Типы систем подачи углекислого газа
Все системы подачи СО2 в аквариум можно разделить на несколько групп:
- Баллонные системы подачи СО2
- Системы на основе химической реакции соды и лимонной кислоты
- Системы на основе биологической реакции (выделение СО2 в результате роста, размножения и жизнедеятельности дрожжей – «бражка»)
- Другие системы (системы на основе электролиза, химической реакции, СО2 таблетки).
Последний вид систем практически мало распространен в аквариумистике и потому их можно считать скорее экзотическим исключением из правил, чем массовым продуктом.
Рассмотрим более подробно каждый тип систем СО2.
Баллонные системы подачи СО2
Система СО2 на основе стального баллона и алюминиевого баллона
Как видно из названия в основе баллонной системы подачи СО2 лежит баллон. Баллон может быть выполнен из различных материалов: сталь, алюминий, композит. Стальные баллоны самые распространенные в виду дешевизны. Алюминиевые баллоны более дорогие и потому менее распространены. Ну а композитные баллоны – самый новый продукт на рынке и практически еще не встречаются в розничной продаже.
Пример баллонов для системы СО2
Ко всем баллонам для аквариумной системы подачи СО2 есть одно требование – чтобы они отвечали необходимым критериям. Все они должны быть аттестованы на специальных станциях по работе с сосудами, работающими под давлением.
На баллон должны быть нанесены определенные данные о нем.
Эти данные выбиваются на горловине каждого баллона и содержат такую информацию:
Номер баллона
Дата производства, дата следующей аттестационной поверки
Рабочее давление
Поверочное давление
Вес пустого баллона
Объем баллона
Пример паспорта баллона
Баллоны для СО2 должны быть оснащены запорными устройствами – вентилями для углекислого газа. Крайне нежелательно использовать вентиля, не подходящие по стандарту под данный объем баллона – переточенные с «больших» баллонов.
В зависимости от производителя вентиль может иметь или не иметь защитный (взрывной) клапан, который должен сработать в случае сильного превышения давления в баллоне.
Баллон, не имеющий аттестации нельзя использовать, даже если он на вид как новый. Невидимые глазу микротрещины в корпусе баллона могут привести к необратимым последствиям.
При выборе системы СО2 на основе баллона необходимо знать и помнить, что газ в такой системе находится под давлением. И при работе с такой системой необходимо соблюдать определенные правила по безопасности. Помните, баллон находится под давлением и, выполняя работы с ним, вы должны быть ознакомлены с правилами безопасной эксплуатации сосудов, находящихся под давлением.
Запомните несколько простых правил, которые помогут вам безопасно и долго использовать баллонную систему СО2
- Рабочее положение баллона – вертикальное.
- Температура окружающей среды -500С +500С
- Не допускать заправки баллона выше допустимой нормы (лучше заправьте немного меньше нормы). В случае превышения давления в баллоне выше нормы – немедленно стравить газ, немного приоткрыв вентиль. Рабочее давление в баллоне – 60-70атм. Иногда давление может повышаться при нагреве.
- Не ставить баллон вблизи нагревательных приборов.
- Заправлять баллон нужно строго по весу из расчета: 1л объема = 0,6кг углекислоты. То есть в 2-х литровый баллон можно вместить 1,2 кг углекислоты, в 5-ти литровый – 3кг. Правильность заправки следует осуществлять взвешиванием пустого баллона до заправки и полного после заправки.
- После истечения срока аттестации баллона – сделать переаттестацию и ревизию вентиля на сертифицированной станции заправки углекислоты.
После баллона в баллонной системе СО2 обязательно используется редуктор для понижения давления газа (может использоваться также регулятор расхода, об этом немного ниже будет описано). Редуктор предназначен для уменьшения давления газа, поступающего из баллона в рабочую магистраль системы СО2 до уровня, необходимого для нормальной работы устройства растворения углекислого газа в воде.
