一、水垢对热水器的危害

　　水垢严重阻碍热量的传递，降低了设备的传热效率，增加了能耗。同时降低加热系统（电加热管、热交换器，太阳能换热器等）寿命、加重储水箱腐蚀、管路堵塞等故障发生。

　　表现为：

　　首先，形成可见的水垢膜，随着时间的推移，会形成1~2mm 厚的垢壳。

　　其次，因热量经过热媒、热传感器多次交换，对水垢更敏感，水垢对热交换的效率影响更大。

　　再次，水垢的导热系数极低，不到金属的百分之一，不能及时传递给水，造成加热系统表面温度过高，出现爆裂干烧等问题。

　　第四，水垢腐蚀储水箱，造成漏水，破坏保温效果，减少寿命。

　　后，水垢影响感应温度的准确性，导致产品温度显示不准确。

　　二、热水器中阻垢、防垢的方法

　　在热水器行业中，有不少厂家已经意识到了水垢对热水器产品性能的影响，水处理行业内的企业也正逐渐在开发热水器中应用的阻垢产品，热水器行业市场上的各种阻垢、防垢的产品与方法比比皆是，贬褒不一，市场比较混乱。笔者结合市场，总结了以下几种方法供读者参考：

　　1.控制温度

　　经过分析水垢形成的条件及机理，可把热水器的水温控制在结垢温度以下，避免水垢的形成。但是这种方法效果非常微小，毕竟为了得到更多的热水，水温不能过低，而且水垢形成只不过水温较低时减少生成，但是并不能避免。

　　2.离子交换法

　　软水机是家用水处理行业内应用较为广泛的一种水处理装置，它的工作原理就是阳离子与水中的钙镁离子交换，祛除水中的钙镁离子。采用这种方式的软化水设备一般也叫做“离子交换器”（由于采用的多为钠离子交换树脂，所以也多称为“钠离子交换器”）。离子交换树脂是软水机的核心部件，它是一种聚合物，带有相应的功能基团。一般情况下，常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子。当水中的钙镁离子含量高时，离子交换树脂可以释放出钠离子，功能基团与钙镁离子结合，这样水中的钙镁离子含量降低，硬度也随之下降。当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合后，树脂的软化能力下降，可以用氯化钠溶液流过树脂，此时溶液中的钠离子含量高，功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合，这样树脂就恢复了交换能力，这个过程叫作“再生”。

　　由于实际工作的需要，软化水设备的标准工作流程主要包括：工作（有时叫做产水，下同）、反洗、吸盐（再生）、慢冲洗（置换）、快冲洗五个过程。此种方法主要优点是：效果稳定准确，工艺成熟，可以将硬度降低至 0。其缺点为：1.工作过程会产生过量的再生废液；2. 耗盐量大，需经常加盐还原；3.排出大量含盐废水易引起管道腐蚀，热水使用存在安全隐患；4. 设备放置在室内，占用空间大；5.相对于热水器来说价格偏高。

　　3.电磁法

　　在水中加上一定的磁场来改变水分子的特性，从而改变碳酸钙（碳酸镁）沉积的速度及沉积时的物理特性来阻止水垢形成的方法叫做电磁法。电磁法阻垢主要有两种外加磁场的方式：永磁型和电磁型。永磁型防垢器外形呈管状，内部是钕铁硼高磁性材料，外部是碳钢屏蔽体，水从钕铁硼与外壳的夹层流过即被磁化处理，水分子键同时发生角度和长度的变形，氢键角从105°减小到103°左右，使水的物理结构发生变化，即原水分子大缔合链状大分子的氢键断裂成单个水分子，水中单个水分子急剧增加，水中溶解盐的正负离子就迅速被大量单个水分子包围，运动速度降低，有效碰撞次数减少，静电引力下降、从而使水中的钙、镁离子无法与碳酸根结合成碳酸钙和碳酸镁，从而达到防垢、阻垢、除垢的效果。同时由于水体吸收大量被激励的电子，使水的偶极矩增强，与盐的正负离子的亲和能力增强，从而使管壁上原有的水垢逐渐松软以至脱落，大缔合水分子成单个水分子后，极微小的水分子可以渗透、疏松、溶解垢体，也能达到除垢的效果。使用条件是：水流过防垢器的流速≥2m/s；适用水温：0℃~80℃ ；中心磁场的磁场强度≥160MT覫。

　　电磁型防垢器有管道式防垢器和缠绕式防垢器两种型式，管道式防垢器安装时，管道从管道式防垢器上的孔径穿过；缠绕式防垢器安装时，把设备上的电源线按照一定的方向缠绕在给水管道上，在通电时两种型式的防垢器线圈都会在给水管道上产生磁场，水流过电磁场切割磁力线，水被磁化，它的磁性来源于通电的线圈，防垢原理与使用条件同永磁性防垢器。

