Filtracja wody w instalacjach mgłowych – dysze, kamień i odwadnianie zimą

Instalacja mgłowa wytwarza krople tak drobne, że odparowują w powietrzu, zanim opadną. Wymaga to wody pod wysokim ciśnieniem i dysz o bardzo małych otworach. Ten sam mały otwór jest najsłabszym punktem instalacji: ziarnko piasku, płatek rdzy czy osad kamienia wystarczą, aby dysza zaczęła kapać, pluć strugą albo całkiem przestała pracować.

W artykule opisujemy, jak dobrać filtrację do dysz mgłowych, co zrobić z kamieniem, jak przygotować linię do zimy oraz jakie dysze mgłowe są w katalogu B4S, EUSPRAY i IKEUCHI.

Dlaczego dysze mgłowe są tak wrażliwe

Przepływy dysz mgłowych liczy się w litrach na godzinę, a nie na minutę. Dysza B4S 1/4 HCF1.3 podaje 6,4 l/⁠h przy 10 bar, czyli około 0,1 l/⁠min – kilkadziesiąt razy mniej niż typowa dysza płaskostrumieniowa do mycia. Tak mały przepływ przy wysokim ciśnieniu oznacza otwór o średnicy rzędu dziesiątych części milimetra. Cząstka, którą dysza myjąca przepuściłaby bez śladu, w dyszy mgłowej blokuje otwór albo kanał wkładki zawirowującej.

Skutki zatkania są w instalacji mgłowej szczególnie dokuczliwe. Częściowo zatkana dysza daje grubą kroplę, która nie odparowuje i moczy podłogę, rośliny lub produkt. Całkowicie zatkana nie pracuje, a przy kilkuset dyszach na obiekcie trudno ją zauważyć bez systematycznej kontroli.

Jak dobrać stopień filtracji

Zasada ogólna jest prosta: oczko filtra musi być wyraźnie mniejsze od najmniejszego przekroju przepływowego w dyszy – w praktyce co najmniej dwukrotnie. Najmniejszym przekrojem nie zawsze jest otwór wylotowy; bywa nim kanał we wkładce zawirowującej. Dlatego stopień filtracji dla konkretnej dyszy przyjmuje się z karty producenta, a gdy jej brak – ustala z inżynierem.

Przykładowo: jeśli najmniejszy przekrój w dyszy wynosi 0,3 mm, czyli 300 µm, filtr przed linią nie powinien przepuszczać cząstek większych niż około 150 µm, a lepiej jeszcze mniejszych. Gdy na jednej linii pracuje kilka typów dysz, filtrację dobiera się do najmniejszej z nich.

W praktyce stosuje się filtrację wielostopniową:

1. Filtr wstępny na wejściu wody – zatrzymuje piasek, rdzę i większe zanieczyszczenia, chroni dalsze stopnie przed szybkim zapchaniem.
2. Filtr dokładny przed pompą wysokociśnieniową – chroni pompę i całą linię; pompy tłokowe same źle znoszą zanieczyszczenia.
3. Sitko w dyszy lub filtr przy grupie dysz – ostatnia bariera dla zanieczyszczeń, które powstały w samej linii, np. drobin z montażu czy produktów korozji.

Filtr dobiera się też na przepływ. Za mały powoduje duży spadek ciśnienia, a przy dyszach mgłowych spadek ciśnienia od razu oznacza grubszą kroplę. Manometry przed filtrem i za nim pokazują, kiedy wkład wymaga wymiany. Po każdej przeróbce linii przewody płucze się przed wkręceniem dysz.

Wkłady siatkowe można płukać i używać ponownie, wkłady wgłębne z włókniny zatrzymują więcej drobnych cząstek, ale po zapchaniu się je wymienia. Między filtrem a pompą warto zamontować czujnik ciśnienia lub presostat, który zatrzyma pompę, gdy zapchany filtr odetnie dopływ wody – pompa tłokowa pracująca bez wody szybko się niszczy.

Skąd biorą się zanieczyszczenia w linii

• woda ze studni lub z otwartego zbiornika – piasek, glony, osady;
• przewody stalowe ocynkowane lub czarne – rdza i łuszczący się cynk; w liniach wysokociśnieniowych stosuje się dlatego przewody ze stali nierdzewnej albo odpowiednie węże;
• montaż – wióry, opiłki, kawałki taśmy uszczelniającej, resztki po cięciu przewodów;
• kamień wytrącony w przewodach przy ciepłej wodzie lub po długim postoju;
• zbiornik buforowy pompy – osad z dna zasysany przy niskim poziomie wody.

Przykładowe dysze mgłowe z katalogu

W tabeli przepływ podano przy 10 bar, a dla B4S 1/4 HCFF4.6 – przy 3 bar. Kąt natrysku dysz B4S HCF, HCFF, CX i EUSPRAY MX katalog podaje przy 20 bar, a dysz IKEUCHI KBN – przy 10 bar.

W katalogu są też dysze mgłowe z gwintem 10/24 (seria B4S 10/24 HCFBLD) i 1/8 (seria B4S 1/8 HCFPLD) – ich parametry podajemy z kartą katalogową.