Примеры редукторов
В зависимости от производителя редуктора он может иметь или не иметь защитный (взрывной) клапан, который должен сработать в случае сильного превышения давления газа на выходе редуктора.
В зависимости от выбранного устройства растворения углекислого газа в воде, рабочее давление на выходе редуктора может быть в пределах 1,5-4 атмосферы. Далее в статье будет описано для каких устройств растворения газа лучше устанавливать то или иное значения давления газа на выходе редуктора в системе подачи СО2.
Редукторы для аквариумных систем подачи СО2 следует выбирать в соответствии с поставленной перед системой СО2 задачей. Если планируется работа системы СО2 с отключением, то в таком случае необходимо использовать только понижающий редуктор. Если же в периодическом отключении подачи газа нет необходимости (круглосуточная подача СО2), то в таком случае можно использовать не редуктор, а регулятор расхода. Отличие регулятора от редуктора состоит в том, что он не понижает давление, а лишь регулирует расход газа – фактически это кран регулировки для высокого давления. Преимущество перед редуктором – компактность, простота в настройке и использовании. Недостаток – необходимость постоянного мониторинга за подачей и периодического открывания крана регулятора для поддержания стабильной одинаковой подачи (количество газа в баллоне при подаче уменьшается, давление постепенно падает и регулятор необходимо все больше открывать, чтобы подача газа была равномерной). Это происходит не быстро, но все же редуктор более стабилен, – настроив один раз систему подачи СО2 в аквариум после заправки баллона, можно не подходить к ней для подстроек до следующей заправки. Но и стоимость редуктора выше, чем регулятора. В случае использования регулятора расхода углекислого газа категорически не рекомендуется использовать для перекрытия подачи электромагнитный клапан.
Понижающий редуктор также вполне может использоваться для круглосуточной подачи. Но нужно учитывать, что не все редуктора имеют возможность тонкой настройки подачи углекислого газа. Поэтому для точной настройки после редуктора необходимо устанавливать дополнительный регулировочный кран – дроссель тонкой настройки.
Примеры дросселей тонкой настройки
Дроссель тонкой настройки необходим для точной настройки подачи СО2 после выхода редуктора. С его помощью можно настроить очень маленькие дозы даже для небольших аквариумов. В выборе дросселя нужно быть осторожным – сейчас на рынке много предложений, но не все они одинаково подходят под нужды аквариумиста. Не рекомендуется брать самые дешевые дроссели и дроссели в пластиковом корпусе. Они, как правило, плохо регулируют подачу, быстро выходят из строя и подтравливают по резьбе регулировочного винта. Лучше выбирать дроссель известного производителя или специализированный для систем подачи СО2 в аквариум. И пусть цена будет выше, но качество настройки, стабильность работы и долговечность с лихвой перекроют финансовые затраты.
Как было отмечено выше, баллонная система подачи углекислого газа в аквариум может быть собрана в двух вариантах и работать в двух режимах: постоянной (круглосуточной) подачи и с отключением.
Отличие в комплектации системы с круглосуточной подачей от системы с отключением состоит в наличии в последнем варианте запорного устройства – электромагнитного клапана. Электромагнитный клапан устанавливается сразу после редуктора перед дросселем тонкой настройки.
Электромагнитный клапан
В аквариумных системах подачи СО2 используются нормально закрытые электромагнитные клапана. В случае аварийного отключения электричества – электромагнитный клапан отключится и перекроет подачу углекислого газа в аквариум. Основная масса электромагнитных клапанов работают от сети 220В, но встречаются энтузиасты, которые используют электромагнитные клапана на 12В, объясняя свой выбор меньшим нагревом электромагнитного клапана. В этом случае можно рекомендовать только одно – используйте специальные электромагнитные клапана для аквариумных систем, они меньше греются даже при подключении к 220В.
Все соединения в профессиональных системах – жесткие, резьбовые, без дополнительных самодельных переходников-фитингов. Для герметизации резьбовых соединений используются специальные герметики – это обеспечивает надежную фиксацию соединения и предотвращает утечки углекислого газа.
Есть простое правило при самостоятельной сборке системы подачи СО2 в аквариум – чем меньше соединений, тем надежнее система. Подбирая комплектующие для самостоятельной сборки аквариумной системы СО2, старайтесь минимизировать количество соединений, выбирайте периферийные комбинированные устройства, сочетающие в себе несколько разных устройств.
Таким образом, у нас должен быть комплект на жестком резьбовом соединении: редуктор - электромагнитный клапан - дроссель тонкой настройки. Такие комплекты есть как фабричной сборки, так и можно собрать самостоятельно из комплектующих.
Пример регуляторов и редукторов для систем СО2, а также готовых комплектов
Далее после этого комплекта идет магистраль подачи углекислого газа, состоящая из разных устройств. Такие магистрали будут одинаковыми не зависимо от типа системы подачи углекислого газа, поэтому более детально общее устройство системы подачи углекислого газа будет рассмотрено ниже.
Системы на основе химической реакции соды и лимонной кислоты
Примеры систем подачи углекислого газа на соде и лимонной кислоте
Относительно недавно на рынке появился новый массовый продукт для использования в аквариумистике в качестве альтернативы баллонной системе подачи углекислого газа в аквариум – установки на основе соды и лимонной кислоты. Существует множество различных вариаций исполнения таких установок от самых простых до технологически сложных и максимально приближенных к баллонной системе подачи СО2. Но все их объединяет одно – способ выработки углекислого газа основан на взаимодействии водных растворов соды и лимонной кислоты. В результате смешивания водных растворов соды и лимонной кислоты происходит химическая реакция, одним из продуктов которой является необходимый для успешного содержания природного аквариума с живыми растениями углекислый газ.
Рассмотрим несколько типичных вариантов установок на соде и лимонной кислоте для подачи СО2 в аквариум (речь идет о фабричных комплектах, выпускающихся массово).
Самый простой базовый комплект состоит из 2-х специальных пластиковых крышек, которые имеют выходы под шланг, манометра и дросселя тонкой настройки. Этого набора вполне достаточно, чтобы установка работала и вырабатывала газ. В качестве емкостей для растворов соды и лимонной кислоты используются обычные пластиковые бутылки (желательно с толстыми стенками, так как в процессе работы установки давление внутри бутылки может превышать 3-4 атмосферы).
В более продвинутых комплектах изменены некоторые элементы - манометр, дроссель тонкой настройки. Добавлен защитный взрывной клапан, который срабатывает при критическом повышении давления в бутылке. Также есть модели, которые выполнены уже без крышек на специальной несущей раме – пластиковой или алюминиевой. Такой способ компоновки элементов дает преимущество перед «крышечными» установками на соде и лимонной кислоте. Преимущество в том, что соединений намного меньше – надежность системы выше.
Все установки перечисленных типов работают постоянно без отключения. Производители не рекомендуют устанавливать запорные устройства. Это может привести либо к сильному увеличению давления внутри бутылок с рабочими растворами или же полной остановке реакции по выработке углекислого газа.
Совсем недавно появились установки на соде и лимонной кислоте максимально приближенные по параметрам работы к баллонным системам подачи СО2 в аквариум. Такие установки визуально от обычной баллонной системы СО2 не отличаются: в качестве емкости используется баллон, есть манометр с защитным взрывным клапаном сброса избыточного давления, есть электромагнитный клапан для включения/отключения по таймеру или контроллером, есть дроссель тонкой настройки.
