In plaats van een osmosesysteem in de camper ...

Leestijd 9 minuten

Bijgewerkt - 28 oktober 2024

Pompen in campers leveren vaak niet de nodige druk om een osmosesysteem te laten werken. Daarom wordt hier een alternatieve oplossing gepresenteerd die kan worden gebruikt met een conventionele drukpomp voor campers.

alternatief

Het alternatief bestaat uit dezelfde vier filters die gewoonlijk voor het osmosemembraan worden geplaatst: PP filter 10 µm (filters volgens de fabrikant - zand, onzuiverheden), GAC filter koolstoffilter (chloor, organische verontreinigingen, pesticiden, insecticiden, oplosmiddelen), CTO filter actieve kool 5 µm, UF filter 0,02 µm (bacteriën, virussen).

Het osmosemembraan en de twee daaropvolgende stadia van actieve kool en remineralisatie zijn weggelaten, net als alle andere technologie zoals de besturingseenheid, pomp, enz.
Voordeel: Mineralen blijven in het water, daarom veranderen smaak en geleidbaarheid niet en is de gebruikelijke remineralisatie niet nodig. Dit resulteert ook in een kostenvoordeel.

UV-C vervangt osmosemembraan

Een 254 nm UV-C systeem vervangt het osmosemembraan dat verantwoordelijk is voor de (relatieve) steriliteit. Met een optionele smoorklep kan de gewenste doorstroomsnelheid exact worden ingesteld, waardoor een steriliteitsniveau van meer dan 99,99 % kan worden bereikt.
In de praktijk is met een slangdiameter van 6 mm en de Shurflo 2095-204-412 drukpomp een debiet van 1,5 liter per minuut bereikt - zonder gebruik van een debietbegrenzer - wat onder de vereiste 1,6 liter per minuut ligt met betrekking tot het steriliteitsniveau van 99,99 %.

Functie van de filtereenheid

Aangezien de UV-C-eenheid met een UVT (UV-transmissie) van 90 % zich VOOR de filtereenheid bevindt, komt er geen met bacteriën besmet water bij de filterinzetstukken. Waarom hebben we dan filters nodig?

Welnu, enerzijds verwijdert UV-C-bestraling geen stoffen zoals hormonen, medicijnresten, pesticiden, enz., maar vernietigt het "slechts" de genetische code, het DNA van bacteriën en virussen. Anderzijds blijven er na UV-C-bestraling niet-reactiveerbare bacteriële/virale fragmenten over, die worden verwijderd door het laatste 0,02 µm filter (of optioneel beschikbaar filter van slechts 0,01 µm - ultrafiltratie).

Medicijnresten, hormonen en pesticiden worden echter bijvoorbeeld uitgefilterd door het 0,02 µm filtermembraan (zie ook de studie Verwijdering van steroïde microverontreinigingen door membraanfiltratie met behulp van op polymeer gebaseerde sferische actieve kool (PBSAC)). Daarom is deze filterfase essentieel!

Schakelen via 2-wegklep

Een gemotoriseerde tweewegklep schakelt tussen de waterbronnen van de tank en het UV-C-filtersysteem. In de ruststand verbindt de tweewegklep de tank en de kraan. Wanneer de tweewegklep naar UV-C wordt geschakeld, schakelt hij naar het UV-C-filtersysteem en de kraan.

Waarom is het belangrijk om op de polariteit van de elektrische klepaansluiting te letten? Het stroomverbruik in het motorhome moet aan de verbruikerskant zo laag mogelijk worden gehouden, omdat elektrische energie slechts in zeer beperkte mate beschikbaar is.
Daarom worden de meestal permanente paden naar de spanningsloze aftakking geleid, terwijl de spanningsloze toestand de tijdelijke verbindingspositie veroorzaakt.

Een tweede tweewegklep in de uitlaattak van de filtereenheid schakelt tussen de UV-C en filtereenheid naar de kraan om eventueel stilstaand water naar de afvalwatertank te transporteren voordat wordt overgeschakeld naar de kraan en het kiemvrije water wordt afgevoerd.

Dit kan via een timer of SmartHome. De tijdsperiode moet zo worden ingesteld dat de waterinhoud van de filtereenheid en het leidingwerk volledig gevuld is met vers water tegen de tijd dat het de kraanuitlaat bereikt.

