Místo osmózního systému v obytném automobilu ...

Doba čtení 9 minuty

Aktualizováno - Říjen 28, 2024

Čerpadla instalovaná v obytných automobilech často neposkytují potřebný tlak pro provoz osmózního systému. Z tohoto důvodu je zde uvedeno alternativní řešení, které lze provozovat pomocí běžného tlakového čerpadla pro obytné automobily.

Alternativní

Alternativu tvoří stejné čtyři filtry, které jsou obvykle umístěny před osmózní membránou: (filtry podle výrobce - písek, nečistoty), uhlíkový filtr GAC (chlor, organické nečistoty, pesticidy, insekticidy, rozpouštědla), filtr CTO s aktivním uhlím 5 µm, filtr UF 0,02 µm (bakterie, viry).

Osmózní membrána a dva následné stupně aktivního uhlí a remineralizace jsou vynechány, stejně jako všechny ostatní technologie, jako je řídicí jednotka, čerpadlo atd.
Výhoda: Minerály zůstávají ve vodě, proto se nemění chuť ani vodivost a není nutná obvyklá remineralizace. Z toho vyplývá i výhoda z hlediska nákladů na spotřebu.

UV-C nahrazuje osmózní membránu

Systém UV-C s vlnovou délkou 254 nm nahrazuje osmózní membránu, která zajišťuje (relativní) sterilitu. Volitelný škrticí ventil umožňuje přesné nastavení požadovaného průtoku, čímž lze dosáhnout úrovně sterility vyšší než 99,99 %.
V praxi bylo s hadicí o průměru 6 mm a tlakovým čerpadlem Shurflo 2095-204-412 dosaženo průtoku 1,5 litru za minutu - bez použití omezovače průtoku - což je méně než požadovaných 1,6 litru za minutu ve vztahu k úrovni sterility 99,99 %.

Funkce filtrační jednotky

Protože jednotka UV-C s UVT (UV přenos) 90 % je umístěna PŘED filtrační jednotkou, nedostane se k filtračním vložkám žádná voda kontaminovaná bakteriemi. Proč tedy potřebujeme filtry?

No, na jedné straně UV-C záření neodstraňuje látky, jako jsou hormony, zbytky léků, pesticidy atd., ale "pouze" ničí genetický kód, DNA bakterií a virů. Na druhé straně po UV-C záření zůstávají nereaktivovatelné bakteriální/virové fragmenty, které jsou odstraněny posledním filtrem 0,02 µm (nebo volitelně dostupným filtrem pouze 0,01 µm - ultrafiltrací).

Zbytky léčiv, hormonů a pesticidů jsou však odfiltrovány například filtrační membránou o velikosti 0,02 µm (viz také studie Odstraňování steroidních mikropolutantů pomocí membránové filtrace na bázi sférického aktivního uhlí (PBSAC)). Proto je tento stupeň filtru nezbytný!

Spínání pomocí dvoucestného ventilu

Motorizovaný obousměrný ventil přepíná mezi nádrží a zdrojem vody ve filtračním systému UV-C. V klidovém režimu dvoucestný ventil propojuje nádrž a vodovodní kohoutek. Při přepnutí do režimu UV-C přepíná obousměrný ventil na filtrační systém UV-C a vodovodní kohoutek.

Proč je důležité dbát na polaritu připojení elektrického ventilu? Spotřeba energie v obytném automobilu by měla být na straně spotřebiče co nejnižší, protože elektrická energie je k dispozici jen ve velmi omezené míře.
Z tohoto důvodu jsou obvykle trvalé cesty vedeny do větve, která je pod napětím bez napětí, zatímco stav pod napětím způsobuje polohu dočasného připojení.

Druhý dvoucestný ventil ve výstupní větvi filtrační jednotky přepíná mezi UV-C a filtrační jednotkou na vodovodní kohoutek, aby se případná stojatá voda před přepnutím na vodovodní kohoutek a vypouštěním vody bez bakterií odvedla do odpadní nádrže.

