De werking van een boosterpomp voor osmoseapparaten
Hoe werkt een boosterpomp?
Een boosterpomp is een onderdeel van veel osmose apparaten (RO-installaties). Dat is omdat een osmosemembraan het best werkt wanneer het water met voldoende druk door het osmosemembraan wordt geperst. De boosterpomp verhoogd de waterdruk op het membraan. Vooral wanneer de waterdruk uit de waterleiding te laag is kan een boosterpomp het verschil maken tussen een minder goed werkend en een optimaal presterend osmose apparaat.Een boosterpomp wordt veel toegepast in huishoudelijke drinkwatersystemen, laboratoria, aquaria, hydroponische installaties en industriële waterzuiveringssystemen. Hoewel de pomp op het eerste gezicht een eenvoudige waterpomp lijkt, spelen natuurkundige principes zoals druk, stroming en energieomzetting een belangrijke rol bij de werking ervan.
Wat is het voordeel van een hogere waterdruk?
Het hart van een osmose apparaat is het osmosemembraan. Dit membraan laat vrijwel alleen watermoleculen door en houdt een bijna alle opgeloste zouten, mineralen, bacteriën en andere verontreinigingen tegen.Van nature zal water zich verplaatsen van een oplossing met een lage concentratie opgeloste stoffen naar een oplossing met een hogere concentratie. Dit proces heet osmose. Het wordt aangedreven door de zogenoemde osmotische druk.
Voor zeer goede waterfiltering is precies het tegenovergestelde nodig. Het water wordt met een druk die groter is dan de osmotische druk door het membraan geperst. Hierdoor bewegen de watermoleculen naar de zuivere zijde van het membraan, terwijl de meeste opgeloste stoffen achterblijven.
Om dit proces goed te laten verlopen is een voldoende hoge waterdruk noodzakelijk. Bij veel huishoudelijke waterleidingen ligt de druk ongeveer tussen de 2 en 4 bar. Dit is vaak al voldoende voor een goede zuivering, maar wil je het meeste uit het membraan halen dan gaat dat het best bij een hogere druk. Een boosterpomp verhoogt de druk tot optimale niveau. Veelal leveren ze zo rond de 8 BAR druk.
Waarvoor wordt een boosterpomp gebruikt?
De opbrengst van een osmoseapparaat is naast de watertemperatuur en de samenstelling van het systeem sterk afhankelijk van de waterdruk. Bij een hogere waterdruk zal het membraan beter presteren en wordt een hogere opbrengst een betere zuivering gehaald. Niet alleen de opbrengst en zuivering zal beter zijn, ook de verhouding osmose/afvalwater zal verbeteren waardoor er minder toevoerwater nodig is om de zelfde hoeveelheid water te zuiveren.De werking van de boosterpomp
Nagenoeg alle boosterpompen voor osmose-installaties zijn membraanpompen die worden aangedreven door een gelijkstroommotor welke meestal op 24 volt werkt.Wanneer de motor draait brengt deze via een excentrisch mechanisme één of meerdere flexibele membranen in beweging. Tijdens de neergaande beweging ontstaat onderdruk in de pompkamer waardoor water wordt aangezogen. Tijdens de opgaande beweging wordt het membraan teruggeduwd. Hierdoor neemt de druk in de pompkamer toe en wordt het water naar de uitgang geperst.
De beweging van de membranen in de pomp creëren als het waren groter en kleiner wordende ruimtes, waardoor het water er als het waren aan de ene kant ingezogen wordt en aan de andere kant er weer uitgedrukt wordt. Dit verhoogd de druk op het osmose membraan.
De natuurkunde achter de pomp
Een boosterpomp zet elektrische energie om in mechanische energie en vervolgens in hydraulische energie. De elektromotor levert een draaiende beweging die wordt omgezet in een heen-en-weergaande beweging van het membraan. Deze beweging verhoogt de druk van het water.De relatie tussen druk, kracht en oppervlak wordt beschreven door de formule:
p = F / A
Waarbij:
● p de druk is (Pa).
