Em vez de um sistema de osmose na autocaravana ...

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Aktualisiert – Oktober 28, 2024

As bombas instaladas nas autocaravanas muitas vezes não fornecem a pressão necessária para operar um sistema de osmose. Por esta razão, é apresentada aqui uma solução alternativa que pode ser operada com uma bomba de pressão convencional de autocaravana.

alternativa

A alternativa consiste nos mesmos quatro filtros que estão normalmente dispostos à frente da membrana de osmose: Filtro PP 10 µm (filtra de acordo com o fabricante - areia, impurezas), filtro GAC filtro de carbono (cloro, poluentes orgânicos, pesticidas, insecticidas, solventes), filtro CTO carvão ativado 5 µm, filtro UF 0,02 µm (bactérias, vírus).

A membrana de osmose e as duas fases subsequentes de carvão ativado e remineralização são omitidas, assim como toda a restante tecnologia, como a unidade de controlo, a bomba, etc.
Vantagem: Os minerais permanecem na água, pelo que nem o sabor nem a condutividade são alterados e a remineralização habitual é desnecessária. Isto também resulta numa vantagem em termos de custos de consumo.

UV-C substitui a membrana de osmose

Um sistema UV-C de 254 nm substitui a membrana de osmose responsável pela esterilidade (relativa). Uma válvula de estrangulamento opcional permite a regulação exacta do caudal desejado, o que permite obter um nível de esterilidade superior a 99,99 %.
Na prática, com um diâmetro de mangueira de 6 mm e a bomba de pressão Shurflo 2095-204-412, conseguiu-se um caudal de 1,5 litros por minuto - sem a utilização de um limitador de caudal - que é inferior aos 1,6 litros por minuto exigidos em relação ao nível de esterilidade 99,99 %.

Função da unidade de filtragem

Como a unidade UV-C com uma transmissão UVT (UV transmission) de 90 % está localizada ANTES da unidade de filtragem, nenhuma água contaminada por germes chega aos elementos filtrantes. Então, porque é que ainda precisamos dos filtros?

Bem, por um lado, a irradiação UV-C não remove substâncias como hormonas, resíduos de medicamentos, pesticidas, etc., mas "apenas" destrói o código genético, o ADN das bactérias e dos vírus. Por outro lado, permanecem fragmentos bacterianos/virais não reactiváveis após a irradiação UV-C, que são removidos pelo último filtro de 0,02 µm (ou filtro opcional de apenas 0,01 µm - ultrafiltração).

No entanto, os resíduos de medicamentos, as hormonas e os pesticidas são filtrados pela membrana filtrante de 0,02 µm, por exemplo (ver também o estudo Remoção de micropoluentes esteróides por filtração por membrana assistida por carvão ativado esférico à base de polímeros (PBSAC)). É por isso que esta fase de filtragem é essencial!

Comutação através de válvula de 2 vias

Uma válvula de duas vias motorizada comuta entre o depósito e as fontes de água do sistema de filtragem UV-C. No modo inativo, a válvula de duas vias liga o reservatório e a torneira. Quando comutada para UV-C, a válvula de duas vias muda para o sistema de filtragem UV-C e para a torneira.

Porque é que é importante prestar atenção à polaridade da ligação da válvula eléctrica? O consumo de energia na autocaravana deve ser mantido o mais baixo possível do lado do consumidor, uma vez que a energia eléctrica só está disponível de forma muito limitada.
Por esta razão, os caminhos normalmente permanentes são encaminhados para o ramo que está energizado sem tensão, enquanto o estado energizado provoca a posição de ligação temporária.

Uma segunda válvula de duas vias no ramo de saída da unidade de filtragem comuta entre a unidade UV-C e a unidade de filtragem para a torneira, de modo a transportar qualquer água estagnada para o tanque de águas residuais antes de mudar para a torneira e descarregar a água sem germes.

Isto pode ser feito através de um temporizador ou do SmartHome. O período de tempo deve ser definido de modo a que o conteúdo de água da unidade de filtragem e da tubagem esteja completamente cheio de água fresca no momento em que chega à saída da torneira.

