Invece di un impianto di osmosi nel camper ...

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Aggiornato - 28 ottobre 2024

Le pompe installate nei camper spesso non forniscono la pressione necessaria per far funzionare un impianto di osmosi. Per questo motivo, viene presentata una soluzione alternativa che può essere utilizzata con una pompa a pressione convenzionale per camper.

alternativa

L'alternativa consiste negli stessi quattro filtri che di solito sono disposti davanti alla membrana osmotica: filtro PP 10 µm (filtra a seconda del produttore - sabbia, impurità), filtro GAC a carbone (cloro, inquinanti organici, pesticidi, insetticidi, solventi), filtro CTO a carbone attivo 5 µm, filtro UF 0,02 µm (batteri, virus).

La membrana osmotica e i due successivi stadi di carboni attivi e rimineralizzazione vengono omessi, così come tutte le altre tecnologie come l'unità di controllo, la pompa, ecc.
Vantaggio: i minerali rimangono nell'acqua, per cui non cambiano né il sapore né la conduttività e non è necessaria la consueta rimineralizzazione. Questo comporta anche un vantaggio in termini di costi di consumo.

I raggi UV-C sostituiscono la membrana di osmosi

Un sistema UV-C da 254 nm sostituisce la membrana osmotica responsabile della sterilità (relativa). Una valvola a farfalla opzionale consente di impostare con precisione la portata desiderata, ottenendo un livello di sterilità superiore al 99,99 %.
In pratica, con un tubo flessibile di 6 mm di diametro e la pompa a pressione Shurflo 2095-204-412, è stata raggiunta una portata di 1,5 litri al minuto - senza l'uso di un limitatore di portata - che è inferiore agli 1,6 litri al minuto richiesti in relazione al livello di sterilità 99,99 %.

Funzione dell'unità di filtraggio

Poiché l'unità UV-C, con una trasmissione UVT (UV) di 90 %, si trova PRIMA dell'unità di filtraggio, l'acqua contaminata dai germi non raggiunge gli inserti del filtro. Allora perché abbiamo bisogno dei filtri?

Da un lato, l'irradiazione UV-C non rimuove sostanze come ormoni, residui di farmaci, pesticidi, ecc. ma distrugge "solo" il codice genetico, il DNA di batteri e virus; dall'altro, dopo l'irradiazione UV-C rimangono frammenti batterici/virali non riattivabili, che vengono rimossi dall'ultimo filtro da 0,02 µm (o, in opzione, da un filtro di soli 0,01 µm - ultrafiltrazione).

Tuttavia, residui di farmaci, ormoni e pesticidi vengono filtrati dalla membrana filtrante da 0,02 µm, ad esempio (si veda anche lo studio Rimozione di microinquinanti steroidei mediante filtrazione a membrana assistita con carbone sferico a base di polimeri (PBSAC)). Ecco perché questo stadio di filtraggio è essenziale!

Commutazione tramite valvola a 2 vie

Una valvola bidirezionale motorizzata consente di commutare tra il serbatoio e le sorgenti d'acqua del sistema di filtraggio UV-C. In modalità di riposo, la valvola a due vie collega il serbatoio e il rubinetto. Quando si passa all'UV-C, la valvola a due vie collega il sistema di filtraggio UV-C e il rubinetto.

Perché è importante prestare attenzione alla polarità del collegamento della valvola elettrica? Il consumo di energia nel camper deve essere mantenuto il più basso possibile dal lato dell'utenza, poiché l'energia elettrica è disponibile solo in misura molto limitata.
Per questo motivo, i percorsi solitamente permanenti sono indirizzati al ramo che è alimentato senza tensione, mentre lo stato alimentato determina la posizione di connessione temporanea.

Una seconda valvola a due vie nel ramo di uscita dell'unità di filtraggio commuta l'UV-C e l'unità di filtraggio verso il rubinetto, per trasportare l'acqua stagnante nel serbatoio delle acque reflue prima di passare al rubinetto e scaricare l'acqua priva di germi.

Questo può essere fatto tramite un timer o SmartHome. Il periodo di tempo deve essere impostato in modo che l'acqua contenuta nell'unità filtro e nelle tubature sia completamente riempita di acqua dolce quando raggiunge l'uscita del rubinetto.

Quando è diseccitata, il collegamento del rubinetto dell'acqua unità di filtraggio deve essere attivo e commutato in acqua di scarico quando è eccitato. La valvola visualizza la posizione attuale del cursore tramite una finestra di visualizzazione sulla parte superiore e indica i collegamenti diseccitati.

Misure di rimodellamento

Le modifiche necessarie si limitano alla realizzazione di un nuovo supporto per l'unità filtrante composta dai quattro filtri sopra descritti, allo spostamento dell'unità di visualizzazione del sistema UV-C in una posizione centrale nella zona cucina del camper tramite un cavo a cinque conduttori (di controllo) e all'installazione delle due valvole a due vie e delle relative tubazioni.

Dove collocare il sistema?

Il "dove si va" è già stato descritto in un contributo al Installazione di osmosi e UV-C sono state descritte le unità.

La soluzione nel camper presumibilmente pieno "senza spazio" era semplice. Non tutti gli spazi liberi sono evidenti. A volte è necessario guardare dietro le quinte, ad esempio le coperture per la retroilluminazione, la rimozione dei cestini dei rifiuti, per trovare spazio nascosto ma libero qui o là, accessibile dall'esterno tramite un portello di servizio retrofittato.

Montaggio dell'unità filtro

La staffa dell'unità filtro può essere realizzata con un profilo a L in alluminio di 60 x 20 x 3 mm e una lunghezza minima di mm. I fori per il montaggio del filtro sono trasferiti dalla staffa originale.

Sul lato stretto del profilo a L sono praticati cinque fori (ciascuno leggermente sfalsato in altezza rispetto all'altro) per il fissaggio dell'unità a una parete laterale, ciascuno dei quali è dotato di tamponi in gomma di circa 4 mm di spessore, disaccoppiati dalle vibrazioni mediante viti Torx 5 x 25.

La gommapiuma autoadesiva, incollata alla parete a un'altezza di circa 10 cm (misurata dal pavimento), aiuta a smorzare le vibrazioni dell'alloggiamento del filtro.

Sotto i filtri devono essere lasciati circa 5 cm di spazio per poterli sostituire se necessario.

Attenzione: i raccordi di sinistra (ingresso 6 mm) e di destra (uscita 10 mm) sono fissati in direzioni opposte e non possono essere ruotati; per questo motivo è necessario assicurarsi che ci sia spazio sufficiente per il tubo di sinistra in modo che possa essere posato senza attorcigliarsi o, se necessario, inserito con un angolo di 90°.

Montaggio del filtro UV-C

L'installazione dell'unità di irradiazione UV-C con emissione di 254 nm con un UVT (Trasmissione UV) di 90 % è montato su due viti prigioniere ancorate al pavimento con staffe tubolari rivestite in gomma e quindi in grado di smorzare le vibrazioni.

L'unità UV-C deve essere allineata con il cavo rivolto verso l'unità di controllo e il cavo deve essere posato in un ampio raggio.

La scelta dei fori per le viti prigioniere deve consentire il collegamento di un angolo di 90° su entrambi i lati senza che si scontrino, ad esempio quando si chiude lo sportello di servizio.

Collegamento del filtro e dell'unità UV-C

Solo l'unità filtro ha un ingresso definito da 10 mm e un'uscita da 6 mm. L'unità UV-C può essere adattata alle tubature secondo le necessità tramite il raccordo da 1/2″.

Le tubazioni dei camper sono solitamente progettate con 15 mm. In questo caso, è stato ridotto a 12 mm, soprattutto perché alla fine dovrà essere ulteriormente ridotto a 10 mm o 6 mm.

Le sezioni del tubo non devono essere troppo corte quando si collegano i singoli riduttori. Almeno due centimetri consentono una flessibilità, seppur minima, e un facile inserimento degli anelli di sicurezza. Questi servono a proteggere dall'allentamento involontario del collegamento.

Quando si collegano i tubi ai connettori, assicurarsi che il tubo venga spinto nel connettore fino all'estremità (circa un centimetro) dopo aver superato la prima resistenza (le linguette di fissaggio).
A volte ci si sbaglia e si rimane estasiati da una fontana ...

Modifica elettrica dell'unità di controllo UV-C

L'unità visualizza il funzionamento e lo stato della sorgente di luce UV-C tramite LED. Questi devono essere installati esternamente in modo che siano visibili nell'area della cucina.

Il coperchio dell'alloggiamento può essere rimosso con cautela dopo aver allentato sei viti Phillips: L'elettronica e i LED sono fissati sul retro con due viti.
L'elettronica, fissata con due viti a croce, ospita il processore che monitora la durata della lampada UV-C e la NVRAM (memoria non volatile), che somma i tempi di funzionamento e si spegne di conseguenza alla durata impostata, ma controlla anche i tre LED di stato.

L'intero circuito viene alimentato con la tensione di esercizio solo tramite due cavi. Uno di questi conduce ancora all'interruttore di alimentazione.

La lampada di funzionamento è collegata all'alimentatore, fissato alla base dell'alloggiamento, tramite due cavi supplementari.

I due cavi per l'elettronica di comando, i due cavi per il LED di funzionamento e il secondo cavo (rosso) per l'interruttore di accensione/spegnimento devono essere posati nella zona della cucina con un cavo di comando a cinque conduttori.
Le canaline sono installate verticalmente verso il basso con pressacavi di tenuta.

L'apertura ormai vuota del LED di funzionamento deve essere chiusa con un apposito tappo.

L'elettronica di controllo dell'unità UV-C si inserisce nella scatola elettronica dell'impianto di osmosi, da cui si rimuove la pellicola adesiva sulla parte anteriore e, se necessario, la si sostituisce con un'altra autocostruita.
Tre fori esistenti nell'alloggiamento, praticati a 5 mm, ospitano i tre LED opportunamente piegati. La luce di funzionamento si inserisce in uno dei fori esistenti (qui in alto a destra).

I cavi vengono fatti passare attraverso il foro dell'alloggiamento per la striscia di connettori precedente.

Tubazioni

Per illustrare meglio le tubature:

Per semplicità, le riduzioni non sono indicate nel diagramma. L'installazione effettiva richiede solitamente gomiti e raccordi di transizione da ½" alla dimensione metrica del tubo, poiché tutti i raccordi sono progettati in ½".

Schema elettrico

I collegamenti elettrici sono spiegati nello schema grafico del circuito, comprensibile anche per i non addetti ai lavori:

Le valvole del motore possono essere cablate indipendentemente dalla polarità. Non appena viene applicata la tensione, indipendentemente dalla polarità, si avvia il processo di commutazione. Se la tensione viene disinserita, la valvola ritorna meccanicamente nella posizione di riposo.

L'unità UV-C deve essere collegata con la polarità corretta nell'alloggiamento (scatola di controllo). La modifica del circuito interno è descritta sopra. I fili viola rappresentano i collegamenti (fili rossi) sull'interruttore di alimentazione.

Sistema di controllo

In questo caso è stata scelta la soluzione SmartHome (Raspberry Pi e Homematic). In combinazione con il doppio pulsante, già utilizzato per l'accensione e lo spegnimento temporizzati, l'unità UV-C e il filtro vengono attivati tramite un canale con una breve pressione di un pulsante e disattivati con una pressione prolungata di un pulsante.

All'accensione, vengono attivate l'unità UV-C ed entrambe le valvole a 2 vie. La valvola in alto a destra nell'illustrazione collega quindi la pompa all'unità UV-C, mentre la valvola a sinistra collega l'uscita dell'unità di filtraggio al tubo dell'acqua di scarico.

Questo collegamento viene mantenuto per tutta la durata del lavaggio dell'unità di filtraggio. La valvola di sinistra commuta quindi l'uscita dell'unità di filtraggio nella derivazione verso il rubinetto. L'acqua priva di germi è quindi disponibile per il prelievo.

Al termine dell'estrazione dell'acqua, una pressione prolungata del pulsante ripristina entrambe le valvole senza attivarle, stabilendo un collegamento diretto tra la pompa e il rubinetto, bypassando l'unità UV-C e il filtro.

programmi

Sono necessari solo quattro piccoli programmi:

• Accensione dell'unità UV-C con un pulsante
• Spegnere l'unità UV-C con il pulsante
• Controllo del tempo di accensione
• Spegnimento del controllo orario

Dispositivi

Sono necessari un pulsante a 2 canali (ad es. HM-PB-2-WM55) e un attuatore di commutazione a 4 canali (HM-LC-Sw4-WM). I nomi dei canali sono stati scelti a caso e possono essere adattati a seconda delle esigenze.

