевая сода, уксус или лимонная кислота, которые, практически, есть всегда на любой кухне.
  • Не возможно использовать умягченную реагентами воду для питья или приготовления пищи (за исключением пищевой соды, уксуса или лимонной кислоты).

Фильтр-кувшин

Если необходим небольшой объем воды (1-3 л) для питья или приготовления чая, можно использовать бытовой фильтр в виде кувшина со сменным картриджем, предназначенным для очистки и смягчения воды. В зависимости от жесткости воды и необходимого ее количества, такого картриджа может хватить на 1-2 месяца, после чего его будет нужно заменить новым.

Смягчение с помощью ионообменных фильтров

Этот способ предполагает использование фильтров заполненных специальными материалами, обеспечивающих ионный обмен, катионов, которые входят в их состав на ионы жесткости (Ca,Mg).

Чаще всего, в качестве таких материалов используют специальные смолы. В процессе умягчения воды количество предназначенных для обмена ионов в них (чаще всего это катионы Na) постоянно уменьшается и для того, чтобы восстановить их количество производят замену материала или так называемую его регенерацию – повторное насыщение ионами Na. Для этого, чаще всего, используют растворы поваренной соли, а ионы жесткости отводятся в канализацию.

Ионообменные фильтры-умягчители могут быть следующими:

  • В виде колбы с засыпкой полифосфатными кристаллами (на фото — слева) — самый простой и экономный вариант. Одной засыпки кристаллов обычно хватает на 2-4 месяца. После чего их необходимо заменить новой порцией.
  • Картриджными – со специальными сменными картриджами для смягчения воды (на фото — по центру);
  • Регенеративными – в которых происходит периодическая регенерация свойств находящейся в них ионообменной смолы с помощью солевого раствора (на фото — справа). Это наиболее дорогой вариант. Такие фильтры могут быть в виде баллонов с отдельной емкостью для солевого раствора или иметь компактную форму, когда и фильтр и емкость для соли размещаются в одном корпусе.

Преимуществами ионообменных фильтров можно считать их довольно большая производительность и достаточно высокий уровень снижения жесткости.

Недостатки:

  • Смягченная таким способом вода не пригодна для приготовления еды или питья;
  • Фильтры с засыпкой или картриджные требуют периодической замены кристаллов или картриджей;
  • Регенеративные фильтры имеют большую стоимость, требуют большого расхода поваренной соли, запас которой необходимо периодически пополнять и их необходимо подсоединять к канализации для сброса раствора с ионами жесткости после регенерации.

Смягчение с помощью мембранных фильтров

При смягчении воды таким способом, она «продавливается» при избыточном давлении 3-4 атм. через специальную мембрану, которую называют полупроницаемой, так как она пропускает молекулы воды, но не пропускает молекулы солей или любых других примесей. Такой способ позволяет максимально смягчать воду, практически, до уровня дистиллированной. Что с одной стороны очень хорошо, особенно, если необходимо получить максимально мягкую воду, но для питья или приготовления пищи ее использовать не рекомендуется, так как в ней отсутствуют необходимые для организма соли и минералы. Поэтому, очень часто, такие фильтры комплектуются специальным минерализатором, который обеспечивает насыщение очищенной и умягченной воды необходимыми минералами и солями.

К мембранным относятся фильтры, так называемого обратного осмоса (на фото) и некоторые настольные модели, например «Ручеек».

Кроме необходимости дополнительной минерализации воды, такие фильтры имеют следующие недостатки:

  • Для обеспечения продавливания жидкости через мембрану в системе водоснабжения дома должно быть давление не менее 3 атм.;
  • Довольно высокая стоимость, как самих фильтров, так и расходных материалов (сменных мембран).
  • Относительно небольшая производительность.

Магнитные фильтры-умягчители

Работа таких фильтров основана на способности постоянного магнитного поля изменять свойства жидкости, которая протекает через него. Такие фильтры, как правило, представляют собой цилиндрический корпус с постоянными магнитами, который устанавливается непосредственно на магистрали. Существуют также модели, которые монтируются на трубопровод в виде накладок.

В результате воздействия магнитного поля соли жесткости теряют способность откладываться в виде накипи или отложений на нагревательных элементах и стенках труб, а уже имеющиеся отложения разрыхляются и удаляются потоком жидкости в виде шлака, который собирается в специальных отстойниках или сетчатых фильтрах механической очистки, откуда периодически удаляется. Для обеспечения эффективного умягчения воды с помощью такого способа, скорость ее потока должна быть в пределах 0,5-4,0 м/с.

