水垢是怎樣形成的

一般來(lái)說(shuō)，含有鈣(Ca)、鎂(Mg)鹽類等礦物質(zhì)的水叫做“硬水”。（水的硬度（也叫礦化度）是指溶解在水中的鈣鹽與鎂鹽含量的多少。含量多的硬度大，反之則小。河水、湖水、井水和泉水都是硬水。自來(lái)水是河水、湖水或者井水經(jīng)過(guò)沉降，除去泥沙，消毒殺菌后得到的，也是硬水。剛下的雨雪，水里不含礦物質(zhì)，是“軟水”。水燒開后，一部分水蒸發(fā)了，本來(lái)不好溶解的硫酸鈣(CaSO4，石膏就是含結(jié)晶水的硫酸鈣）沉淀下來(lái)。原來(lái)溶解的碳酸氫鈣(Ca(HCo3)2）和碳酸氫鎂（Mg(HCO3)2)，在沸騰的水里分解，放出二氧化碳(CO2)，變成難溶解的碳酸鈣(CaCO3)和*（Mg(OH)2)也沉淀下來(lái)。這就是水垢的來(lái)歷。

水垢對(duì)熱泵的危害 

1、板式換熱器的堵塞穿孔：

板式換熱器出于提率和降低成本，以及減少體積等因素考慮，一般水通道設(shè)計(jì)的比較窄，面積大，鋁板式鋼板的厚度在1mm以下。面積大，水垢的沉淀面積就大。當(dāng)水垢的富集厚度到1mm左右時(shí)，水的阻力會(huì)提高1-2倍，熱交換效率下降15%-20%左右，當(dāng)水垢的厚度達(dá)到2-3mm時(shí)，熱交換效率下降20%-30%左右，并引起水流不暢。板式熱交換器的銹蝕穿孔：因水源水PH值偏高或偏低，而導(dǎo)致水的腐蝕性增強(qiáng)，特別是當(dāng)溫度升高后加速熱交換器的腐蝕穿孔。

2、套管式熱交換器：

套管式熱交換器外管材料一般采用紫銅，厚度1mm以上，為增加熱交換效率，的套管式熱交換器的外管表面做成凹凸?fàn)?，以期冷熱水在套管表面形成渦流，但水垢一般首先在凹面富集，因此使用3-6月后也就無(wú)所謂渦流了。套管式熱交換器成本較板式高、體積也增大，但熱交換效率較低；因其外套管較厚，相較板式交換器不易銹蝕穿孔（在一些水源較差的地方仍時(shí)有發(fā)生）而被很多熱泵廠家采用；但因其熱交換效率低，必須提高其表面溫度，因此主機(jī)工作時(shí)需較大的壓縮比，和采用板式熱交換器比，同樣的制熱量其主機(jī)功率要大一些，再加上套管熱交換器體積大、成本高，因此不僅整機(jī)成本提高，能耗也增大；同時(shí)，它只是延緩了故障的發(fā)生時(shí)間，一般一至兩年后，同樣要采取除垢工作，否則仍會(huì)出現(xiàn)種種故障。

3、水垢對(duì)熱泵、空調(diào)機(jī)組的危害：

1）降低了換熱效果。多數(shù)換熱器都是用碳素鋼制成的，而碳素鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為46.4-52.2W/（m*k），而水垢的導(dǎo)熱系數(shù)為0.464-0.679W/（m*k），只有碳素鋼的1%左右，顯然水垢或其它沉積物的導(dǎo)熱系數(shù)比金屬低得多。因此當(dāng)水垢或其它沉積物覆蓋在換熱器表面上時(shí)，就如同在換熱器表面裹上一層厚厚的棉衣，大大降低換熱器的換熱效率，如果想要維持其制熱或制冷，勢(shì)必增加能耗。

2）使冷卻水的循環(huán)速度和流量減少。沉積物或微生物污垢覆蓋在換熱器及其管壁上，甚至堵塞管道，這樣使單位時(shí)間通過(guò)的循環(huán)水量減少了，循環(huán)速度減慢了，從而導(dǎo)致?lián)Q熱效果進(jìn)一步降低。