Quando desenergizada, a ligação da torneira de água unidade de filtragem deve estar ativa e comutada para águas residuais quando energizada. A válvula apresenta a posição atual do seletor através de uma janela de visualização na parte superior e indica as ligações desactivadas.

Medidas de remodelação

As modificações necessárias limitam-se ao fabrico de um novo suporte para a unidade de filtragem constituída pelos quatro filtros acima descritos, à deslocação da unidade de visualização do sistema UV-C para um ponto central na zona da cozinha da autocaravana, através de um cabo (de controlo) de cinco fios, e à instalação das duas válvulas de duas vias e respectivas tubagens.

Onde colocar o sistema?

O "onde fazer" já foi descrito numa contribuição para o Instalação de osmose e UV-C unidades foram descritas.

A solução na autocaravana supostamente cheia "sem espaço" era simples. Nem todos os espaços livres são óbvios. Por vezes, é preciso olhar para os bastidores, por exemplo, para as coberturas de retroiluminação, para retirar os caixotes do lixo, para encontrar um espaço escondido, mas livre, aqui ou ali, ao qual se pode aceder do exterior através de uma escotilha de serviço adaptada.

Montagem da unidade de filtragem

O suporte da unidade de filtragem pode ser fabricado a partir de um perfil em L de alumínio com 60 x 20 x 3 mm e um comprimento mínimo de mm. Os orifícios para a montagem do filtro são transferidos do suporte original.

O lado mais estreito do perfil em L é perfurado com cinco orifícios (cada um ligeiramente deslocado um do outro em altura) para fixar a unidade a uma parede lateral, cada um com amortecedores de borracha de cerca de 4 mm de espessura, desacoplados das vibrações, utilizando parafusos Torx 5 x 25.

A espuma de borracha auto-adesiva, que é colada à parede a uma altura de cerca de 10 cm (medida a partir do chão), ajuda a amortecer a vibração da caixa do filtro.

Deve ser deixado um espaço de cerca de 5 cm por baixo dos filtros para que possam ser substituídos, se necessário.

Atenção: as ligações à esquerda (entrada 6 mm) e à direita (saída 10 mm) são fixadas em direcções opostas e não podem ser rodadas, pelo que é necessário garantir que existe espaço suficiente para a mangueira da esquerda, para que possa ser colocada sem dobrar ou, se necessário, inserida num ângulo de 90°.

Montagem do filtro UV-C

A instalação da unidade de irradiação UV-C de emissão de 254 nm com um UVT (Transmissão UV) de 90 % é montado em dois parafusos de suspensão ancorados no chão com suportes tubulares revestidos de borracha e, portanto, com amortecimento de vibrações.

A unidade UV-C deve ser alinhada com o cabo a apontar para a unidade de controlo e o cabo deve ser colocado num raio largo.

A escolha dos orifícios para os parafusos de suspensão deve permitir a ligação de um ângulo de 90° em ambos os lados sem que estes colidam, por exemplo, ao fechar a tampa de serviço.

Ligação do filtro e da unidade UV-C

Apenas a unidade de filtragem tem uma entrada definida de 10 mm e uma saída de 6 mm. A unidade UV-C pode ser adaptada à tubagem conforme necessário através da ligação de 1/2″.

As tubagens das autocaravanas são normalmente concebidas com 15 mm. Neste caso, foi reduzida para 12 mm, especialmente porque, em última análise, tem de ser reduzida para 10 mm ou 6 mm.

As secções da mangueira não devem ser demasiado curtas quando se ligam os redutores individuais. Pelo menos dois centímetros permitem uma flexibilidade, ainda que ligeira, e uma fácil inserção dos anéis de retenção. Estes servem de proteção contra um afrouxamento involuntário da ligação.

