Jadesunロゴ
02-2331-1097

月曜日から金曜日の午前8時30分から午後5時30分

参加しませんか お問い合わせ

製品お問い合わせリスト

製品のお問い合わせリストを送信後、関連するビジネスユニットからできるだけ早くご連絡いたします

製品のお問い合わせリストを送信する

TECHNICAL INSIGHTS

全自動軟水機原理與選型:再生流程、設計參數、控制閥怎麼挑

作者:Ken Huang 發布:

全自動軟水機是把離子交換軟化的每個步驟,從產水、反洗、吸鹽再生到補水,全部交給控制閥自動完成的軟水設備。控制閥會依照時間、用水流量或感應訊號判斷何時再生,不需要人工操作。選購全自動軟水機時,最重要的是三件事:依原水硬度與用水量算出需要的樹脂量、設計正確的流速與用鹽量,以及選一顆可靠、可調整的控制閥。

全自動軟水機的運轉流程

一個完整的循環包含以下 6 個步驟(軟化原理請見:イオン交換軟化技術):

1. 產水(運行)

原水以設定的壓力與流量流過鈉型陽離子交換樹脂,樹脂上的鈉離子與水中的鈣、鎂離子交換,出水硬度達到要求後供應使用,直到樹脂接近飽和。樹脂在這段期間能交換的量,稱為「工作交換容量」。

2. 反洗

樹脂飽和後,水由下往上沖洗樹脂床,有兩個目的:鬆動被壓實的樹脂,讓再生液能充分接觸;沖出累積的懸浮物與碎樹脂。設計上以樹脂床膨脹 50% 為基準,進水 10 °C 時反洗流速約 12 m/h(5 gpm/ft²)。反洗做得好不好,會直接影響再生效果。

3. 再生(吸鹽)

一定濃度的鹽水以設定的流速流過樹脂,把鈣、鎂置換出來,讓樹脂恢復交換能力。

4. 置換(慢洗)

以不高於再生液流速的清水,把樹脂中殘留的鹽水推出,水量約為樹脂體積的 0.5–1 倍。

5. 正洗(快洗)

以正常產水流速沖洗,直到出水水質合格。

6. 鹽桶補水

補水到鹽桶,溶出下一次再生用的飽和鹽水。1 加侖(美制)的水約可溶解 3 磅鹽,換算約每 1 m³ 水溶解 360 kg 鹽,濃度約 26.4%。鹽要溶解至少 6 小時,且鹽量要一直高過水面,也就是「見鹽不見水」(參考:ATS 軟水機鹽錠、軟水鹽箱)。

軟水機容量怎麼估算?

軟水機每次再生之間能處理的水量,可以用以下方式估算:

週期產水量 = 樹脂量 × 工作交換容量 ÷ 原水硬度

原水硬度越高、用水量越大,需要的樹脂越多,或必須更頻繁地再生。工作交換容量又會受到流速、用鹽量等設計條件影響(見下一節)。實際選型請提供原水硬度與每日用水量,お問い合わせ協助計算。

影響軟水機交換容量的 10 個因素

因素 影響 建議值
1. 產水流速 流速越高,產水量越大,但樹脂利用率下降;流速太低,交換只發生在樹脂表層 約 20–30 m/h(亞洲常用);美國常用 4–10 gpm/ft²(約 10–24 m/h)。小型機可略高
2. 接觸時間 接觸時間越長,交換越完全,但單位樹脂的處理量變少 1–5 gpm/ft³(8–40 BV/h)
3. 樹脂層高度 樹脂層越淺,對流速變化越敏感 大於 30 吋(約 760 mm)
4. 原水含鈉量 原水鈉、鉀含量高時,出水的硬度洩漏會增加,需要提高用鹽量 一般 15 lb/ft³(240 g/L 樹脂);要求更嚴格時可提高到 18 lb/ft³(290 g/L)
5. 水溫 水溫越高,離子擴散越快,對產水與再生都有利 —
6. 鹽的純度 鹽越純,再生效果越好,離子洩漏越少 建議用軟水溶鹽
7. 再生液の流量 流速越低,再生越完全,但再生時間越長 0.25–0.9 gpm/ft³(約 2–7 BV/h);順流再生約 4–6 m/h,逆流再生約 2–3 m/h
8. 再生液の濃度 濃度提高有助於再生,但過高反而降低效果 約 10%
9. 用鹽量 理論上每 1 當量交換容量需要 58.44 g 氯化鈉,實際用量會高出許多;用鹽量越多,容量與出水水質越好,但效益遞減 美國常用 240 g/L 樹脂(15 lb/ft³)
10.樹脂 不同樹脂的交換容量不同 軟化用樹脂交聯度建議不低於 7%

樹脂選擇可參考 Purolite C100E 等イオン交換樹脂;樹脂桶規格請見 FRP 樹脂桶.

全自動控制閥怎麼挑?

控制閥是全自動軟水機的核心,選擇時可以從三個面向評估:

  • 適應性:能否依原水水質、樹脂量與用水量調整。例如 Clack 控制閥的注射器(吸鹽器)與流量控制器可以更換不同尺寸,配合不同大小的樹脂桶與再生條件。
  • 可靠性:閥體的耐壓、耐用次數與材質,決定了長期使用的故障率。
  • 經濟性:不只看售價,也要把保養週期、維修成本與耗材一起算進去。

瑞順代理的 Clack 控制閥為瑞順 JS 特仕版,採用 Clack 閥體搭配瑞順韌體,提供 4 種再生啟動模式,包括感應無用水狀態時再生(產品:Clack 控制閥、WS1 系列)。

よくある質問

軟水機要裝在哪裡?

軟水機前面通常會先裝活性碳過濾器,去除餘氯、保護樹脂;如果後面接 RO 逆滲透,軟水機要裝在 RO 前面,避免鈣、鎂在膜上結垢。

家用、商用和工業用軟水機差在哪裡?

主要差在處理水量、樹脂量與控制閥口徑。工業用軟水設備常採用多桶設計(例如一用一備、多用一備),讓一桶再生時另一桶持續供水,達到 24 小時不斷水(參考:Clack 家用、商用、工業用軟水機、Clack 工業軟水機 3 用 1 備)。

鍋爐為什麼一定要用軟水?

硬水在鍋爐中加熱後會結垢,降低熱傳效率、增加燃料消耗,嚴重時造成爐管過熱損壞。詳見:軟水如何為鍋爐與冷卻塔省錢.

軟水機多久再生一次?

依原水硬度、用水量與樹脂量而定。以流量啟動再生的機型,會在累積用水量達到設定值時自動再生,比

← 返回技術文章