In spanningsloze toestand moet de verbinding waterkraan filtereenheid actief zijn en in spanningsloze toestand overschakelen op afvalwater. De klep toont de huidige positie van de schuif via een kijkvenster aan de bovenkant en geeft de spanningsloze aansluitingen aan.

Maatregelen voor verbouwing

De benodigde wijzigingen zijn beperkt tot de vervaardiging van een nieuwe houder voor de filtereenheid bestaande uit de vier hierboven beschreven filters, de verplaatsing van het display van het UV-C-systeem naar een centrale locatie in de keukenruimte van het motorhome via een vijfaderige (besturings)kabel, en de installatie van de twee tweewegkleppen en het bijbehorende leidingwerk.

Waar moet het systeem komen?

De "waarheen" is al beschreven in een bijdrage aan de Installatie van osmose en UV-C eenheden beschreven.

De oplossing in de zogenaamd volle "no-space" camper was eenvoudig. Niet alle vrije ruimtes zijn vanzelfsprekend. Soms moet je achter de schermen kijken, bijv. door afdekkingen te verwijderen, afvalbakken te verwijderen, om hier of daar verborgen maar vrije ruimte te vinden die van buitenaf toegankelijk is via een achteraf aangebracht serviceluik.

De filtereenheid monteren

De beugel voor de filtereenheid kan worden gemaakt van een aluminium L-profiel van 60 x 20 x 3 mm en een minimale lengte van mm. De gaten voor de filterbevestiging zijn overgenomen van de originele beugel.

De smalle kant van het L-profiel is geboord met vijf gaten (elk iets verschoven in hoogte ten opzichte van elkaar) om de eenheid aan een zijwand te bevestigen, elk met rubberen buffers van ongeveer 4 mm dikte om trillingen te ontkoppelen, met Torx-schroeven 5 x 25.

Zelfklevend schuimrubber, dat op een hoogte van ongeveer 10 cm (gemeten vanaf de vloer) tegen de muur wordt geplakt, helpt om de trillingen van de filterbehuizing te dempen.

Onder de filters moet ongeveer 5 cm ruimte overblijven zodat ze indien nodig vervangen kunnen worden.

Let op: de linker (inlaat 6 mm) en rechter (uitlaat 10 mm) aansluitingen zijn in tegengestelde richting bevestigd en kunnen niet worden gedraaid. Daarom moet u ervoor zorgen dat er voldoende ruimte is voor de linkerslang, zodat deze zonder knikken kan worden gelegd of, indien nodig, in een hoek van 90° kan worden geplaatst.

UV-C-filter monteren

De installatie van de 254 nm uitstralende UV-C-bestralingseenheid met een UVT (UV-transmissie) van 90 % is gemonteerd op twee stokschroeven die in de vloer zijn verankerd met buisbeugels die met rubber zijn bekleed en daardoor trillingen dempen.

Het UV-C-apparaat moet worden uitgelijnd met de kabel in de richting van het besturingstoestel en de kabel moet in een ruime straal worden gelegd.

De keuze van de gaten voor de stokbouten moet het mogelijk maken om aan beide zijden een hoek van 90° te maken zonder dat ze tegen elkaar botsen, bijvoorbeeld bij het sluiten van de serviceklep.

Aansluiting voor filter en UV-C-eenheid

Alleen de filtereenheid heeft een gedefinieerde 10 mm inlaat en 6 mm uitlaat. De UV-C eenheid kan naar wens worden aangepast aan het leidingwerk via de 1/2″ aansluiting.

Leidingen voor campers worden meestal ontworpen met 15 mm. In dit geval werd het teruggebracht tot 12 mm, vooral omdat het uiteindelijk verder moet worden teruggebracht tot 10 mm of 6 mm.

De slangdelen mogen niet te kort zijn bij het aansluiten van de afzonderlijke verloopstukken. Er moet minstens twee centimeter ruimte zijn voor flexibiliteit, al is het maar een beetje, en voor het gemakkelijk inbrengen van de borgringen. Deze dienen als bescherming tegen onbedoeld losraken van de verbinding.

Wanneer u de slangen op de connectors aansluit, moet u ervoor zorgen dat de slang tot het einde (ongeveer een centimeter) in de connector wordt gedrukt nadat de eerste weerstand (de bevestigingslipjes) is overwonnen.
Soms vergis je je en ben je blij met een fontein ...

