Natura kamienia kotłowegoKamień kotłowy składa się z :
- węglanów wapnia i magnezu (CaCO3, MgCO3);
- siarczanów wapnia i magnezu (CaSO4, MgSO4);
- fosforanów wapnia i magnezu (Ca3(PO4)2, Mg3(PO4)2);
- krzemianów wapnia i magnezu (CaSiO2, MgSiO2);
- wodorotlenek magnezu Mg(OH)2
Kamień kotłowy powstaje w wodzie o dużej twardości, tzn. zawartości wodorowęglanów oraz jonów wapnia i magnezu. Występowanie tych związków, w połączeniu z podwyższoną temperaturą stwarza warunki do reakcji, w których wytrącają się nierozpuszczalne osady związków (podane powyżej).
Kamień osadza się na elementach metalowych – rury stalowe, elementy grzewcze, wnętrza grzejników, metalowe części urządzeń wodnych (pralek, zmywarek), armatura. Kamień wytrąca się tam, gdzie woda ma podwyższoną temperaturę; natomiast osadza się tam, gdzie na rurach występują duże nierówności (rura jest chropowata i cząsteczki osadów mają miejsce na osadzenie). Na osadzanie kamienia kotłowego najbardziej podatne są stare rury stalowe, szczególnie wykonane ze stali czarnej. Nie są natomiast podatne przewody z miedzi i tworzyw sztucznych (ze względu na znaczną gładkość).
Cząstki kamienia osadzone już na rurach przyciągają kolejne (na zasadzie oddziaływań elektrostatycznych) – istniejąca warstwa kamienia kotłowego ułatwia więc jego dalsze odkładanie.
Dlaczego kamień kotłowy jest niepożądany:
- stwarza warunki korozyjne, wpływa więc na łatwiejsze niszczenie rur i urządzeń (przede wszystkim pralek i zmywarek);
- osadzając się na rurach, zmniejsza ich przekrój, co jednocześnie powoduje zwiększenie prędkości wody – te dwa czynniki wpływają na większe opory przepływu. Większe opory przepływu oznaczają większe spadki ciśnienia – może się więc okazać, że woda nie dopływa w wystarczającym stopniu do wszystkich odbiorników;
- kamień ma małą przepuszczalność cieplną – osadzając się wewnątrz elementów instalacji grzewczej obniża jej wydajność, ponieważ mniej ciepła może przeniknąć przez pokryte kamieniem ścianki urządzeń. Warstwa kamienia kotłowego o grubości 1 mm powoduje zmniejszenie wydajności o ok. 46%.
Kamień kotłowy można usuwać na kilka sposobów
Jednym z nich jest metoda „profilaktyczna”, polegająca na usuwaniu z wody składników twardości (wapnia i magnezu) – zmiękczeniu wody. Nie mając niezbędnych składników, kamień nie powstanie. Problemowym zagadnieniem jest tu fakt, że zmiękczenie wody oznacza jej demineralizację (usunięcie substancji mineralnych pożądanych dla organizmu). Dlatego o ile metodę tę można zastosować do wody grzewczej, o tyle nie nadaje się ona do wód użytkowych.
Możliwe jest też zmiękczenie wody metodami chemicznymi, przede wszystkim za pomocą pochodnych kwasu ortofosforowego (np. fosforanu sodu) oraz substancji opartych na kwasach organicznych. Odczynniki do usuwania kamienia kotłowego na ortofosforanów są jednakże dość kosztowne. Dlatego znaczną popularnością cieszą się metody fizyczne oparte na magnetyzmie.
Zasada pracy magnetyzera (odkamieniacza)
Magnetyzery to urządzenia, których konstrukcja pozwala na zainstalowanie ich w instalacji domowej w dowolnym momencie. Są to odcinki rur wyposażone w tzw. stos magnetyczny, czyli układ magnesów stałych i zakończone kołnierzem lub gwintem.
Magnetyzer wytwarza stałe pole magnetyczne, które oddziałuje na cząsteczki przepływającej wody – pod jego wpływem tworzą one skupiska (aglomeraty) naładowane elektrycznie. Siły elektrostatyczne takiego skupiska są silniejsze niż siły utrzymujące cząsteczki wapnia i magnezu w złogach kamienia kotłowego. Dzięki temu wapń i magnez są nie tylko przyciągane do aglomeratów wodnych (nie mogą się osadzać i tworzyć kamienia), ale też wyrywane z już istniejących złóż (usuwanie kamienia). Magnetyzer wykonany jest z odpowiedniej odmiany stali, zabezpieczonej odpowiednią powłoką cynkową przed skutkami korozji.
Ponieważ magnetyzer uniemożliwia węglanowi wapnia i innym związkom nierozpuszczalnym osadzanie na ścianach rur, związki te w postaci drobnej zawiesiny płyną rurami wraz z wodą. Warto poradzić sobie z tym problemem, stosując tzw. filtry magnetyczne. Pozwalają one na dwuetapowe usuwanie zanieczyszczeń – mechaniczne (osadzanie na specjalnej siatce) oraz magnetyczne – wychwytywanie cząstek w specjalne „pułapki magnetyczne”. Takie rozwiązanie nie tylko usprawnia pracę magnetyzera, ale też przyczynia się do ogólnej jakości wody.
Skuteczność pola magnetycznego w usuwaniu kamienia kotłowego potwierdzona jest przez badania naukowe. Eksploatacja zarówno magnetyzera jak i filtra jest bardzo prosta – oba urządzenia wymagają okresowych przeglądów i – jeśli jest konieczne – oczyszczenia. Z magnetyzera trzeba usunąć związki żelaza, a z filtra – nagromadzone osady (ewentualnie dokonać wymiany siatki filtrującej).
Dobór magnetyzera
Magnetyzer dobiera się – zależnie od prędkości wody – na przepływ. Każdy magnetyzer jest przeznaczony do obsługi instalacji o przepływie z określonego zakresu. Najlepiej, kiedy wartość przepływu w danej instalacji jest bliska środkowi zakresu. Przykładowo, dla przepływu 7 m³/h należy dobrać magnetyzer, którego zakres przepływu to 3,6–13,5 m³/h. W rzeczywistości, dla instalacji domowych nie mamy takiego problemu, ponieważ stosuje się dla nich małe magnetyzery, da których określona jest górna wartość przepływu. Wówczas powinno się dobrać magnetyzer tak, by wartość przepływu w instalacji była jak najbliższa połowie wartości podanej dla magnetyzera.
| przepływ w instalacji należy | dobrać magnetyzer na przepływ : |
| 0,5 m³/h | <1,4 m³/h |
| 1,0 m³/h | <1,4 m³/h |
| 1,2 m³/h | <3,6 m³/h |
| 1,5 m³/h | <3,6 m³/h |
Ważnymi parametrami magnetyzera są też jego całkowita długość (podawana w mm) oraz waga.
Bardzo istotne jest miejsce montażu magnetyzera – obok prawidłowego doboru przepływu jest to parametr, który decyduje o prawidłowej pracy magnetyzera. Miejsce montażu powinno być określone przez projektanta lub instalatora. Magnetyzer jest montowany w miejsce odcinka rury odpowiedniej długości. Małe magnetyzery stosowane w instalacjach domowych montowane są na gwint – ½", ¾", 1", 1¼", 1½" .
