سختی گیر رزینی | سختی گیر | سختی گیر چیست

سختی گیر رزینی

سختی گیر رزینی (resin softener) دستگاهی است که با فرآیند تعویض یونی توسط رزین سبب کاهش املاح سخت آب (کاهش سختی آب) می‌گردد و به آن سختی گیر آب نیز می‌گویند. سختی گیرهای رزینی وابسته به نوع رزین (کاتیون) قابلیت تعویض یون های خاصی از آب را دارند. به عنوان مثال رزین های کاتیونی به کار رفته در اغلب سختی گیرها سبب کاهش املاحی همانند کلسیم و منیزیم می شود. سختی گیرهای رزینی در واقع با تعویض یونهای سبک با یون های سنگین سبب کاهش سختی (TH) می شوند.

سختی گیر رزینی چیست؟

در واقع وظیفه اصلی سختی گیر کاهش املاحی است که سبب افزایش Total Hardness یا TH سیال آب شده اند. مهمترین این یون ها (املاح) یون های فلزی سنگین هچون کلسیم، منیزیم و آهن می باشد. افزایش میزان سختی آب سبب استهلاک شدید تجهیزات جانبی و آسیب های جبران ناپذیر می گردد که سختی گیر آب در واقع با هدف جلوگیری از این موضوع به کار برده می شود.

تعریف ساده سختی گیر رزینی:

به عبارت و بیانی ساده سختی گیرها وظیفه نرم کردن آب و فیلتر کردن یون های سنگین آب را به عهده دارند که به آن رسوب گیر نیز گفته می شود.

نحوه کارکرد سختی گیر رزینی 

کاربرد سختی آب و آب سخت در زمانی است که یون های کلسیم و منیزیم در آب وجود داشته باشد. عوامل دیگری نیز به همراه کلسیم و منیزیم می‌تواند سبب این امر شود که به علت غلظت پایین از آن صرف‌نظر می‌کنیم. دستگاه سختی گیر باعث تصفیه آب شده و غلظت  کلسیم و منیزیم که باعث سختی آب می‌شوند را از بین می‌برد. املاحی چون کلسیم (Ca) و منیزیم (Mg) در نگاه اول در آب قابل مشاهده نیست ‌اما به مرور زمان آن را در شیر آب‌ها می‌توانیم ببینیم که به صورت رسوب آهک بر روی سطح شیر نقش بسته است.

سختی گیر رزینی

در واقع جریان اصلی آب در گذر ار رزین های کاتیونی یا آنیونی یون های سخت آب را همچون کلسیم و منیزیم جذب نموده و جایگزین آن یون سدیم وارد آب می نمایند. این عمل سبب می شود که یون های سنگین و رسوب گذار آب توسط دستگاه سختی گیر رزینی به طور کامل با یون های سبک جایگزین گردد. در بسیاری از سیستم های صنعتی و غیر صنعتی آب سیرکوله یا در گردش مدار تجهیزات سخت بوده که وظیفه اصلی دستگاه سختی گیر نرم کردن آب مدار چرخشی می باشد.


محاسبه ظرفیت سختی گیر رزینی 

ظرفیت سختی گیر رزینی در واقع پتانسیل جذب املاح سخت آب توسط این دستگاه می باشد. املاح سخت آب که با ppm یا میلی گرم بر لیتر در آنالیز آب قابل مشاهده می باشد یکی از پارامتر های تاثیرگذار بر ظرفیت سختی گیر رزینی می باشد. در واقع میزان املاح سخت آب در یک آنالیز آزمایشگاهی از نمونه آب تحت عنوان (TH (total hardness معین می گردد. دومین آیتمی که بر محاسبه ظرفیت سختی گیر تاثیر گذار می باشد پارامتر دبی یا حجم آب در گردش در این دستگاه می باشد. 

پارامترهای تعیین کننده ظرفیت سختی گیر رزینی 

  • دبی حجمی آب در گردش (gpm آب سیرکوله)
  • میزان سختی آب در ورودی سختی گیر رزینی 
  • نوع رزین به کار رفته در دستگاه
  • نوع کاربری و عملکرد شبانه روزی دستگاه (دائم کار یا موقتی) 

فرمول کلی محاسبه ظرفیت سختی گیر رزینی 

فرمول محاسبه ظرفیت سختی گیر رزینی

  • gpm: میزان حجمی آب در گردش بر اساس واحد گالن بر دقیقه (gpm)
  • ppm: میزان املاح سخت آب یا توتال هاردنس (سختی کل)
  • water softener capacity: ظرفیت سختی گیر رزینی بر اساس واحد گرین

***توضیح اینکه هر هزار گرین معادل 64.79 گرم رزین می باشد و به منظور تبدیل گرین به حجم رزین کافی است با داشتن نوع رزین اقدام به موضوع فوق نمایید. 


1-محاسبه ظرفیت سختی گیر رزینی برج خنک‌کن

در کاربری رسوب زدایی کولینگ تاور، این تجهیز در مدار آب جبرانی (make up) قرار می گیرد. به منظور محاسبه میزان ظرفیت سختی گیر رزینی کولینگ تاور کافی است عدد دبی آب در گردش کل بر روی پمپ سیرکوله برج خنک کن را برداشت کرده و در مرحله دوم میزان آب جبرانی را تخمین بزنید. به منظور تخمین میزان آب جبرانی کولینگ تاور نیز فرمول هایی موجود است ولیکن بهترین گزینه جهت این موضوع به کارگیری فرمولهای تجربی است. 

***فرمول تجربی محاسبه میزان آب جبرانی کولینگ تاور = gpm*2% ( دو درصد حجم کل آب در گردش)

حال با محاسبه میزان آب جبرانی ورودی به کولینگ تاور با توجه به فرمول بالا میزان ظرفیت سختی گیر مورد نیاز را محاسبه می نماییم.


2-محاسبه ظرفیت سختی گیر رزینی دیگ بخار

در بسیاری از موتورخانه های صنعتی و مسکونی  از دیگ بخار جهت تامین گرمایش مورد نیاز محیط و تجهیزات استفاده می شود. همانند کولینگ تاور، بویلر یا دیگ بخار نیز میزان معینی از آب در گردش خود را پرت می نماید. این میزان حجم آب از دست رفته در بویلر باید توسط یک منبع آب جبرانی تامین گردد. میزان حجم کل آب جبرانی در سیستم های گرمایشی بویلر معادل 3 تا 5 درصد آب در گردش کل می باشد. 

حال با محاسبه آب جبرانی سیکل ورودی به بویلر می توانیم با توجه به فرمول مرجع ظرفیت سختی گیر رزینی بویلر را محاسبه بنماییم.


روش محاسبه سختی کل آب در سختی گیر رزینی

  • روش اول: یکی از مهمترین پارامتر های موثر در محاسبه ظرفیت سختی گیر رزینی میزان کل املاح سخت آب می باشد. در بسیاری از مراجع علمی معتبر میزان سختی کل آب مطابق فرمول زیر محاسبه می شود. به بیانی ساده تر استفاده از فرمول ذیل نزدیک ترین عدد به سختی کل واقعی را نمایش می دهد.

میزان سختی کل آب = مجموع یون های سنگین کلسیم (Ca) و منیزیم(Mg)


  • روش دوم: یکی دیگر از روش های میزان سختی آب آنالیز کلی آب توسط آزمایشگاه های معتبر می باشد. در این روش علاوه بر پارامتر سختی سایر پارامتر های مهم آب همچون اسیدیته (PH)، میزان املاح کل(TDS) و CE آب نیز معین می گردد. در واقع این روش بهترین و دقیق ترین روش محاسبه میزان سختی آب ورودی به دستگاه رسوب زدای رزینی به شمار می آید.

  • روش سوم: در صورتی که آب ورودی به سختی گیر از مرجع آب ورودی شهری یا شهرک صنعتی می باشد می توان با مراجع به داده های از پیش تعیین شده اداره آب و فاضلاب منطقه میزان تقریبی سختی ورودی دستگاه رزینی را به دست آورد. جدول ذیل میزان تقریبی سختی کل برخی از شهرهای مهم کشور را نمایش می دهد. 