● F de uitgeoefende kracht (N)
● A het oppervlak waarop de kracht werkt (m²).
Door een kracht uit te oefenen op een relatief klein oppervlak van het membraan ontstaat een aanzienlijke drukverhoging in het water.
Debiet en druk van een boosterpomp
Bij een boosterpomp zijn twee eigenschappen belangrijk: druk en debiet.Druk
De druk geeft aan met welke kracht het water wordt voortgestuwd en wordt meestal uitgedrukt in bar.
Debiet
Het debiet geeft aan hoeveel water per tijdseenheid (Meestal liter per minuut) wordt verpompt.
Voor een osmoseapparaat is zowel de druk als het debiet belangrijk. Het membraan werkt efficiënter bij een hoge druk en zal meer en ook zuiverder water produceert. Het debiet van de pomp moet echter wel voldoende zijn om genoeg water te kunnen leveren voor het mmebraan en het benodigde afvalwater.
Automatische drukregeling
Een osmoseapparaat welke ook een boosterpomp heeft is vaak ook voorzien van een hogedrukschakelaar en/of een lagedrukschakelaar.Hogedrukschakelaar
De hogedrukschakelaar schakelt de pomp automatisch uit bij een hoge waterdruk, dus wanneer de gewenste druk aan de schoon waterzijde van het mmebraan is bereikt. Bijvoorbeeld doordat het voorraadreservoir volledig gevuld is of de schoon waterslang wordt afgesloten mat een tapkraan, vlotter of magneetklep. Zodra er weer water wordt afgenomen en de druk daalt schakelt de pomp automatisch weer in.
Lagedrukschakelaar
Een lagedrukschakelaar beschermt de pomp tegen drooglopen. Wanneer de watertoevoer wegvalt of de druk aan de ingang te laag is onderbreekt deze schakelaar de stroomtoevoer naar de motor.
De elektromotor
De meeste boosterpompen gebruiken een compacte gelijkstroommotor (DC-motor). Wanneer elektrische stroom door de spoelen van de motor loopt ontstaat een magnetisch veld dat de rotor laat draaien.De motor levert relatief veel kracht zonder heel snel te hoeven draaien. Hierdoor is hij uitermate geschikt om de membranen van de pomp aan te drijven. Dankzij het lage stroomverbruik kunnen deze pompen lang draaien zonder veel energie te verbruiken.
Wanneer is het verstandig om een boosterpomp te gebruiken?
Wanneer de waterdruk bij u thuis erg laag is , dan zal de opbrengst van een osmoseapparaat mogelijk lager zijn dan wenselijk. Een zeer lage waterdruk kan ook nadelig zijn voor de zuiverheid van het water. Des te lager de waterdruk is, des te meer voordeel zult u hebben van een boosterpomp.Wat zijn de voordelen van een boosterpomp ?
Het grootste voordeel van de boosterpomp is dat er een grotere hoeveelheid osmosewater wordt geproduceerd dan zonder deze pomp. Wanneer u een hogere opbrengst wilt dan heeft u er vaak meer aan om een boosterpomp aan uw osmoseapparaat toe te voegen dan om alleen het membraan te vervangen voor een met grotere capaciteit. De grootste stijging in opbrengst krijgt u uiteraard door een membraan met grotere capaciteit te nemen in combinatie met een bijpassende boosterpomp.Een goed afgestelde boosterpomp biedt echter meerdere voordelen. Het osmosemembraan werkt namelijk efficiënter. Hierdoor wordt er niet alleen meer zuiver water geproduceerd, maar er wordt ook minder water als afvalwater afgevoerd. Bovendien verbetert vaak ook de verwijdering van opgeloste stoffen en andere verontreinigingen uit het water. Verder kan de levensduur van het membraan toenemen doordat die onder de beste bedrijfsomstandigheden werkt. De voordelen van een boosterpomp bij een osmoseapparaat zijn dus:
● Hogere opbrengst
● Minder afvalwater
● Beter zuivering
● Langere levensduur van het membraan