Умягчение с помощью электромагнитных волн

Для смягчения воды таким способом используется устройство с микропроцессором, генерирующим электромагнитные волны определенной частоты. В результате их воздействия соли жесткости теряют способность образовывать твердый осадок или накипь, а находятся в воде во взвешенном состоянии и в конечном итоге удаляются в канализацию. Такой прибор устанавливается на магистральной трубе и его можно использовать как в системах водоснабжения, так и отопления, как для смягчения вновь поступающей жидкости, так и для разрушения и удаления ранее образовавшихся отложений солей жесткости.

Читайте также:
Как улучшить технику плавания кролем

Народные методы

Кроме рассмотренных выше способов, для смягчения воды в домашних условиях можно также воспользоваться одним из народных методов, которые использовались, во времена, когда и фильтров никаких еще не было. Об использовании кипячения, соды и уксуса было уже сказано выше. Здесь же рассмотрим другие весьма доступные варианты, когда фильтра-умягчителя нет или применение его нецелесообразно:

  1. Самый простой из таких способов, особенно если необходимо большое количество воды – отстаивание в течении 1-2 суток. Такой способ можно порекомендовать для некоторого смягчения воды из колодца или скважины, предназначенной для полива растений на участке.
  2. Частичное замораживание – когда вода начнет замерзать возле стенок посуды, оставшуюся по центру не замерзшей, необходимо вылить, а лед растопить. Такая вода является и очень полезной, так как она является структурированной. Ее можно пить, готовить на ней пищу или поливать комнатные растения.
  3. Отвар льняных семян: на 1 л кипящей воды добавить 4 чайные ложки семян и кипятить в течении 5-7 минут. После этого настоять в течении часа и использовать для купания.
  4. Отвар из трав, например крапивы или ромашки: 4 столовых ложек измельченных листьев залить 1 литром кипяченой воды и настаивать на водяной бане 20 минут. Отвар процедить и добавлять к жесткой воде при мытье волос или купании.
  5. Настойка из торфа: 100 гр торфа в холщовом мешочке опустить в ведро с водой и выдержать там около суток. Такую воду можно использовать для полива растений.
  6. Очистка и смягчение воды с помощью кремния ( минералов, содержащих кремний): промытые под проточной водой камни положить в стеклянную или эмалированную посуду, размещенную в затененном месте, из расчета 100 гр минерала на 10 л воды, залить воду, закрыть посуду марлей и оставить на 2-3 дня. После этого верхний слой воды необходимо аккуратно слить в чистую посуду, оставив нижний слой, покрывающий камни на 3-4 см, который необходимо вылить (в нем накапливаются все вредные вещества из воды), а камни промыть и подсушить в течении 2 часов. Такую воду лучше хранить при температуре около +10ºС, но нельзя хранить в холодильнике или кипятить.
  7. Смешивание жесткой воды из крана с более мягкой, купленной в магазине, дождевой или талой — в зависимости от того, для чего она будет использоваться.

Видео по теме:

Как убрать или уменьшить жесткость воды из скважины

Химический состав жесткой воды


Избыток солей кальция в воде может нанести вред не только здоровью, но и бытовой технике
Высокая концентрация солей щелочноземельных металлов делает воду жесткой. В ней могут находиться карбонаты, сульфаты, хлориды магния и кальция, минеральные взвеси. Количество примесей зависит от типа почвы. По степени жесткости жидкость бывает трех видов:

  • мягкая – до 2°Ж;
  • средней жесткости – 2-10°Ж;
  • жесткая – от 10°Ж.

Показатель оценивает концентрацию частиц кальция и магния в воде. При значении выше 7°Ж жидкость приобретает горький привкус, ее нельзя пить.

Как смягчить воду в домашних условиях при помощи реагентов

Чтобы сделать воду мягкой и улучшить ее качество, используют и различные вещества, например:

Статья по теме: Шаль «Клематис»: схема и описание по работе крючком для начинающих

Необходимо помнить, что при использовании химических средств важно строго придерживаться указанной дозировки.

Виды жесткости


В зависимости от химического состава растворенных примесей выделяют два вида жесткости:

  • Временная – создается присутствием гидрокарбонатов кальция и магния. Проблема решается кипячением, при нагревании соли распадаются.
  • Постоянная или статическая – возникает от растворенных фосфатов, хлоридов, сульфатов. Ее не убрать кипячением, потребуется умягчать жидкость специальным фильтром.

Более 90% случаев при химическом анализе в скважинах и колодцах жидкость оказывается с временной жесткостью.