To lze provést pomocí časovače nebo systému SmartHome. Časový úsek by měl být nastaven tak, aby byl obsah filtrační jednotky a potrubí zcela naplněn čerstvou vodou v době, kdy dosáhne výtoku z kohoutku.

Při odpojeném napájení by mělo být spojení vodovodní kohoutek filtrační jednotka aktivní a při napájení přepnuto na odpadní vodu. Ventil zobrazuje aktuální polohu šoupátka pomocí průhledového okénka na horní straně a označuje beznapěťová připojení.

Přestavbová opatření

Nezbytné úpravy se omezují na výrobu nového držáku pro filtrační jednotku sestávající ze čtyř výše popsaných filtrů, přemístění zobrazovací jednotky systému UV-C na centrální místo v kuchyni obytného automobilu prostřednictvím pětižilového (ovládacího) kabelu a instalaci dvou dvoucestných ventilů a jejich potrubí.

Kam systém umístit?

"Kam" již bylo popsáno v příspěvku do sborníku Instalace osmózy a UV-C byly popsány jednotky.

Řešení v údajně plném obytném autě bez prostoru bylo jednoduché. Ne všechna volná místa jsou samozřejmostí. Někdy se musíte podívat za kulisy, např. na kryty podsvícení, vyjmout odpadkové koše, abyste tu či onde našli skrytý, ale volný prostor, který je přístupný zvenčí přes dodatečně instalovaný servisní poklop.

Montáž filtrační jednotky

Držák filtrační jednotky může být vyroben z hliníkového L-profilu o rozměrech 60 x 20 x 3 mm a minimální délce mm. Otvory pro montáž filtru jsou přeneseny z původního držáku.

Na úzké straně L-profilu je vyvrtáno pět otvorů (každý mírně výškově posunutý) pro upevnění jednotky k boční stěně, každý s pryžovými nárazníky o tloušťce cca 4 mm, oddělenými od vibrací pomocí šroubů Torx 5 x 25.

Samolepicí pěnová pryž, která je přilepena na stěnu ve výšce asi 10 cm (měřeno od podlahy), pomáhá tlumit vibrace skříně filtru.

Pod filtry by mělo zůstat asi 5 cm volného místa, aby je bylo možné v případě potřeby vyměnit.

Upozornění: levá (vstupní 6 mm) a pravá (výstupní 10 mm) přípojka jsou připojeny v opačném směru a nelze je otáčet, proto je nutné zajistit dostatečný prostor pro levou hadici, aby ji bylo možné položit bez zalomení nebo v případě potřeby zasunout pod úhlem 90°.

Montáž filtru UV-C

Instalace ozařovací jednotky UV-C s vlnovou délkou 254 nm a UVT (Přenos UV záření) 90 % je upevněn na dvou závěsných šroubech ukotvených v podlaze pomocí trubkových držáků s pryžovým povrchem, které tlumí vibrace.

Jednotka UV-C by měla být vyrovnána tak, aby kabel směřoval k řídicí jednotce, a kabel by měl být položen v širokém poloměru.

Volba otvorů pro závěsné šrouby musí umožnit spojení pod úhlem 90° na obou stranách, aniž by došlo k jejich kolizi, např. při zavírání provozní klapky.

Připojení filtru a jednotky UV-C

Pouze filtrační jednotka má definovaný vstup 10 mm a výstup 6 mm. Jednotku UV-C lze podle potřeby přizpůsobit potrubí pomocí 1/2″ přípojky.

Potrubí pro obytné automobily je obvykle navrženo s průměrem 15 mm. V tomto případě bylo sníženo na 12 mm, zejména proto, že nakonec musí být dále sníženo na 10 mm nebo 6 mm.

Úseky hadic by neměly být při spojování jednotlivých redukcí příliš krátké. Alespoň dva centimetry umožňují pružnost, i když nepatrnou, a snadné nasazení pojistných kroužků. Ty slouží k ochraně proti nechtěnému uvolnění spoje.

Při připojování hadic ke konektorům dbejte na to, aby byla hadice po překonání prvního odporu (přídržných jazýčků) zasunuta do konektoru až na konec (asi jeden centimetr).
Někdy se spletete a potěší vás fontána ...

Elektrická úprava řídicí jednotky UV-C

Přístroj zobrazuje funkci a stav zdroje světla UV-C pomocí LED diod. Ty musí být nainstalovány zvenčí tak, aby byly viditelné v prostoru kuchyně.

Kryt krytu lze opatrně sejmout po uvolnění šesti křížových šroubů: Elektronika a LED diody jsou k zadní straně připevněny dvěma šrouby.
V elektronice, která je připevněna dvěma křížovými šrouby, je umístěn procesor, který monitoruje životnost UV-C lampy, a NVRAM (non-volatile memory), která sčítá provozní doby a vypíná se podle toho při nastavené životnosti, ale také ovládá tři stavové LED diody.

Celý obvod je napájen provozním napětím pouze dvěma kabely. Jeden z nich stále vede k vypínači.

Operační světlo je připojeno k předřadníku, který je připevněn k základně krytu, pomocí dvou dalších kabelů.

Dva kabely pro řídicí elektroniku, dva kabely pro provozní LED a druhý (červený) kabel pro vypínač musí být položeny v prostoru kuchyně pomocí pětižilového ovládacího kabelu.
Kabelové kanály se instalují svisle dolů s těsnicími kabelovými vývodkami.

Nyní prázdný otvor ovládací diody LED by měl být uzavřen vhodným krytem.

Řídicí elektronika jednotky UV-C se umístí do skříňky elektroniky osmózového systému, ze které se odstraní samolepicí fólie na přední straně a v případě potřeby se nahradí fólií vlastní výroby.
Do tří stávajících otvorů v krytu, vyvrtaných na 5 mm, se umístí tři vhodně ohnuté LED diody. Do jednoho ze stávajících otvorů se vejde operační světlo (zde vpravo nahoře).

Kabely jsou vedeny výřezem v krytu pro bývalou konektorovou lištu.

Potrubí

Pro názornější znázornění potrubí:

Pro zjednodušení nejsou v diagramu zobrazeny redukce. Skutečná instalace obvykle vyžaduje kolena a přechodové armatury z ½" na metrický rozměr hadice, protože všechny armatury jsou navrženy v ½".

Schéma zapojení

Elektrická zapojení jsou vysvětlena v grafickém schématu, které je srozumitelné i pro technické laiky:

Ventily motoru lze zapojit nezávisle na polaritě. Jakmile je přivedeno napětí, bez ohledu na polaritu se spustí spínací proces. Pokud je napětí vypnuto, ventil se mechanicky vrátí do klidové polohy.

Jednotka UV-C musí být v krytu (ovládací skříňce) připojena se správnou polaritou. Úprava vnitřního obvodu je popsána výše. Fialové vodiče představují připojení (červené vodiče) na vypínači.

Řídicí systém

Zde bylo zvoleno řešení SmartHome (Raspberry Pi a Homematic). Ve spojení s dvojitým tlačítkem, které se již používá pro časově řízené zapínání a vypínání, se UV-C a filtrační jednotka aktivují přes kanál krátkým stisknutím tlačítka a deaktivují dlouhým stisknutím tlačítka.

Při zapnutí se zapne jednotka UV-C a oba dvoucestné ventily. Pravý horní ventil na obrázku pak spojuje čerpadlo s jednotkou UV-C, zatímco levý ventil spojuje výstup filtrační jednotky s odpadním potrubím.

Toto spojení se udržuje po celou dobu proplachování filtrační jednotky. Levý ventil pak přepne výstup z filtrační jednotky na odbočku k vodovodnímu kohoutku. Poté je k odběru k dispozici voda bez bakterií.

Po dokončení odběru vody se dlouhým stisknutím tlačítka oba ventily vynulují, aniž by se zapnuly, a vytvoří se přímé spojení mezi čerpadlem a kohoutkem, čímž se obejde jednotka UV-C a filtr.

