水垢是怎樣形成的？
一般來說，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。自來水是河水、湖水或者井水經(jīng)過沉降，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。原來溶解的碳酸氫鈣(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)和氫氧化鎂（Mg(OH)2)也沉淀下來。這就是水垢的來歷。
水垢對熱泵的危害？
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(shè)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(dāng)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(dāng)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(dǎo)致水的腐蝕性增強，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，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，但水垢一般先在凹面富集，因此使用3-6月后也就無所謂渦流了。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有發(fā)生）而被很多熱泵廠家采用；但因其熱交換效率低，須提高其表面溫度，因此主機工作時需較大的壓縮比，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，因此不僅整機成本提高，能耗也增大；同時，它只是延緩了故障的發(fā)生時間，一般一至兩年后，同樣要采取除垢工作，否則仍會出現(xiàn)種種故障。
3、水垢對熱泵、空調(diào)機組的危害：
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，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，這樣使單位時間通過的循環(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期處于高溫?zé)嶝摵蔂顟B(tài)，導(dǎo)致了金屬疲勞；另一方面，腐蝕的發(fā)生會導(dǎo)致?lián)Q熱器的管壁變薄，尤其是垢下腐蝕還會導(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）增加了運行成本。為使設(shè)備保持足夠的換熱效率，須采取增加水量，增大能源供給等措施，同時為維修、更換因腐蝕原因造成損害的設(shè)備，必然增加費用，從而增大了設(shè)備的運行成本。
水垢對電熱水器的危害：
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。水垢直接的危害是耗電，一般50升的電熱水器兩個小時就能燒熱了，如果內(nèi)膽結(jié)了水垢，要花三四個小時。
水垢嚴重的危害在于，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)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)約有80%的熱水器事故是因水垢引起的，因而有人比喻：“一臺結(jié)滿水垢的熱水器，就好比是一顆定時****，懸在頭上隨時會爆炸！”
水垢對燃氣熱水器的危害：
1、燃氣即熱式熱水器：
燃氣即熱式熱水器采用帶翅的多路紫銅毛絲管盤列，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，而且脫落的水垢會在彎道集中、堵塞水通道，造成燃氣即熱式熱水器在北方市場的占有率，始終不高（北方多為硬水區(qū)）。
2、電即熱式熱水器：
如同即熱式燃氣熱水器追求超小、超薄，電即熱式熱水器的毛細管更細，毛細管壁更薄，在北方使用有時不到三個月就發(fā)生堵塞甚至毛細管穿孔。
水垢對輸送管路的危害
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(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。
常見水垢處理方法及評價
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(yōu)點是：效果穩(wěn)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(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”)。其缺點為：
（1）會產(chǎn)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(jīng)常還原；
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(shè)備投資小，安裝方便，運行費用低；但是效果不夠穩(wěn)定，沒有統(tǒng)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(fù)通磁前的狀態(tài)，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(yīng)用于對循環(huán)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，主要的是現(xiàn)在磁化功能并沒有得到相關(guān)的認證，對其可行性與實效性存在質(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。這種方法的特點是，效果明顯而穩(wěn)定，處理后的水適用范圍廣；但是對進水壓力有較高要求，設(shè)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(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(yīng)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(tǒng)較為復(fù)雜。
5、高頻電子除垢儀除垢
這種方法在安裝時需要切割管道，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?，F(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，但使用特種材料及生產(chǎn)技術(shù)，費用相當(dāng)高。
6、永磁設(shè)備除垢
外觀是一個一個圓環(huán)型的磁鐵，然后套在直管道上，利用穿管路的磁場處理經(jīng)過管道的水。多用于管道較大的場所，由于其磁場頻率和強度固定，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)后或許就沒有了效果。
7、電子感應(yīng)水處理器
原理是通過主機在水中產(chǎn)生一個頻率強度都按一定規(guī)律變化的感應(yīng)電磁場。該電磁場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)含量超過水的飽和溶解度時，成垢離子就會析出并優(yōu)先生長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。此方法安裝簡單，無須切割打孔，無須更換電極和保養(yǎng)，耗電量極小，是比較*美的解決方案。但推廣上由于廠商意見不一，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。因為硫酸與水接觸時，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，須先根據(jù)結(jié)垢程度，準確的計算出鹽酸用量。由于空氣能熱水器的結(jié)垢速度是非?？斓模悦扛?-3個月甚至1個月就需酸洗一次。由于供水對象的特殊性，所以，在酸洗時也不能中斷供水，不像鍋爐熱水那樣進行低濃度不間斷的酸洗。如此頻繁的酸洗，用戶是接受不了的。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)太陽能熱水器。另外，物理方法有以下幾種方法，供大家參考:
1.機械法：用水沖洗或刷子清除。如果水垢很堅硬，可用電力或水力帶動的洗管器來清洗。此法在水垢形成初期比較適用。
2.電子法：利用電訊號改變水分子結(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。