Причины появления примесей

Влага минерализуется, проходя через слои почвы. Если в регионе залежи известняка, доломита или гипса, жидкость получает множество примесей. В неглубоких колодцах их концентрация меняется несколько раз в год. Весной во время паводка и осенью в сезон дождей она снижается до минимального уровня. В жару при падении уровня жидкости в колодце концентрация солей увеличивается. В артезианской скважине показатель стабилен. Мягкую воду дают скважины на песке, самый высокий уровень примесей в источниках на известковой почве.

Вред от жесткой воды


Наглядный пример отрицательного влияния жесткой воды
Примеси солей оказывают негативное воздействие на здоровье человека, состояние тканей и бытовой техники. Их присутствие в жидкости можно определить по нескольким признакам:

  • появление накипи на металлической посуде, нагревательных приборах;
  • высокий расход моющих средств;
  • грубая структура ткани после стирки;
  • сухая кожа и волосы, появление раздражений или дерматита, перхоти, зуда;
  • неприятный привкус;
  • зарастание трубопровода.

Налет на поверхности чайника, ТЭНов, труб требует увеличения расходов на нагревание, может привести к поломке. Приходится регулярно очищать белые отложения со смесителей, насадки душа, сантехники и плитки. Употребление жидкости с примесями солей приводит к проблемам с почками и желудочно-кишечным трактом.

Учитывая масштабы негативных последствий, установка фильтров для умягчения воды из скважины в частном доме становится жизненной необходимостью. Для определения количества примесей проводят домашние тесты или сдают пробу в лабораторию.

В аквариуме

Выбор рыб для аквариума начинается с выяснения того, какой тип воды для них комфортен – мягкая или жесткая. Цихлиды любят жесткую воду. Но если посадить в аквариум с жесткой водой рыбу, которая генетически привыкла к мягкой воде, ее почечные каналы забьются солями, она погибнет.

Рекомендовано для Вас:

Как приготовить мыло из соды: своими руками, в домашних условиях

Ихтиологи советуют смягчать воду так, чтобы не причинять вред здоровью рыб, не провоцировать их токсичные отравления. Признаки, по которым можно определить, что с водным обитателем что-то не так: заглатывает воздух с поверхности воды, оттопыривает чешую, жабры, мечется.

Читайте также:
Как обшить веранду снаружи

Щелочная природа натрия двууглекислого снижает кислотность. Для воды в аквариуме это необходимо, так как биологическая активность ведет к образованию кислот.

Жесткость можно снизить, добавив мягкую воду, которую смягчили при помощи соды. Если насыпать натрий двууглекислый в емкость, это не повлияет на жесткость, но вызовет болезни у водных обитателей.

Способы умягчения

Смягчение жидкости из автономного источника или водопровода осуществляется несколькими способами:

Термические методы (заморозка и кипячение)


Появление накипи на нагревательном элементе чайника и его стенках после кипячения жесткой воды
Чтобы убрать жесткость воды из скважин используют термический способ. После кипячения гидрокарбонаты распадаются. На стенках посуды остается осадок, но жидкость становится мягче. Это простой способ для бытового использования. Одновременно он позволяется избавиться от опасных бактерий и микроорганизмов.

Заморозка также способствует уменьшению концентрации солей. Образование льда происходит постепенно, жидкость, которая осталась вокруг него, будет иметь много примесей. Ее нужно слить. После оттаивания получится мягкая влага. Оба метода позволяют очистить ограниченный объем потребляемой жидкости.

Химические реагенты


Фильтр технического умягчения воды с полифосфатом
Для смягчения воды применяют химические добавки в виде таблеток, порошков, концентратов. Их закладывают в стиральные машины, посудомоечную технику. При растворении реагенты умягчают жидкость. В питьевую воду их не добавляют. Для этих целей используют доступные средства: соду, уксус, лимонную кислоту. Пищевую соду добавляют при готовке из расчета 1 ч.л. на 3 литра воды. Подкисленную жидкость рекомендуется использовать для мытья головы, устранения накипи. Все химические вещества применяются в строгой дозировке.

Для купания

Купание – одна из гигиенических процедур. Соприкасаясь с кожей, вода устраняет загрязнения, но поглощает часть влаги, поэтому если умываться, купаться жесткой водой постоянно, нарушается кислотно-щелочной баланс кожи.

Рекомендовано для Вас:

Как применять соду для бассейна

Шкала баланса кислоты и щелочи кожи – это значения от 0 (повышенное содержание кислоты) до 12 (больше щелочи). Косметологи считают нормальным значение 5,5. Если ниже, то кожа жирная, если выше – сухая.