Designazioni dei canali

• KU_TA_WP_K2 - Pulsante canale 2
• KU_SW_MV_UVC_K2 - Il canale 2 dell'attuatore di commutazione commuta l'elettrovalvola sull'unità UV-C
• KU_SW_UVC_LAMPE_K1 - L'attuatore di commutazione canale 1 commuta l'unità UV-C
• KU_SW_MV_ABW_K3 - Attuatore di commutazione canale 3 interruttori elettrovalvola per scarico acque reflue

Accensione dell'unità UV-C con un pulsante

Spegnere l'unità UV-C con il pulsante

Controllo del tempo di accensione

Premendo il pulsante si attiva l'elettrovalvola. A questo punto si attiva il programma seguente, che avvia l'accensione della lampada UV-C e l'azionamento della valvola di scarico per (in questo caso) 90 secondi, per poi passare al rubinetto dell'acqua una volta trascorso questo periodo.

Il tempo necessario per rimuovere completamente l'acqua stagnante dai filtri e il volume delle altre tubature prima di poter prelevare l'acqua fresca dipende da quanto sono pieni.

Spegnimento del controllo orario

Il programma viene avviato anche tramite la commutazione dell'elettrovalvola e spegne la lampada UV-C allo scadere del tempo impostato di 10 secondi (qui).

Ciò garantisce che tutti i germi presenti nell'unità UV-C siano stati distrutti in modo affidabile, escludendo così la possibilità di ricontaminazione.

Misura dei TDS

In relazione agli impianti di osmosi, il Misura dei TDS (Solidi totalmente disciolti) come prova di efficienza. I dispositivi di misurazione misurano quindi i componenti disciolti nell'acqua e li indicano in ppm (parti per milione) o in S (Siemens) a.
Circa 2 μS/cm corrispondono a 1 ppm (mg/L). Il fattore TDS per le acque superficiali è generalmente compreso tra 0,5 ... 0,8, con una media di 0,65, corrispondente a 280 μS/cm o 179 ppm.

Il risultato dipende dalla concentrazione e dalla mobilità degli ioni, nonché dalla temperatura della soluzione e, naturalmente, dalla qualità del dispositivo di misurazione e dalla sua precedente calibrazione.

Un dispositivo utile è, ad esempio, il PCE-PH 30 nella versione calibrata, comprensivo di valigetta e soluzioni di calibrazione, nonché di un certificato di calibrazione.

Mentre valori intorno ai 40 μS/cm sono considerati normali per l'acqua di osmosi, l'acqua del rubinetto ha valori compresi tra 170 ... 370 μS/cm. L'obiettivo della filtrazione dell'acqua - senza membrana di osmosi - dovrebbe quindi essere un valore intorno ai 200 ... 300 ppm, che si basa sul contenuto di minerali puri.
Anche la filtrazione meccanica fino a 0,01 o 0,02 μm consente di ottenere un livello di sterilità di circa 90 %.

Il trattamento UV-C porta alla distruzione di tutti i microrganismi, come batteri e virus. Con un irraggiamento sufficiente (per impedire la ricostruzione enzimatica del DNA danneggiato dai raggi UV da parte delle fotoliasi), è possibile ottenere una sterilità fino al 99,9999 %.

Costi di manutenzione

I costi di manutenzione per la sostituzione del filtro una volta all'anno sono molto limitati. La durata di vita della lampada UV-C è di 10.000 ore di funzionamento, il che significa un funzionamento continuo per oltre un anno, il che significa che una sostituzione in circa cinque anni dovrebbe essere più che sufficiente.

Conclusione

Se si vuole lasciare il sapore dell'acqua sostanzialmente inalterato, cioè mantenere il contenuto di minerali, ma si vuole comunque gustare l'acqua di qualsiasi origine senza germi, la soluzione alternativa qui illustrata è una buona scelta.