Elektrische modificatie van de UV-C besturingseenheid

Het apparaat geeft de functie en status van de UV-C lichtbron weer via LED's. Deze moeten extern worden geïnstalleerd zodat ze zichtbaar zijn in de keukenruimte.

Het deksel van de behuizing kan voorzichtig worden verwijderd door zes kruiskopschroeven los te draaien: De elektronica en LED's zijn met twee schroeven aan de achterkant bevestigd.
De elektronica, die met twee kruiskopschroeven is bevestigd, bevat de processor die de levensduur van de UV-C-lamp bewaakt en het NVRAM (niet-vluchtig geheugen), dat de bedrijfstijden optelt en uitschakelt bij de ingestelde levensduur, maar ook de drie status-LED's aanstuurt.

Het hele circuit krijgt alleen bedrijfsspanning via twee kabels. Eén daarvan leidt nog steeds naar de voedingsschakelaar.

De werklamp is via twee extra kabels verbonden met de ballast, die aan de basis van de behuizing is bevestigd.

De twee kabels voor de besturingselektronica, de twee kabels voor de bedrijfs-LED en de tweede (rode) kabel voor de aan/uit-schakelaar moeten in de keuken worden gelegd met een vijfaderige besturingskabel.
Kabelgoten worden verticaal naar beneden geïnstalleerd met afdichtende kabelwartels.

De nu lege opening van de bedrijfsled moet worden afgesloten met een geschikte afdekkap.

De besturingselektronica van de UV-C-eenheid past in de elektronicabox van het osmosesysteem, waarvan de plakfolie aan de voorkant wordt verwijderd en, indien nodig, vervangen door een zelfgemaakt exemplaar.
Drie bestaande gaten in de behuizing, uitgeboord tot 5 mm, bieden plaats aan de drie passend gebogen LED's. De werklamp past in een van de bestaande gaten (hier rechtsboven).

De kabels worden door de uitsparing in de behuizing geleid voor de voormalige connectorstrip.

Leidingen

Om het leidingwerk duidelijker te illustreren:

Omwille van de eenvoud zijn reducties niet in het diagram weergegeven. De werkelijke installatie vereist meestal ellebogen en overgangsfittingen van ½" naar de metrische slangmaat, aangezien alle fittingen ontworpen zijn in ½".

Schakelschema

De elektrische aansluitingen worden uitgelegd in het grafische schakelschema, dat zelfs voor technische leken gemakkelijk te begrijpen is:

De motorkleppen kunnen ongeacht de polariteit worden aangesloten. Zodra er spanning op komt te staan, ongeacht de polariteit, begint het schakelproces. Als de spanning wordt uitgeschakeld, keert de klep mechanisch terug naar de ruststand.

Het UV-C-apparaat moet met de juiste polariteit worden aangesloten in de behuizing (regelkast). De wijziging van het interne circuit is hierboven beschreven. De paarse draden vertegenwoordigen de aansluitingen (rode draden) op de stroomschakelaar.

Besturingssysteem

Hier is gekozen voor de SmartHome-oplossing (Raspberry Pi en Homematic). In combinatie met de dubbele drukknop, die al wordt gebruikt voor tijdgestuurd in- en uitschakelen, worden de UV-C en de filtereenheid via een kanaal geactiveerd met een korte druk op de knop en gedeactiveerd met een lange druk op de knop.

Bij het inschakelen worden de UV-C-eenheid en beide 2-wegkleppen ingeschakeld. De klep rechtsboven in de afbeelding verbindt dan de pomp met de UV-C-eenheid, terwijl de klep links de uitlaat van de filtereenheid verbindt met de afvalwaterleiding.

Deze verbinding blijft in stand tijdens het spoelen van de filtereenheid. De linker klep schakelt vervolgens de uitlaat van de filtereenheid om naar de aftakking naar de kraan. Er kan dan kiemvrij water worden afgenomen.

Als het water is afgezogen, worden beide kleppen gereset door lang op de knop te drukken zonder ze te activeren, waardoor er een directe verbinding ontstaat tussen de pomp en de kraan, zonder de UV-C en filtereenheid.

programma's

Er zijn slechts vier kleine programma's nodig:

• De UV-C-eenheid inschakelen met een knop
• Schakel het UV-C-apparaat uit met de knop
• Inschakeltijdregeling
• Tijdcontrole uitschakelen

Apparaten

Er is een 2-voudige drukknop (bijv. HM-PB-2-WM55) en een 4-voudige schakelactor (HM-LC-Sw4-WM) nodig. De namen van de kanalen zijn willekeurig gekozen en kunnen naar wens worden aangepast.