Щелочная природа гидрокарбоната натрия, при помощи которого смягчается вода, понижает кислотность. Но нужно дождаться выпадения металлов в осадок, чтобы не допустить раздражения кожи. Если реакция между содой и водой продолжается, людям с жирной кожей это не навредит, но, если кожа сухая, она станет чувствительной.

Натрий двууглекислый сделает воду мягче, как антисептик, обезопасит принятие ванны. Вместимость обычной ванны от 180 до 200 литров, для очистки такого количества жидкости от жестких металлов, нужно набраться терпения. Ароматерапевты утверждают, что содовые ванны помогают расслабиться, но нужно помнить о типе кожи, чтобы не навредить.

Промышленные фильтры

Наиболее действенный способ уменьшить жесткость воды из скважин – установка фильтров. В загородном доме или даче, где минимум бытовой техники, достаточно купить фильтр-кувшин. Снижение концентрации солей происходит при прохождении через картридж. Внутри него засыпка из цеолита, ионообменной смолы и активированного угля. Замена картриджа происходит через 30-40 дней. Популярные производители кувшинных фильтров: «Аквафор», «Барьер», «Гейзер», «Brita».

Ионообменный


Ионообменная установка
Установки представляют собой колонны или пластиковые емкости с ионообменной смолой. Они позволяют убирать из жидкости ионы кальция и магния, заменяя их ионами натрия. Оборудование устанавливается на трубопровод перед бытовыми приборами и предотвращает появление накипи. Также ионообменные фильтры являются частью водоподготовки. После них обязательно размещают картриджи с активированным углем. Установки различаются производительностью и величиной ресурса. Фильтрующая смола нуждается в замене. В колоннах ее периодически регенерируют, в небольших колбах меняют картриджи.

Обратный осмос


Фильтр обратного осмоса
Лучшим фильтром для смягчения жесткой воды из скважины и улучшения остальных параметров считается система обратного осмоса. Она рассчитана на установку в водопровод под давлением. Система состоит из нескольких фильтрующих элементов, удаляющих механические, органические, минеральные примеси и соли жесткости. Основное очищение достигается после прохождения через обратноосмотическую мембрану. Существенный минус установки – высокая цена. Среди производителей выделяют компании: Atoll, Барьер, Гейзер.

Магнитный фильтр


Магнитный фильтр для воды
Смягчитель представляет собой магнит, врезаемый в магистраль. Проходя через фильтр, соли металлов выпадают в осадок из-за возникновения новых центров кристаллизации. Компактное оборудование устанавливают на любом участке трубы. Для соединения используется резьба. Использование магнита актуально в системах горячего и холодного водоснабжения, отопления, перед насосами. Преобразователи без химических реагентов исключают появление накипи в стиральной и посудомоечной машине.

Электромагнит

Одним из умягчающих средств является электромагнитная установка. Прибор контролируется микропроцессором. Работает от электричества. Излучаемые им электромагнитные волны разрушают соли металлов в потоке и отложившийся осадок. Рыхлые примеси вымываются водой. Устройство дорогостоящее, но оно функционирует несколько лет, не требуя затрат на обслуживание.

Очистка воды из автономного источника делает жидкость вкусной и полезной. Умягчитель в системе фильтрации снижает вредное воздействие примесей на бытовую технику и приборы отопления. Удаление солей металлов благоприятно сказывается на здоровье и внешнем виде людей, сокращает расходы на моющие средства.

Магнитный смягчитель воды

Чтобы смягчить воду для стиральных машин, используют магнитные мячи. Это своеобразный фильтр, который нейтрализует молекулы солей и металлов, за счет чего происходит умягчение воды. Применения такого способа смягчения воды позволит сохранить бытовой прибор, снизить количество известкового налета на внутренних частях агрегата, и увеличить срок его службы.

Это эффективное средство для смягчения воды, принцип его работы заключается в изменении состава жидкости за счет воздействия магнитных полей. Кроме того, посредством этого смягчителя устраняются вредные примеси, содержащиеся в воде.

Фильтр представляет собой цилиндр, оснащенный постоянными магнитами, за счет воздействия которых соли и металлы теряют способность «прилипать» к нагревательным элементам различных приборов, а имеющиеся отложения разрыхляются и легко счищаются.

Чтобы чистка воды была эффективной, напор не должен быть сильнее 4 м/с. Чаще всего магнитные смягчители устанавливаются в котельных.

Статья по теме: Пинетки-сандалики крючком для начинающих: мастер-класс с видео

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: