אחת הבעיות המרכזיות בתחזוקת מגדלי קירור היא הצטברות אבנית על גבי מחליפי חום, משאבות וכוורות המגדל. מדובר בתופעה שמתרחשת באופן שגרתי ועלולה לגרום לנזקים תפעוליים חמורים – החל מבזבוז אנרגיה משמעותי ועד להשבתת ציוד. כיצד אם כן ניתן להתמודד עם הבעיה, מהי הדרך היעילה ביותר לטפל במי ההזנה, ועד כמה האבנית משפיעה על צריכת האנרגיה?
מה גורם לשיקוע אבנית?
אבנית נוצרת כתוצאה מתהליך כימי שבו מלחים מומסים שוקעים מתוך המים. המרכיב המרכזי בתהליך הוא יון הסידן (Ca²⁺), ולעיתים גם יון המגנזיום (Mg²⁺), אשר מגיבים עם ביקרבונט או אניונים אחרים, ויוצרים גבישים מוצקים של מלחי סידן. ככל שריכוז יוני הסידן גבוה יותר – במיוחד בסביבת טמפרטורה גבוהה או pH גבוה – כך עולה הסבירות לשיקוע.
מים קשים, המכילים ריכוזים גבוהים של יונים דו-ערכיים (בעיקר סידן), נוטים לגרום להיווצרות אבנית. תופעה זו מחמירה בטמפרטורות גבוהות, כמו אלו השוררות במגדלי קירור.
מה משפיע על קצב שיקוע האבנית?
ישנם שלושה גורמים עיקריים שמגבירים את הסיכון להיווצרות אבנית:
- עלייה בטמפרטורת המים
- עלייה בערך ה-pH
- נוכחות גבוהה של ביקרבונט במים
תנאים אלו יוצרים סביבה אידאלית לשקיעת גבישי סידן פחמתי (קלציום קרבונט) על הדפנות הפנימיים של מחליפי חום.
ההשפעה הכלכלית והתפעולית של האבנית
אבנית אינה רק מטרד – היא גורם ישיר לירידה ביעילות האנרגטית של מערכת הקירור. שכבה דקה של 0.5 מ"מ אבנית עשויה להעלות את צריכת החשמל בכ-3.5%, בעוד שעובי של 1.2 מ"מ עלול לגרום לעלייה של כ-12.8%.
בנוסף, הצטברות אבנית מחייבת תחזוקה שוטפת, ניקויים כימיים ואף השבתה של מערכות, מה שמוביל לעלויות גבוהות וירידה בתפוקת המערכת.
פתרונות יעילים למניעת שיקוע אבנית
1. ריכוך מים בשיטה קטיונית חזקה
שיטה זו מאפשרת סילוק של כ-99% מיוני סידן ומגנזיום באמצעות שרף מחליף יונים. עלות התחזוקה נמוכה יחסית, אך השיטה אינה נפוצה בישראל לצורך טיפול במים למגדלי קירור – בעיקר בשל הגבלות סביבתיות על הזרמת תמלחות לשפכים עירוניים.
2. התפלה חלקית וערבוב עם מי רשת
באמצעות אוסמוזה הפוכה ניתן להפיק מים כמעט נטולי מלחים. לאחר מכן, מבצעים מיהול עם מים רגילים ביחס מותאם למניעת קורוזיה. שיטה זו מספקת תוצאות איכותיות מאוד, אך דורשת השקעה כלכלית גבוהה יותר בשל עלויות התפעול, החשמל והכימיקלים (אנטי-סקאלנטים, מעכבי שיקוע).
3. טיפול כימי במעכבי שיקוע וקורוזיה
זוהי השיטה הנפוצה ביותר כיום. היא מבוססת על הוספת כימיקלים למערכת המים, תוך בקרה על רמת המלחים, ה-pH, וריכוז החומרים הפעילים. היתרון המרכזי הוא עלות נמוכה יחסית וקלות תפעול, אם כי יעילותה פחותה בהשוואה לריכוך או התפלה.
4. ריכוך קטיוני חלש
מדובר בטכנולוגיה יעילה שמורידה גם את הקשיות וגם את האלקליניות, ובכך מפחיתה את פוטנציאל השיקוע. תהליך הרענון מתבצע באמצעות חומצה גופרתית בריכוז נמוך, המאפשרת הזרמה לביוב בהתאם לתקנות. למרות היתרונות, השיטה אינה נפוצה – בעיקר בשל חוסר היכרות עם התהליך.
לסיכום
קיימות גם טכנולוגיות נוספות כמו טיפול מגנטי, גלי קול ואלקטרוליזה, אך במאמר זה התמקדנו בשיטות המרכזיות והיעילות ביותר המיושמות כיום בתעשייה.
שיקוע אבנית הוא תהליך טבעי אך ניתן לשליטה. באמצעות בחירה בטכנולוגיה המתאימה – תוך התחשבות בעלויות, יעילות ותנאי השטח – ניתן לשמור על מערכת מגדלי הקירור פעילה, חסכונית ואמינה לאורך זמן.
