熱水系統水垢形成原因及清除方法

　　熱水系統水垢是怎樣形成的？

　　水垢根據其形成原因和成形狀態的不同大致可分為硬垢和軟垢兩種。當水中含有碳酸鹽膠體、細菌和有機物等雜質時，碳酸鹽類似于水泥沙漿中的沙石，而膠體、細菌和有機物等則相當于水泥沙漿中的水泥，當水中膠體、細菌和有機物等粘性物質和碳酸鹽共同作用，在高溫煮沸條件下則形成了和容器(或管道表面)粘附在一起的硬垢。而一旦膠體、細菌和有機物等粘性物質被去除(如通過超濾濾除)后，即使水中鈣、鎂離子和碳酸根離子濃度很高，也只生成潔白而松散的容易去除的碳酸鹽軟垢，而不會產生硬垢。

　　熱水系統為什么要進行水處理

　　熱水系統必須要進行水處理，如同金屬設備行業進行的防腐工程一樣。對熱水工程進行適當的水處理，可以使熱效率提高20%-40%左右;設備使用年限提高1-2倍;設備維修率下降20%-30%。中國是一個地表水資源缺乏的國家，70%的地區以地下水為主，地下水中所含的礦物質更豐富，品種更繁雜，熱水工程更需要認真的進行水處理，熱水工程離不開水處理。在當今世界提倡綠色能源、節能減排的潮流中，熱水工程水處理更能發揮不可或缺的作用。

　　水垢對太陽能熱水器的危害

　　1、水垢降低太陽能真空管的透光率，使得真空管集熱效率下降。

　　2、水垢的導熱系數極低，不到金屬的百分之一，它附著在太陽能的集熱管內壁導致吸熱管吸收的熱量不能及時傳遞給水，造成溫度過高，極易炸管，水壺燒漏了就是這個道理。

　　3、水垢腐蝕內膽，造成漏水，破壞保溫效果，減少太陽能熱水器的使用壽命。

　　4、水垢影響水溫儀及電加熱系統的正常使用，導致設備損壞。

　　5、因真空管內表面很光滑，垢殼在水流的沖擊下產生脫落，造成真空管內水循環不暢乃至堵塞。

　　水垢對空氣能熱泵機組的危害

　　1、板式換熱器的堵塞穿孔：

　　板式換熱器出于提高效率和降低成本，以及減少體積等因素考慮，一般水通道設計的比較窄，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。當水垢的富集厚度到1mm左右時，水的阻力會提高1-2倍，熱交換效率下降15%-20%左右，當水垢的厚度達到2-3mm時，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，而導致水的腐蝕性增強，特別是當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，高檔的套管式熱交換器的外管表面做成凹凸狀，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月后也就無所謂渦流了。

　　水垢對熱水工程輸送管路的危害

　　過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生化學反應，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)產生，直至5-8年左右管路無法使用;近年推廣PPR管，在PPR管路系統接頭以及轉彎等處，接頭與管道接縫處，水垢富集，使水系統水阻增大，原設計水力平衡被破壞，在供暖系統中造成供暖供冷不平衡現象。

　　水垢對人體健康的危害

　　據化學分析，每一克水垢中就會含有鉛12毫克、砷21毫克、汞44毫克、鎘3.4毫克、鐵24毫克，其危害非常大，不但會引起人體重金屬含量超標，還會引起膽結石病癥，甚至還會導致人體器官癌變以及中毒。

　　常見的熱水系統水處理的方法

　　1、離子交換法：采用特定的陽離子交換樹脂，以鈉離子將水中的鈣鎂離子置換出來，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。主要優點是：效果穩定準確，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”)。其缺點為：

　　(1)、會產生過量的再生廢液，用于空氣源熱泵成本較高;

　　(2)、耗鹽量大，需經常還原;

　　(3)、排出大量含鹽廢水易引起管道腐蝕，熱水使用存在安全隱患。

　　2、電磁法：采用在水中加上一定的電場或磁場來改變水分子的特性，從而改變碳酸鈣(碳酸鎂)沉積的速度及沉積時的物理特性來阻止水垢的形成。其特點是：設備投資小，安裝方便，運行費用低;但是效果不夠穩定，沒有統一的衡量標準，因為通過磁場后的水分子將在半個小時左右時間恢復通磁前的狀態，所以處理后對水的使用時間、距離都有一定局限。從方法上看只能應用于對循環水的處理，對磁力大小有硬性指標要求，磁場強度要在2000高斯以上，最主要的是現在磁化功能并沒有得到相關的認證，對其可行性與實效性存在質疑。

　　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。這種方法的特點是，效果明顯而穩定，處理后的水適用范圍廣;但是對進水壓力有較高要求，設備投資、運行成本都較高。

　　4、加藥法：向水中加入專用的阻垢劑，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。目前工業上可以使用的阻垢劑很多，在水處理中常用的阻垢劑有復磷酸鹽、有機膦酸、膦羧酸、有機膦酸脂、聚羧酸等。這種方法的特點是：一次性投入較少，適應性廣，阻垢、除垢能力強，尤其適合于儲水式加熱器，但因其需不斷的投入藥劑，從而系統較為復雜。