Ao ligar as mangueiras aos conectores, certifique-se de que a mangueira é empurrada para dentro do conetor até ao fim (cerca de um centímetro) depois de ultrapassar a primeira resistência (as patilhas de retenção).
Por vezes, enganamo-nos e ficamos encantados com uma fonte ...

Alteração eléctrica da unidade de controlo UV-C

O aparelho indica o funcionamento e o estado da fonte de luz UV-C através de LEDs. Estes devem ser instalados no exterior, de modo a serem visíveis na zona da cozinha.

A tampa da caixa pode ser cuidadosamente removida depois de desapertados seis parafusos Phillips: O sistema eletrónico e os LEDs são fixados na parte de trás com dois parafusos.
O sistema eletrónico, que é fixado com dois parafusos Phillips, aloja o processador que monitoriza a vida útil da lâmpada UV-C e a NVRAM (memória não volátil), que soma os tempos de funcionamento e desliga em conformidade com a vida útil definida, mas também controla os três LEDs de estado.

O circuito completo só é alimentado com tensão de funcionamento através de dois cabos. Um deles conduz ainda ao interrutor de alimentação.

A luz de funcionamento está ligada ao balastro, que está fixado na base da caixa, através de dois cabos adicionais.

Os dois cabos para o sistema eletrónico de comando, os dois cabos para o LED de funcionamento e o segundo cabo (vermelho) para o interrutor de ligar/desligar devem ser colocados na zona da cozinha com um cabo de comando de cinco fios.
As condutas de cabos são instaladas verticalmente para baixo com bucins de vedação.

A abertura agora vazia do LED de funcionamento deve ser fechada com uma tampa de cobertura adequada.

A eletrónica de controlo da unidade UV-C encaixa na caixa eletrónica do sistema de osmose, da qual se retira a película adesiva na parte da frente e, se necessário, se substitui por uma feita pelo próprio.
Três orifícios existentes na caixa, perfurados a 5 mm, acomodam os três LEDs adequadamente dobrados. A luz de funcionamento encaixa num dos orifícios existentes (aqui em cima à direita).

Os cabos são encaminhados através do recorte da caixa para a antiga régua de conectores.

Tubagem

Para ilustrar melhor a tubagem:

Por uma questão de simplicidade, as reduções não são apresentadas no diagrama. A instalação efectiva requer normalmente cotovelos e acessórios de transição de ½" para a dimensão métrica do tubo flexível, uma vez que todos os acessórios são concebidos em ½".

Diagrama de circuito

As ligações eléctricas são explicadas no diagrama gráfico do circuito, que também é compreensível para leigos técnicos:

As válvulas motoras podem ser ligadas independentemente da polaridade. Assim que a tensão é aplicada, independentemente da polaridade, o processo de comutação inicia-se. Se a tensão for desligada, a válvula regressa mecanicamente à posição de repouso.

A unidade UV-C deve ser ligada com a polaridade correta na caixa (caixa de controlo). A modificação do circuito interno é descrita acima. Os fios roxos representam as ligações (fios vermelhos) no interrutor de alimentação.

Sistema de controlo

Neste caso, foi escolhida a solução SmartHome (Raspberry Pi e Homematic). Em conjunto com o botão de pressão duplo, que já é utilizado para ligar e desligar com controlo de tempo, o UV-C e a unidade de filtragem são activados através de um canal com uma pressão curta de um botão e desactivados com uma pressão longa de um botão.

Ao ligar, a unidade UV-C e ambas as válvulas de 2 vias são ligadas. A válvula superior direita na ilustração liga então a bomba à unidade UV-C, enquanto a válvula esquerda liga a saída da unidade de filtragem ao tubo de águas residuais.

Esta ligação mantém-se durante o período de lavagem do filtro. A válvula da esquerda muda então a saída da unidade de filtragem para o ramal da torneira. A água sem germes está então disponível para ser retirada.