سختی گیر رزینی


مزایای سختی گیر رزینی

  • کاهش شدید رسوب گرفتگی در تأسیسات مرتبط با آب (برج خنک کننده، پمپ های آبرسانی، لوله های انتقال و غیره)
  • افزایش سرعت چرخشی آب به جهت جلوگیری از گرفتگی لوله های انتقالی
  • کاهش میزان تلفات انرژی به جهت جلوگیری از افزایش هدپمپ جهت سیرکوله آب 
  • افزایش طول عمر تجهیزات سرمایشی و گرمایشی مرتبط همانند برج خنک کن، بویلر و غیره
  • افزایش طول عمر ماشین آلات شستشوی صنعتی همانند ماشین لباس شویی صنعتی 
  • کاهش هزینه های ناشی از رسوب زدایی ثانیوه لوله ها و تجهیزات برودتی و گرمایشی 
  • کاهش مصرف انرژی از بابت رفع استهلاک سیستم های گرمایشی همانند دیگ بخار
  • جلوگیری از تشکیل رسوب در تجهیزات جانبی انتقال آب از جمله شیرآلات و اتصالات جانبی 
  • افزایش طول عمر لوله های انتقالی آب و تجهیزات وابسته همانند شیرهای مدار سیرکوله و اتصالات جانبی
  • جلوگیری از خوردگی و تشکیل اکسید آهن (زنگ زدگی) مدار انتقالی آب 
  • جلوگیری از خوردگی و پوسیدگی ناشی از رسوب و اکسایش در کندانسور تجهیزات صنعتی

اجزای سختی گیر رزینی

اجزای سختی گیر رزینی

1-مخزن نگهدارنده رزین: قالباً در دو متریال فلزی و فایبرگلاس طراحی می شود.

2-دریچه بالایی: این قسمت جهت تعویض رزین و سیلیس تعبیه گردیده است.

3-دریچه پایین: جهت تخلیه رزین و سیلیس در قسمت پایین مخزن در نظر گرفته شده است.

4-شیر ورودی دستگاه: این بخش در واقع ورودی مدار اصلی آب سخت می باشد که در دو نوع دستی و اتومات کاربرد پیدا می کند.

5-شیر تخلیه بکواش: این بخش وظیفه تخلیه آب نمک احیا شده به جریان فاضلاب را برعهده دارد.

6-شیر تخلیه اصلی: جهت تخلیه آب داخلی مخزن در پایین ترین قسمت مخزن قرار می گیرد.

7-شیر خط ساکشن نمک: این بخش وظیفه مکش آب نمک جهت احیا رزین را انجام می نماید.

8-تانک نمک: مخزنی از جنس پلاستیک (پلی اتیلن یا پلی پروپیلن) بوده که محل نگهداری نمک جهت احیاء رزین می باشد.

9- شیر یطرفه یا وکیوم بریکر: جهت هواگیری سختی گیری رزینی در قسمت بالایی تعبیه شده است.

10-شیر نمونه برداری: جهت کنترل کیفی آب خروجی رسوب زدای رزینی نصب می شود.

11-گیج فشار: جهت کنترل و نمایش فشار آب سیرکوله در مخزن دستگاه در قسمت فوقانی قرار گرفته است.

12- مسیر خروجی: این قسمت جهت تخلیه آب نرم از قسمت بالایی سختی گیر طراحی شده است.

13- رزین: این بخش اصلی ترین عضو سختی گیر رزینی محسوب می شود که وظیفه تبادل یونی آب را عهده دار است.

14-سیلیس: شن های با دانه بندی ریز می باشد که در کف مخزن قرار گرفته و وظیفه جلوگیری از خروج رزین از شیر تخلیه را انجام می دهد.

15-نمک بکواش یا سیکل احیاء: جهت احیا و بازسازی رزین ها در تانک نمک ریخته می شود که وابسته به نوع رزین متفاوت می باشد.

16-نازل یا آب پخش کن: این بخش وظیفه توزیع جریان آب ورودی در میان رزین های کاتیونی و آنیونی را برعهده دارد. 

17-لوله اتصال شیر ورودی به نازل: این بخش وظیفه انتقال جریان آب سخت ورودی به نازل را بر عهده دارد.


انواع سختی گیر رزینی 

انواع سختی گیر رزینی

  • سختی گیر رزینی فایبرگلاس:

این مدل سختی گیر قالباً دارای مخازن از پیش تهیه شده از متریال فایبرگلاس می باشد. به دلیل عدم رسوب، خوردگی و پوسیدگی کاربرد بیشتری نسبت به مخازن فلزی در انواع سختی گیر های رزینی دارد. امروزه این مدل مخازن توسط شرکت های معتبر اروپایی و چینی به صورت وارداتی وارد کشور می شوند.