3）加速腐蝕。沉積物和微生物的存在，促使了濃差腐蝕電池的形成及垢下腐蝕的產(chǎn)生，從而加速了金屬被腐蝕的速度。

4）縮短了設(shè)備的使用壽命。一方面沉積物和微生物粘泥覆蓋在換熱器表面，阻止了設(shè)備的有效換熱，從而使換熱器表面的金屬長(zhǎng)期處于高溫?zé)嶝?fù)荷狀態(tài)，導(dǎo)致了金屬疲勞；另一方面，腐蝕的發(fā)生會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱器的管壁變薄，尤其是垢下腐蝕還會(huì)導(dǎo)致設(shè)備穿孔泄漏，這些情況的發(fā)生，使得設(shè)備的使用壽命縮短。

5）增加了運(yùn)行成本。為使設(shè)備保持足夠的換熱效率，必須采取增加水量，增大能源供給等措施，同時(shí)為維修、更換因腐蝕原因造成損害的設(shè)備，必然增加費(fèi)用，從而增大了設(shè)備的運(yùn)行成本。

水垢對(duì)電熱水器的危害 

可別小看了水垢，電熱水器行業(yè)把水垢叫做熱水器的天敵。水垢zui直接的危害是耗電，一般50升的電熱水器兩個(gè)小時(shí)就能燒熱了，如果內(nèi)膽結(jié)了水垢，要花三四個(gè)小時(shí)。

水垢zui嚴(yán)重的危害在于，容易導(dǎo)致電熱水器金屬發(fā)熱管氧化，它不僅降低加熱效率，還會(huì)損害內(nèi)膽的絕緣層，以致水被通電后，如果有人沐浴便可能導(dǎo)致觸電事故發(fā)生。據(jù)不統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)約有80%的熱水器事故是因水垢引起的，因而有人比喻：“一臺(tái)結(jié)滿水垢的熱水器，就好比是一顆定時(shí)****，懸在頭上隨時(shí)會(huì)爆炸！”

水垢對(duì)燃?xì)鉄崴鞯奈：?nbsp;

1、燃?xì)饧礋崾綗崴鳎?/span>

燃?xì)饧礋崾綗崴鞑捎脦С岬亩嗦纷香~毛絲管盤列，為提高水溫上升效率，紫銅管內(nèi)水通道狹窄，彎道多，如不采用給水處理工藝，在一些硬水區(qū)幾乎一年后必出故障，水垢不僅在狹窄的內(nèi)管富集降低熱效率，而且脫落的水垢會(huì)在彎道集中、堵塞水通道，造成燃?xì)饧礋崾綗崴髟诒狈绞袌?chǎng)的占有率，始終不高（北方多為硬水區(qū)）。

2、電即熱式熱水器：

如同即熱式燃?xì)鉄崴髯非蟪?、超薄，電即熱式熱水器的毛?xì)管更細(xì)，毛細(xì)管壁更薄，在北方使用有時(shí)不到三個(gè)月就發(fā)生堵塞甚至毛細(xì)管穿孔。

水垢對(duì)輸送管路的危害 

    過(guò)去熱水管道多采用鍍鋅鋼管，鍍鋅鋼管初步銹蝕后水垢在疏松銹面上著床，碳酸鈣、碳酸鎂再與銹蝕層產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，在熱水的作用下加速銹蝕，一般一兩年后，管道通徑縮小30%以上。并伴有黃水（銹水）產(chǎn)生，直至5-8年左右管路無(wú)法使用；近年推廣PPR管，在PPR管路系統(tǒng)接頭以及轉(zhuǎn)彎等處，接頭與管道接縫處，水垢富集，使水系統(tǒng)水阻增大，原設(shè)計(jì)水力平衡被破壞，在供暖系統(tǒng)中造成供暖供冷不平衡現(xiàn)象。