Programy

Jsou zapotřebí pouze čtyři malé programy:

• Zapnutí jednotky UV-C tlačítkem
• Vypněte jednotku UV-C pomocí tlačítka
• Řízení doby zapnutí
• Vypnutí časového řízení

Zařízení

Je zapotřebí 2násobné tlačítko (např. HM-PB-2-WM55) a 4násobný spínací aktor (HM-LC-Sw4-WM). Názvy kanálů byly zvoleny náhodně a lze je upravit podle potřeby.

Označení kanálů

• KU_TA_WP_K2 - Tlačítkový kanál 2
• KU_SW_MV_UVC_K2 - Spínací aktor kanálu 2 přepíná elektromagnetický ventil na jednotku UV-C
• KU_SW_UVC_LAMPE_K1 - Spínací aktor kanálu 1 spíná jednotku UV-C
• KU_SW_MV_ABW_K3 - Spínací aktor kanál 3 spíná elektromagnetický ventil pro odvod odpadní vody

Zapnutí jednotky UV-C tlačítkem

Vypněte jednotku UV-C pomocí tlačítka

Řízení doby zapnutí

Stisknutím tlačítka sepnete elektromagnetický ventil. Ten následně spustí následující program, který iniciuje zapnutí UV-C lampy a ovládání ventilu odpadní vody po dobu (v tomto případě) 90 sekund a po uplynutí této doby přepne na vodovodní kohoutek.

Doba potřebná k úplnému odstranění stojaté vody z filtrů a objemu ostatního potrubí, než bude možné čerpat čerstvou vodu, závisí na jejich zaplnění.

Vypnutí časového řízení

Program se spustí také přepnutím elektromagnetického ventilu a vypne UV-C lampu po uplynutí nastavené doby 10 sekund (zde).

Tím je zajištěno, že všechny zárodky v jednotce UV-C byly spolehlivě zničeny, a je tak vyloučena možnost opětovné kontaminace.

Měření TDS

V souvislosti se systémy osmózy Měření TDS (Celkový obsah rozpuštěných pevných látek) jako důkaz účinnosti. Měřící zařízení proto měří složky rozpuštěné ve vodě a udávají je v ppm (částic na milion) nebo v S (Siemens) na.
Přibližně 2 μS/cm odpovídají 1 ppm (mg/l). Faktor TDS pro povrchovou vodu se obvykle pohybuje mezi 0,5 ... 0,8, v průměru 0,65, což odpovídá 280 μS/cm nebo 179 ppm.

Výsledek závisí na koncentraci a pohyblivosti iontů, stejně jako na teplotě roztoku a samozřejmě na kvalitě měřicího zařízení a jeho předchozí kalibraci.

Užitečným přístrojem je například PCE-PH 30 v kalibrované verzi, včetně pouzdra a kalibračních roztoků a kalibračního certifikátu.

Zatímco u osmotické vody se za normální považují hodnoty kolem 40 μS/cm, u vody z vodovodu se pohybují mezi 170 ... 370 μS/cm. Cílem filtrace vody - bez osmózní membrány - by proto měla být hodnota kolem 200 ... 300 ppm, která vychází z obsahu čistých minerálních látek.
Mechanická filtrace až na 0,01 nebo 0,02 μm rovněž dosahuje úrovně sterility kolem 90 %.

Ošetření UV-C vede ke zničení všech mikroorganismů, jako jsou bakterie a viry. Při dostatečném ozáření (aby se zabránilo enzymatické rekonstrukci DNA poškozené UV zářením fotolýzami) lze dosáhnout sterility až 99,9999 %.

Náklady na údržbu

Náklady na údržbu při výměně filtru jednou ročně jsou velmi omezené. Životnost UV-C lampy je 10 000 provozních hodin, což znamená nepřetržitý provoz po dobu delší než jeden rok, což znamená, že výměna přibližně za pět let by měla být více než dostatečná.

Závěr

Pokud chcete ponechat chuť vody z velké části nedotčenou, tj. zachovat obsah minerálů, ale přesto si chcete vychutnat vodu jakéhokoli původu bez bakterií, je zde uvedené alternativní řešení dobrou volbou.