  • سختی گیر رزینی فلزی:

این تیپ از انواع سختیگیر دارای مخازن فلزی استوانه ای شکل می باشد که قالباً از متریال فولاد ST37 و یا ورق سفید گالوانیزه تهیه و طراحی می شود. عموماً این گونه مخازن را به دلیل ایستایی و عملکرد بهتر به شکل استوانه عمودی تولید و ارائه می کنند. این مخازن تولید داخل کشور سازندگان این تجهیز می باشد. در تصاویر فوق به ترتیب از سمت راست به چپ مخازن فایبرگلاس، فلزی و دوبلکس فلزی را مشاهده می نمایید.


کاربرد سختی گیر رزینی 

1-کاربرد صنعتی:

بسیاری از ماشین آلات صنعتی که در چرخه کاری خود از آب به جهات مختلف استفاده می نمایند. رسوب و گرفتگی این تجهیزات آسیب های جبران ناپذیری را به سیستم وارد می نماید. کاربرد سختی گیر در واقع به جهت جلوگیری از رسوب گرفتگی تجهیزات صنعتی حائز اهمیت می باشد.

در این نوع کاربرد سختی گیر رزینی با فرآیند تبادل یونی(ion exchange) سبب کاهش املاح سخت آب و کاهش رسوب گرفتگی این تجهیزات می گردد. در واقع سختی گیر رزینی نوعی فیلتر صنعتی و نرم کننده آب بوده که کاربرد آن در کنار دستگاه هایی همچون دیگ بخار، برج خنک کننده، هواساز و آب کشاورزی ... به شدت توصیه می شود.

2- کاربرد مسکونی:

در بسیاری از واحدهای بزرگ تجاری، اداری و مسکونی که از سیستم تهویه مطبوع مرکزی (HVAC) استفاده می نمایند یکی از اجزای اصلی موتورخانه سختی گیر می باشد. در واقع مدار گردشی آب سبرکوله یا آب جبرانی در برج خنک کننده(کولینگ تاور) مهمترین کاربرد این تجهیز در سیستم های مسکونی می باشد. قالباً این دستگاه در این کاربری در مدار خط آب شناور کولینگ تاور بر روی پشت بام جانمایی می شود. آب جبرانی ورودی به برج خنک کننده با عبور از این دستگاه نرم شده و میزان رسوب گرفتگی و آسیب های ناشی از آن را به طور قابل ملاحظه ای کاهش می دهد.


سختی گیر رزینی مخزن سازه

سختی‌گیر های رزینی گروه کارخانجات مخرن سازه از ظرفیت 30 هزار گرین در ساعت الی 4 میلیون گرین در ساعت به صورت تک ستون و یا دو ستون (دوبلکس) طراحی و تولید می‌گردد. سختی گیرهای تولیدی این شرکت در دو مدل اتوماتیک و دستی در مخازن فلزی و فایبرگلاس (تحت فشار) تولید و عرضه می شود. سختی گیرهای دوبلکس شرکت مخزن سازه قالباً بر روی شاسی سوار شده و به صورت دائم کار صنعتی مورد کاربری قرار می گیرد.

مخازن فایبرگلاس سختی گیرهای رزینی تولیدی  مخزن سازه توسط دستگاه های اتوماسیون صنعتی توسط الیاف کششی و رزینهای پلی استر تولید و عرضه می گردد. کلیه تولیدات این شرکت پس از فرآیند تولید تحت تست های مرتبط و تاییدیه های لازم قرار می گیرد. از مهمترین تستهای مهندسی صورت پذیرفته بر تولیدات سختی گیر این شرکت تست جوش(در مخازن فلزی)، تست فشار، تست آبگیری و تست رسوب زدایی می باشد. شرکت مخزن سازه هم اکنون یکی از بزرگترین واحدهای صنعتی تولید و تامین انواع رسوب زداهای صنعتی (سختی گیر) می باشد.

کاتالوگ سختی گیر رزینی

سختی گیرهای رزینی گروه کارخانجات مخزن سازه در دو گرید اصلی مخزن فلزی و مخزن فایبرگلاس در دو دسته بندی مختلف محصولات قرار می گیرد. مخازن فلزی سختی گیرهای رزینی به صورت سفارشی تولید می شود و مخازن فایبرگلاس سختی گیرهای رزینی به صورت از پیش ساخته شده تعبیه می گردد. مخازن فایبرگلاس سختی گیرهای رزینی همچنین به صورت وارداتی با برندهایی همچون HYDROTECH ، VETECH و ... تامین می شود.

کاتالوگ سختی گیرهای رزینی مخزن سازه شامل اطلاعات فنی و اساسی انواع رسوب زداهای تولیدی این شرکت می باشد. اطلاعات اصلی و اساسی کاتالوگ سختی گیر  شامل ابعاد، وزن، حجم رزین، سایز اتصالات و حجم تانک نمک می باشد. البته مهمترین آیتم و مشخصه فنی در سختی گیرها ظرفیت رسوب زدایی یا تبادل یونی می باشد که همانطور پیشتر توصیف شد براساس گرین (Grain) اندازه گیر می شود. 

 انواع سختی گیر رزینی

  • ظرفیت سختی گیر: از ظرفیت 30 کیلوگرین(30 هزار گرین) الی ظرفیت 1500 کیلوگرین به صورت یکپارچه
  • قطر سختی گیر: از قطر 25 سانتی متر الی 150 سانتی متر 
  • ارتفاع سختی گیر: از ارتفاع 120 سانتی متر الی 300 سانتی متر (استوانه ایستاده)
  • سایز اتصالات ورودی و خروجی: از سایز 3/4 اینچ الی سایز 4 اینچ (110 میلی متر) 
  • سایز اتصالات جانبی: از سایز 1/2 اینچ الی 2 اینچ (63 میلی متر)
  • نوع اتصالات مخزن: شیر دستی (نیمه اتوماتیک) و شیر اتوماتیک (برقی)
  • تانک نمک: از ظرفیت 50 لیتر الی 2000 لیتر از متریال پلی پروپلین یا پلی اتیلن سه لایه
  • جنس مخازن دستگاه: فلزی از متریال فولادی با پوشش رنگ الکترواستاتیک و یا فایبرگلاس 
  • فشار کاری یا حداکثر فشار تست: 6 الی 20 بار معادل 87 الی 300 psi

کاتالوگ سختی گیر رزینی فلزی

سختی گیر رزینی فلزی

کاتالوگ سختی گیر رزینی فایبرگلاس

سختی گیر رزینی فایبرگلاس

قیمت سختی گیر رزینی

قیمت تجهیزات صنعتی همچون رسوب زدا نیز همانند سایر تجهیزات وابسته به عوامل متفاوتی می باشد. ظرفیت سختی گیر مهم ترین عامل تعیین قیمت این دستگاه به شمار می آید. ظرفیت سختی گیرهای رزینی عمدتاً براساس کیلوگرین با گرین بیان می شود. ظرفیت سختی گیر تعیین کننده ابعاد، حجم رزین، سایز اتصالات و سایر مشخصه های اصلی این تجهیز می باشد. البته به جز ظرفیت عوامل دیگری نیز بر قیمت سختی گیر رزینی تاثیر گذار می باشدکه مهمترین آنها عبارتند از: 

  • نوع رزین داخلی دستگاه
  • نوع مخزن تجهیز (فلزی یا فایبرگلاس) 
  • سایز اتصالات ورودی و خروجی
  • نوع شیر ورودی دستگاه ( اتوماتیک یا نیمه اتوماتیک)
  • برند رزین به کار رفته در داخل رسوب زدا
  • قیمت ارز  (رزین های سختی گیر قالباً وارداتی می باشد.)
  • تجهیزات جانبی به کار رفته در دستگاه 
  • ضخامت مخزن بکار رفته در تجهیز 
  • نوع پوشش مخزن (رنگ ، رزین و ...)
  • فشار کاری قابل تحمل مخزن
  • میزان سختی آب ورودی (TH ورودی)
  • نوع مخزن تانک نمک (سه لایه یا تک لایه)
  • متریال جانبی به کار رفته در تجهیز از جمله نوع سیلیس و متریال تانک نمک

***امروزه با توجه به عدم ثبات قیمت ارز و تاثیر مستقیم آن بر نواسانات قیمتی از ارائه لیست قیمت سختی گیر های رزینی معذور می‌باشیم. جهت اطلاع بیشتر از قیمت این دستگاه توصیه می‌شود با کارشناسان شرکت مخزن سازه تماس حاصل نمایید.