Kanaalaanduidingen

• KU_TA_WP_K2 - Drukknopkanaal 2
• KU_SW_MV_UVC_K2 - Schakelactor kanaal 2 schakelt magneetventiel naar UV-C eenheid
• KU_SW_UVC_LAMPE_K1 - Schakelactor kanaal 1 schakelt UV-C eenheid
• KU_SW_MV_ABW_K3 - Schakelactor kanaal 3 schakelt magneetventiel voor vuilwaterafvoer

De UV-C-eenheid inschakelen met een knop

Schakel het UV-C-apparaat uit met de knop

Inschakeltijdregeling

Door op de knop te drukken wordt het magneetventiel geschakeld. Dit activeert op zijn beurt het volgende programma, dat de UV-C-lamp inschakelt en de afvalwaterkraan gedurende (in dit geval) 90 seconden bedient en na deze tijd overschakelt naar de kraan.

De tijd die nodig is om het stilstaande water volledig uit de filters en het volume van de andere leidingen te verwijderen voordat er vers water kan worden afgetapt, hangt af van de hoeveelheid water in de filters.

Tijdcontrole uitschakelen

Het programma wordt ook gestart door het magneetventiel te schakelen en schakelt de UV-C lamp uit nadat de ingestelde tijd van 10 seconden (hier) is verstreken.

Dit zorgt ervoor dat alle ziektekiemen in de UV-C-eenheid op betrouwbare wijze zijn vernietigd, waardoor de mogelijkheid van herbesmetting wordt uitgesloten.

TDS-meting

In verband met osmosesystemen is de TDS-meting (Totaal opgeloste vaste stoffen) als bewijs van efficiëntie. De meetapparaten meten daarom de componenten die in het water zijn opgelost en geven deze aan in ppm (delen per miljoen) of in S (Siemens) naar.
Ongeveer 2 μS/cm staat voor 1 ppm (mg/L). De TDS-factor voor oppervlaktewater ligt over het algemeen tussen 0,5 ... 0,8, gemiddeld 0,65, wat overeenkomt met 280 μS/cm of 179 ppm.

Het resultaat hangt af van de concentratie en mobiliteit van de ionen, maar ook van de temperatuur van de oplossing en natuurlijk van de kwaliteit van het meetapparaat en de eerdere ijking ervan.

Een handig apparaat is bijvoorbeeld de PCE-PH 30 in de gekalibreerde versie, inclusief koffer en kalibratieoplossingen, evenals een kalibratiecertificaat.

Terwijl waarden rond 40 μS/cm als normaal worden beschouwd voor osmosewater, heeft leidingwater tussen 170 ... 370 μS/cm. 370 μS/cm. Het doel van waterfiltratie - zonder een osmosemembraan - moet daarom een waarde rond de 200 ... 300 ppm, die gebaseerd is op het gehalte aan zuivere mineralen.
Mechanische filtratie tot 0,01 of 0,02 μm bereikt ook een steriliteitsniveau van ongeveer 90 %.

Behandeling met UV-C leidt tot de vernietiging van alle micro-organismen zoals bacteriën en virussen. Met voldoende bestraling (om de enzymatische reconstructie van door UV-straling beschadigd DNA door fotolyasen te voorkomen) kan een steriliteit tot 99,9999 % worden bereikt.

Onderhoudskosten

De onderhoudskosten voor het eenmaal per jaar vervangen van het filter zijn zeer beperkt. De levensduur van de UV-C-lamp is 10.000 bedrijfsuren, wat betekent dat de lamp meer dan een jaar continu werkt, wat betekent dat een vervanging na ongeveer vijf jaar meer dan voldoende zou moeten zijn.

Conclusie

Als je de smaak van het water grotendeels onaangetast wilt laten, d.w.z. het mineraalgehalte wilt behouden, maar toch wilt genieten van water van welke oorsprong dan ook zonder ziektekiemen, dan is de alternatieve oplossing die hier wordt getoond een goede keuze.