Przykład przeliczenia: linia z 40 dyszami B4S 1/4 HCF2.3. Przy 10 bar zużywa 40 × 14,2 = 568 l/⁠h. Przy 20 bar każda dysza poda 14,2 × √(20 / 10) = 20,1 l/⁠h, a cała linia 803 l/⁠h, czyli około 13,4 l/⁠min. Na taki przepływ dobiera się pompę i filtry. Jeśli wodomierz pokazuje przy 20 bar wyraźnie mniej, np. 690 l/⁠h, czyli o 14% mniej od wyliczenia, część dysz jest zatkana; jeśli więcej – dysze są zużyte albo linia jest nieszczelna.

Materiał dysz mgłowych

Większość dysz mgłowych w katalogu wykonana jest ze stali nierdzewnej AISI 303, część z AISI 316 i z mosiądzu. Stal nierdzewna lepiej zachowuje ostrą krawędź otworu i znosi odkamienianie roztworem kwaśnym. Mosiądz jest tańszy i wystarcza przy czystej, uzdatnionej wodzie. Wkładka ceramiczna w dyszach IKEUCHI KBN dobrze znosi ścieranie przez drobne cząstki, które przejdą przez filtr. Ten sam rozmiar bywa dostępny w kilku materiałach – B4S 1/4 HCF3.3 ze stali AISI 303 i B4S 1/4 HCF3.B z mosiądzu mają taki sam przepływ 21,6 l/⁠h przy 10 bar.

Kamień i uzdatnianie wody

Przed doborem uzdatniania warto zmierzyć twardość i przewodność wody – do pierwszej oceny wystarczą proste testy. Twarda woda zostawia w otworze i na wylocie dyszy węglan wapnia. Najwięcej osadu powstaje po wyłączeniu instalacji, gdy woda w końcówce dyszy odparowuje, oraz przy ciepłej wodzie. Kamień zwęża otwór, zmienia kąt natrysku i kroplę, a mgła zamienia się w strugę.

• Zmiękczanie (wymiana jonowa) usuwa jony wapnia i magnezu, więc zapobiega kamieniowi, ale nie zmniejsza ilości rozpuszczonych soli.
• Odwrócona osmoza usuwa większość rozpuszczonych soli. Ma to znaczenie przy nawilżaniu pomieszczeń: z każdej odparowanej kropli zostaje to, co było w niej rozpuszczone, i osiada jako biały nalot na maszynach i produktach.
• Odkamienianie dysz – dysze zdemontowane do przeglądu odkamienia się w roztworze kwaśnym dobranym do materiału; mosiądz wymaga łagodniejszych środków niż stal nierdzewna.
• Higiena wody – woda stojąca w ciepłej linii sprzyja rozwojowi bakterii. Linie, które długo nie pracowały, płucze się przed uruchomieniem, a instalacje nawilżania pomieszczeń projektuje się tak, aby woda nie zalegała w przewodach.

Odwadnianie linii zimą

Woda, zamarzając, zwiększa objętość i potrafi rozsadzić przewody, korpusy filtrów, głowice pomp i same dysze. Instalacje zewnętrzne – zraszanie składowisk, odpylanie, zamgławianie placów – trzeba przygotować na mróz.

1. Przewody prowadzi się ze spadkiem do punktów spustowych, a w najniższych miejscach montuje się zawory spustowe – ręczne lub automatyczne, otwierające się po zaniku ciśnienia.
2. Po zakończeniu sezonu wodę spuszcza się, a linię przedmuchuje sprężonym powietrzem. Dysze z zaworami antykapiącymi warto wykręcić, bo zatrzymują wodę w końcówkach.
3. Filtry opróżnia się i wyjmuje z nich wkłady, a pompę zabezpiecza zgodnie z instrukcją producenta.
4. Jeśli instalacja ma pracować zimą, odcinki narażone na mróz ogrzewa się przewodami grzejnymi i izoluje, a linię opróżnia automatycznie po każdym cyklu pracy.

Ciśnienie, kropla i rozmieszczenie dysz

Dysza mgłowa daje drobną kroplę tylko przy ciśnieniu, na jakie została dobrana. Gdy ciśnienie spada, krople rosną i zamiast odparować, opadają na podłogę, rośliny lub maszyny. Dlatego w instalacji mgłowej pilnuje się ciśnienia na końcu linii, a nie tylko na pompie, i dobiera średnicę przewodów tak, aby spadek wzdłuż linii był niewielki. Przy długich liniach z wieloma dyszami pomaga zasilanie z dwóch stron albo w pętli – ciśnienie na końcach jest wtedy zbliżone. Wiele dysz mgłowych ma zawór antykapiący, który zamyka wypływ po spadku ciśnienia: zapobiega kapaniu po wyłączeniu i ogranicza odparowanie wody w końcówce, a więc i osadzanie kamienia. Przy rozmieszczeniu dysz uwzględnia się kubaturę, ruch powietrza, wilgotność wyjściową i to, ile wody powietrze zdoła przyjąć bez skraplania.

Plan kontroli instalacji mgłowej

Jak B4S pomaga przy instalacjach mgłowych

Do doboru prosimy o kubaturę lub powierzchnię, cel natrysku (nawilżanie, chłodzenie powietrza, wiązanie pyłu), ciśnienie dostępne w instalacji, źródło wody – najlepiej z jej analizą – i informację o pracy zimą. Inżynier B4S dobierze dysze mgłowe z linii B4S HCF i CX albo z oferty EUSPRAY i IKEUCHI, wskaże wymaganą filtrację dla wybranych dysz, a filtry dobierze na zapytanie. Jeśli w Państwa instalacji pracują dysze innego producenta, zaproponujemy zamiennik.