Отличие же от классической баллонной системы фактически одно: в баллонную систему заправляют газ, а в установку на соде и лимонной кислоте заправляют реагенты. В баллон установки на соде и лимонной кислоте просто засыпаются по инструкции необходимое количество соды, лимонной кислоты и вливается вода. После этого вкручивается сам редуктор и система готова к работе. Принцип действия тоже прост – внутри баллона установки на соде и лимонной кислоте при смешивании всех 3 компонентов происходит химическая реакция с выделением углекислого газа. А так как баллон герметически закрыт, то после реакции весь газ соберется сверху над отработанными реагентами и будет находиться там под давлением, пока не израсходуется. По сути, такая установка – та же баллонная система подачи, только с меньшим давлением рабочего вещества внутри баллона. В классической баллонной системе СО2 давление, как было сказано выше, порядка 60-70 атмосфер, а в баллонной установке на соде и лимонной кислоте давление порядка – 20-25 атмосфер, а в новых модификациях доходит до и 35 атмосфер.
Все системы на соде и лимонной кислоте от одной заправки работают относительно не долго. Все зависит от объема аквариума, на котором работает установка и количества подающегося газа. Но в среднем такие установки работают от 3 недель до 2 месяцев. (Баллонная установка может вытянуть до 6-8 месяцев беспрерывной работы в зависимости от объема баллона). После чего установки нуждаются в перезаправке реагентов и перезапуске. Процесс перезаправки и запуска занимает не более 5 минут в домашних условиях, при наличии необходимых реагентов: соды, лимонной кислоты и воды.
Исходя из вышеизложенного рекомендовать такие установки подачи СО2 можно для относительно небольших аквариумов (до 200л) или же аквариумов с небольшим количеством растений, где углекислый газ нужен в небольших количествах. Отдельным пунктом тут стоит баллонная установка СО2 на соде и лимонной кислоте. В виду ее технологических возможностей она может работать на аквариумах и большей емкости – 300, 400 и даже 500л.
Подбирая установку СО2 на соде и лимонной кислоте для своего аквариума, следует прежде всего заранее продумать какое количество растений будет высажено и какой тип аквариума планируется создать. Такие установки способны работать со всеми типами устройств для растворения углекислого газа в воде. Они с успехом продавливают даже очень плотную керамику различных распылителей (об этом будет описано в отдельном разделе).
Выбор таких установок в качестве основной системы подачи СО2 актуален прежде всего для аквариумистов, которым нет необходимости в большом количестве углекислого газа, а есть желание и необходимость дополнительно насытить воду углекислым газом для красивого внешнего вида живых аквариумных растений.
Системы на основе биологической реакции выделения СО2 в результате роста, размножения и жизнедеятельности дрожжей (бражка)
Примеры простейшей системы подачи СО2 методом брожения
Последним распространенным типом систем подачи СО2 в аквариум являются системы на основе биологической реакции выделения углекислого газа в результате роста, размножения и жизнедеятельности дрожжей (в кругах аквариумистов – «бражка»). Вариантов исполнения таких систем – масса, рецептов приготовления питательного раствора для дрожжей – масса. Поэтому остановимся лишь на некоторых коротких характеристиках.
Система «бражка» представляет собой сосуд с питательным раствором для дрожжей и собственно – сами дрожжи. В результате своего роста и жизнедеятельности колония дрожжей перерабатывает питательный раствор, выделяя при этом углекислый газ. В результате реакции кроме непосредственно СО2 выделяется еще и много других газов. Много было споров о вреде или безвредности этих газов. Но в результате длительного использования таких систем практика показала, что они имеют право на жизнь. Использовать их лучше всего в небольших аквариумах или же как пробный вариант системы СО2 с целью определить – нужна ли вообще в данном аквариуме дополнительная подача углекислого газа.
Как правило такие установки работают недолго – несколько недель, процесс выделения СО2 практически нельзя контролировать и, соответственно, регулировать подачу газа. Давление, создающееся на выходе таких систем, не позволяет использовать много видов распылителей – лишь самые простые. Вариантов исполнения систем «бражка» есть много, поэтому приводить какой либо нет смысла – по сути это герметичная емкость с выходом для подключения шланга.
Выбирая такой вариант системы СО2 аквариумист должен понимать все ее плюсы и минусы, чтобы не было разочарования от начала использования системы подачи СО2 в природный аквариум с живыми растениями.
Продолжение следует...
