Osady w instalacjach cieplnych i wodnych to jeden z głównych powodów spadku sprawności urządzeń, wzrostu kosztów energii oraz awarii. Powstają w wyniku procesów fizykochemicznych i biologicznych zachodzących w wodzie obiegowej.

Rodzaje osadów i ich źródła

1. Kamień kotłowy (CaCO₃)

Powstaje: z wytrącania węglanów wapnia i magnezu z twardej wody przy podgrzewaniu.

Występowanie: 90% instalacji CWU.

Skutek: już 0,4 mm warstwy ogranicza wymianę ciepła o 50%.

Reakcja chemiczna:
Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃↓ + H₂O + CO₂↑

2. Osady korozyjne (Fe₂O₃)

Powstają: w wyniku korozji elementów stalowych i żeliwnych.

Czynniki sprzyjające: niski pH, obecność tlenu, chlorki, wysoka temperatura.

Skutek: osłabienie przewodzenia ciepła, lokalne przegrzewanie rur, perforacje.

Reakcja chemiczna:
4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃

3. Biofilm (bioosady bakteryjne)

Powstaje: w obecności mikroorganizmów (bakterii, glonów, grzybów), które tworzą warstwę śluzową (EPS).

Cechy: zawiera 80–95% wody, bardzo niska przewodność cieplna (λ = 0,6 W/mK).

Skutek: już 0,1 mm warstwy obniża sprawność wymiennika o 50% (gorszy efekt niż kamień kotłowy).

Wpływ na sprawność i koszty

1 mm osadu = wzrost zużycia energii o 10–40%.

Biolm powoduje nawet 98% redukcję transferu ciepła.

Regularne czyszczenie instalacji daje oszczędności rzędu 15–25% kosztów energii.

Typowe miejsca powstawania osadów

wymienniki płytowe CWU,

elementy grzewcze kotłów,

rury w instalacjach wysokotemperaturowych,

skraplacze i chillery,

rurociągi i zawory.

Przykłady strat i oszczędności

Hotel (bojler CWU): +35% zużycia gazu → po zmiękczaniu wody oszczędność ok. 80 tys. zł/rok.

Centrum handlowe (chiller): spadek COP z 4,2 do 2,8 → po czyszczeniu oszczędność ok. 170 tys. zł/rok.

Elektrociepłownia: osad Fe₂O₃ 2,1 mm → +3,2 t węgla/dzień → oszczędność ok. 800 tys. zł/rok po czyszczeniu.

Rekomendacje

Uzdatnianie wody: zmiękczacze, odwrócona osmoza, inhibitory korozji, biocydy.

Regularne czyszczenie: chemiczne (naturalny HOCl Actiw Water 2000 ppm) i hydrodynamiczne przy osadzie 0,2–0,5 mm.

Generator Impulsowy, bezinwazyjne w infrastrukturę układu wodnego: zmienianie struktury kamienia kotłowego na monokryształy

Monitoring: przepływ, temperatura, spadki wydajności.

✅ Podsumowanie: Nawet cienka warstwa osadu (0,1–0,5 mm) dramatycznie obniża sprawność wymiany ciepła. Najgroźniejszy jest biofilm, który przy minimalnej grubości powoduje największe straty energetyczne. Regularna konserwacja i uzdatnianie wody to inwestycja zwracająca się w ciągu 6–18 miesięcy.

Pod względem destrukcyjności i kosztów eksploatacyjnych, biofilm (biolm) jest zwykle znacznie bardziej szkodliwy niż kamień kotłowy:

1. Przewodność cieplna

Rodzaj osadu	Przewodność cieplna λ (W/mK)	Efekt dla wymiennika ciepła
Kamień kotłowy (CaCO₃)	2,2–2,9	0,4–0,5 mm → spadek sprawności ok. 50%
Biofilm (biolm)	0,6	0,1 mm → spadek sprawności ok. 50%, 0,4 mm → spadek ponad 80%

✅ Wniosek: biolm nawet w bardzo cienkiej warstwie powoduje dramatyczny spadek przewodzenia ciepła, dużo szybciej niż kamień kotłowy.

2. Przyczepność i trudność usuwania

Kamień kotłowy: można usuwać chemicznie lub mechanicznie (rozpuszczalniki kwasowe, szczotkowanie).

Biofilm: bardzo silnie przywiera do powierzchni, zawiera mikroorganizmy i polisacharydy (EPS), jest trudniejszy do usunięcia – często wymaga połączenia biocydów, czyszczenia hydrodynamicznego i dezynfekcji.

3. Wpływ na awaryjność urządzeń

Kamień kotłowy: zwiększa opór przepływu, ogranicza wymianę ciepła, ale rzadziej powoduje nagłe awarie.

Biofilm: sprzyja korozji mikrobiologicznej, tworzy strefy stagnacji w rurach, może prowadzić do awarii wymienników, pomp i skraplaczy, często wymusza przestoje produkcyjne.

4. Skutki ekonomiczne

Kamień kotłowy: wzrost kosztów energii o kilka–kilkanaście % przy cienkich warstwach.

Biofilm: cienka warstwa (0,1–0,2 mm) może niemal podwoić zużycie energii, szczególnie w systemach chłodzenia i CWU.

Osady mieszane (kamień + biofilm): najgorsze efekty – straty energii są nieproporcjonalnie duże.

🔹 Podsumowanie

Najbardziej destrukcyjne i kosztowne: biofilm

Mniej destrukcyjne, ale nadal istotne: kamień kotłowy

Najlepiej: monitorować, uzdatniać wodę i regularnie czyścić instalacje – w tym przypadku czyszczenie biofilmu przynosi największe oszczędności.

Zastosowanie generatora impulsowego rozwiązuje problem.

1. Co zmienia generator?

Nie usuwa Ca²⁺ i HCO₃⁻ z wody.

Zmienia nukleację węglanu wapnia: zamiast kalcytu (zbity, twardy, przywierający), powstaje aragonit (igiełkowy, luźny, monokryształowy).

Efekt: kamień kotłowy się nie „cementuje” na ściankach rur i wymienników, tylko spływa z wodą.

2. Biofilm i minerały

Biofilm = bakterie + ich osłonka (EPS) + osady mineralne.

Impulsy generatora + zmieniona struktura krystalizacji powodują, że część biofilmu odspaja się razem z kryształkami aragonitu.

Woda w okresie czyszczenia → może być mętna, z drobnymi śliskimi cząstkami.

3. Okres przejściowy

Trwa zwykle kilka tygodni, czasem dłużej (jeśli osady były grube).

Może wystąpić chwilowe zatykanie perlatori, zaworów, filtrów siatkowych → wskazane częstsze czyszczenie/serwis.

4. Efekt końcowy

✅ Czystsze powierzchnie instalacji.
✅ Wyższa sprawność wymienników ciepła.
✅ Niższe koszty energii.
✅ Mniejsze ryzyko korozji pod osadami.

W razie jakichkolwiek pytań, prosimy o kontakt: grzegorz@actiw.pl tel. +48 883 106 900,  +48 71 321 86 91