常見(jiàn)水垢處理方法及評(píng)價(jià)

1、離子交換法：采用特定的陽(yáng)離子交換樹脂，以鈉離子將水中的鈣鎂離子置換出來(lái)，由于鈉鹽的溶解度很高，所以就避免了隨溫度的升高而造成水垢生成的情況。主要優(yōu)點(diǎn)是：效果穩(wěn)定準(zhǔn)確，工藝成熟，可以將硬度降低至0。采用這種方式的軟化水設(shè)備一般也叫做“離子交換器”(由于采用的多為鈉離子交換樹脂，所以也多稱為“鈉離子交換器”)。其缺點(diǎn)為：

（1）會(huì)產(chǎn)生過(guò)量的再生廢液，用于空氣源熱泵成本較高；

（2）耗鹽量大，需經(jīng)常還原；

2、電磁法：采用在水中加上一定的電場(chǎng)或磁場(chǎng)來(lái)改變水分子的特性，從而改變碳酸鈣(碳酸鎂)沉積的速度及沉積時(shí)的物理特性來(lái)阻止水垢的形成。其特點(diǎn)是：設(shè)備投資小，安裝方便，運(yùn)行費(fèi)用低；但是效果不夠穩(wěn)定，沒(méi)有統(tǒng)一的衡量標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)磁場(chǎng)后的水分子將在半個(gè)小時(shí)左右時(shí)間恢復(fù)通磁前的狀態(tài)，所以處理后對(duì)水的使用時(shí)間、距離都有一定局限。從方法上看只能應(yīng)用于對(duì)循環(huán)水的處理，對(duì)磁力大小有硬性指標(biāo)要求，磁場(chǎng)強(qiáng)度要在2000高斯以上，zui主要的是現(xiàn)在磁化功能并沒(méi)有得到相關(guān)的認(rèn)證，對(duì)其可行性與實(shí)效性存在質(zhì)疑。

3、膜分離法：納濾膜(NF)及反滲透膜(RO)均可以攔截水中的鈣鎂離子，從而從根本上降低水的硬度。這種方法的特點(diǎn)是，效果明顯而穩(wěn)定，處理后的水適用范圍廣；但是對(duì)進(jìn)水壓力有較高要求，設(shè)備投資、運(yùn)行成本都較高。

4、加藥法：向水中加入的阻垢劑，可以使鈣鎂離子、碳酸根離子與藥劑的分子形成絡(luò)合物，增加其在高溫水中的溶解度，從而使水垢不能析出、沉積。目前工業(yè)上可以使用的阻垢劑很多，在水處理中常用的阻垢劑有復(fù)磷酸鹽、有機(jī)膦酸、膦羧酸、有機(jī)膦酸脂、聚羧酸等。這種方法的特點(diǎn)是：一次性投入較少，適應(yīng)性廣，阻垢、除垢能力強(qiáng)，尤其適合于儲(chǔ)水式加熱器，但因其需不斷的投入藥劑，從而系統(tǒng)較為復(fù)雜。

5、高頻電子除垢儀除垢

這種方法在安裝時(shí)需要切割管道，且電極容易粘附水中的懸浮物造成系統(tǒng)失靈。安裝煩鎖，工程量大。現(xiàn)在出現(xiàn)新一種防垢產(chǎn)品量子環(huán)，用其產(chǎn)生的頻率和水中礦物質(zhì)離子的固有頻率產(chǎn)生共振而使其提前析出，這種產(chǎn)品的除垢防垢效果不錯(cuò)，但使用特種材料及生產(chǎn)技術(shù)，費(fèi)用相當(dāng)高。

6、永磁設(shè)備除垢

外觀是一個(gè)一個(gè)圓環(huán)型的*磁鐵，然后套在直管道上，利用穿管路的磁場(chǎng)處理經(jīng)過(guò)管道的水。多用于管道較大的場(chǎng)所，由于其磁場(chǎng)頻率和強(qiáng)度固定，所以它適用的水質(zhì)范圍是比較窄，在某些特定水質(zhì)條件下表現(xiàn)的比較好，但再換一種水質(zhì)后或許就沒(méi)有了效果。

7、電子感應(yīng)水處理器

原理是通過(guò)主機(jī)在水中產(chǎn)生一個(gè)頻率強(qiáng)度都按一定規(guī)律變化的感應(yīng)電磁場(chǎng)。該電磁場(chǎng)使水中的成垢離子結(jié)合成大量的文石晶核，當(dāng)水中礦物質(zhì)含量超過(guò)水的飽和溶解度時(shí)，成垢離子就會(huì)析出并優(yōu)長(zhǎng)在這些晶核上形成文石晶體，取代了方解石晶體的析出，而文石晶體呈松軟絮狀，很容易被水沖走。此方法安裝簡(jiǎn)單，無(wú)須切割打孔，無(wú)須更換電極和保養(yǎng)，耗電量極小，是比較的解決方案。但推廣上由于廠商意見(jiàn)不一，導(dǎo)致應(yīng)用受限。

8、酸洗法：

可用鹽酸、磷酸、鉻酸及氫氟酸，但不能用硫酸。因?yàn)榱蛩崤c水接觸時(shí)，在水垢表面生成硫酸鈣硬膜，使膜下的水垢不易接觸到酸液。磷酸和鉻酸雖然比鹽酸有效，但由于價(jià)格太貴，所以一般都用鹽酸。鹽酸只能清洗碳酸鹽水垢，酸洗時(shí)生成的氯化鎂和氯化鈣溶解度很大，容易除去，并伴有二氧化碳產(chǎn)生，有攪拌鹽酸液的作用。對(duì)于純硅酸鹽水垢，可使用氫氟酸清洗。硫酸鹽和硅酸鹽為主的混合水垢，也可使用鹽酸清洗。酸洗的作用在于用酸溶液溶解水垢與金屬壁間的氧化鐵層，使酸接觸到金屬，從而產(chǎn)生氫氣泡使水垢脫落。它與鹽酸鹽垢的鹽酸清洗道理不同。酸洗前，必須首先根據(jù)結(jié)垢程度，的計(jì)算出鹽酸用量。由于空氣能熱水器的結(jié)垢速度是非?？斓模悦扛?-3個(gè)月甚至1個(gè)月就需酸洗一次。由于供水對(duì)象的特殊性，所以，在酸洗時(shí)也不能中斷供水，不像鍋爐熱水那樣進(jìn)行低濃度不間斷的酸洗。如此頻繁的酸洗，用戶是接*的。所以，這種方法可行性也不高。

9、堿洗法：

主要是清除硫酸鹽和硅酸鹽水垢，還可以清除硫酸鹽和硅酸鹽的混合水垢。不能清除碳酸鹽水垢。用堿洗法不是使水垢溶解除去，而是使水垢軟化，再用機(jī)械的方法清除。所用的藥劑有碳酸鈉和氫氧化鈉兩種。

化學(xué)方法操作起來(lái)復(fù)雜，成本高、難度大。一般應(yīng)用于鍋爐等設(shè)備的除垢，而不太適應(yīng)太陽(yáng)能熱水器。另外，物理方法有以下幾種方法，供大家參考:

1.機(jī)械法：用水沖洗或刷子清除。如果水垢很堅(jiān)硬，可用電力或水力帶動(dòng)的洗管器來(lái)清洗。此法在水垢形成初期比較適用。

2.電子法：利用電訊號(hào)改變水分子結(jié)構(gòu)使水加速釋放出礦物質(zhì)并讓礦物質(zhì)緊密結(jié)合在一起，結(jié)合的礦物質(zhì)隨水流動(dòng)而帶走，可以預(yù)防水垢的產(chǎn)生。

3.其他方法：如使用鎂棒、添加礦物質(zhì)、磁化等等，這些方法都能有效預(yù)防水垢的產(chǎn)生。