Quando a extração de água estiver concluída, uma pressão longa no botão reinicia ambas as válvulas sem as energizar, estabelecendo uma ligação direta entre a bomba e a torneira, contornando a unidade UV-C e o filtro.

programas

São necessários apenas quatro pequenos programas:

• Ligar a unidade UV-C com um botão
• Desligar a unidade UV-C utilizando o botão
• Controlo do tempo de ligação
• Interruptor de controlo horário desligado

Dispositivos

É necessário um botão de pressão de 2 canais (por exemplo, HM-PB-2-WM55) e um atuador de comutação de 4 canais (HM-LC-Sw4-WM). Os nomes dos canais foram escolhidos aleatoriamente e podem ser adaptados conforme necessário.

Designações de canais

• KU_TA_WP_K2 - Canal de botão de pressão 2
• KU_SW_MV_UVC_K2 - O canal 2 do atuador de comutação comuta a válvula solenoide para a unidade UV-C
• KU_SW_UVC_LAMPE_K1 - O canal 1 do atuador de comutação comuta a unidade UV-C
• KU_SW_MV_ABW_K3 - Atuador de comutação canal 3 comuta válvula solenoide para drenagem de águas residuais

Ligar a unidade UV-C com um botão

Desligar a unidade UV-C utilizando o botão

Controlo do tempo de ligação

Premir o botão liga a válvula solenoide. Esta, por sua vez, acciona o programa seguinte, que inicia a ligação da lâmpada UV-C e o funcionamento da válvula de águas residuais durante (neste caso) 90 segundos e muda para a torneira de água depois de decorrido este período.

O tempo necessário para remover completamente a água estagnada dos filtros e o volume das outras tubagens antes de se poder retirar água fresca depende do seu grau de enchimento.

Interruptor de controlo horário desligado

O programa também é iniciado através da comutação da válvula solenoide e desliga a lâmpada UV-C depois de decorrido o tempo definido de 10 segundos (aqui).

Isto garante que todos os germes na unidade UV-C foram destruídos de forma fiável, excluindo assim a possibilidade de recontaminação.

Medição de TDS

Em relação aos sistemas de osmose, o Medição de TDS (Sólidos Totalmente Dissolvidos) como prova de eficiência. Assim, os aparelhos de medição medem os componentes dissolvidos na água e indicam-nos em ppm (partes por milhão) ou em S (Siemens) para.
Aproximadamente 2 μS/cm correspondem a 1 ppm (mg/L). O fator TDS para as águas de superfície situa-se geralmente entre 0,5 ... 0,8, com uma média de 0,65, o que corresponde a 280 μS/cm ou 179 ppm.

O resultado depende da concentração e da mobilidade dos iões, bem como da temperatura da solução e, naturalmente, da qualidade do dispositivo de medição e da sua calibração prévia.

Um dispositivo útil é, por exemplo, o PCE-PH 30 na versão calibrada, incluindo estojo e soluções de calibração, bem como um certificado de calibração.

Enquanto valores à volta de 40 μS/cm são considerados normais para a água de osmose, a água da torneira tem entre 170 ... 370 μS/cm. O objetivo da filtragem da água - sem uma membrana de osmose - deve, portanto, ser um valor de cerca de 200 ... 300 ppm, que se baseia no conteúdo mineral puro.
A filtração mecânica até 0,01 ou 0,02 μm também atinge um nível de esterilidade de cerca de 90 %.

O tratamento UV-C leva à destruição de todos os microrganismos, tais como bactérias e vírus. Com uma irradiância suficiente (para evitar a reconstrução enzimática de ADN danificado por UV por fotolases), é possível obter uma esterilidade até 99,9999 %.

Custos de manutenção

Os custos de manutenção para substituir o filtro uma vez por ano são muito limitados. A vida útil da lâmpada UV-C é de 10.000 horas de funcionamento, o que significa um funcionamento contínuo durante mais de um ano, o que significa que uma substituição em cerca de cinco anos deve ser mais do que suficiente.

Conclusão

Se quiser deixar o sabor da água praticamente inalterado, ou seja, manter o conteúdo mineral, mas continuar a querer desfrutar de água de qualquer origem sem germes, a solução alternativa aqui apresentada é uma boa escolha.