　　此种防垢器的特点是：设备投资小，安装方便，运行费用低；但是效果不够稳定，没有统一的衡量标准，因为通过磁场后的水分子将在24小时左右时间恢复到通磁前的状态，所以处理后对水的使用时间、距离都有一定局限。

　　4.加药剂法

　　向水中加入专用的阻垢剂，可以使钙镁离子、碳酸根离子与药剂的分子形成络合物，增加其在高温水中的溶解度，从而使水垢不能析出、沉积。目前工业上可以使用的阻垢剂很多，在水处理中常用的阻垢剂有复磷酸盐、有机膦酸、膦羧酸、有机膦酸脂、聚羧酸等。目前在生活用水行业通用的阻垢剂是硅磷晶，它是一种缓慢溶解的球状化学药剂，主要是由多种磷酸盐、硅酸盐经特殊加工工艺制成。自来水从进口进入阻垢器，水从装有硅磷晶的药罐里流过，硅磷晶就溶解在水里进入热水器，消耗量是1-3ppm即1吨水中溶解硅磷晶量1~3克，适应水的钙硬度范围在 30-400ppm之间，这对于我国绝大部分地区都是适用的。硅磷晶技术使用方便，无动力消耗，不增加用水系统的阻力，平时无需专人维护，这种方法的特点是：一次性投入较少，适应性广，阻垢、除垢能力强，性能稳定，尤其适合于储水式加热器，只需要根据系统的用水量大小，按时添加硅磷晶。

　　但是该方案有一个较大的问题，含磷率较高，对身体有危害。另外虽然硅磷晶微溶水，但是在水路中其会软化，随着水被冲走，污染水，同时减少阻垢寿命。

　　5.光催化氧化法

　　光催化氧化反应是目前研究较多的一项高级氧化技术。所谓光催化反应，就是在光的作用下进行的化学反应。光化学反应需要分子吸收特定波长的电磁辐射，受激产生分子激发态，然后发生化学反应生成新的物质，或者变成引发热反应的中间化学产物。

　　此种水处理方式在瓶装饮用水行业已开始使用，在热水器里的使用还在研究阶段。在热水器中的利用方案有二：其一是热水器的水箱至少要做成透光的水箱，或者做成一小部分透光，只要水箱里的水能有光线辐射进去就可以，在水箱里面放置光催化片，光催化片的面积需要与水箱容积相匹配，一般300升水需要配置0.6~1平方米；其二是在热水器的进水管道前增加一个透光或半透光的水箱，里面放置光催化片，即前置水箱，前置水箱可以放置在室外或室内，水在前置水箱里就被处理，进入热水器水箱后就不会结垢。一般光催化片对水的处理时间需要3~4小时，处理过的水能够长时间不结垢。此种阻垢方法的应用技术可行，不过推广的瓶颈主要在加工工艺和产品结构上，即如何把光催化片放置在水箱里，如何把光线引进水箱。

　　家用饮水机一般是采用反渗透膜（RO）的技术，均可以拦截水中的钙镁离子，从根本上降低水的硬度。这种方法效果明显而稳定，水流量小，出水没有压力，对进水压力有较高要求，需要经常更换滤芯，设备投资、运行成本都较高，适合家用饮用水，不适合做热水器用水处理设备，所以在这里就不在详述。

　　三、总结

　　通过以上对水垢危害及解决办法的介绍，相信读者对市场上阻垢除垢的产品能够有所了解并能够加以鉴别。由于热水器市场产品良莠不齐，许多小厂家做市场宣传时，为了突出自己的产品，出现了很多虚夸热水器功能卖点。比如有些热水器就敢讲镁棒能阻垢、除垢，保证热水器永不生垢，笔者也咨询过不少镁棒防腐方面的专业人士，镁棒在水中消耗变成镁离子，使水的 pH 值略有增加，更容易生成水垢。在市场上还有一些厂家用前置的净水器来除垢，据了解净水器一般是起过滤杂质用的，里面有过滤网和活性炭滤芯，通过净水器的水能够过滤杂质，但是不能过滤钙镁离子，仍然不能起到防垢、除垢的目的。

　　在热水器日益普及的今天，热水器领域里正由许多技术人才在研究高温祛垢的课题，也有许多与热水器相关联的企业在为热水器行业做着积极的贡献，相信热水器结垢的问题在将来会得到完美解决。下面一种方案是本人工作20多年来发现的好的一种阻垢方案。

　　一种新的阻垢缓蚀方案：

　　主要功能与特点:

　　〇克服污染:采用精度达0.18mm过滤网等技术,有效去除水中泥沙、铁锈、等杂质；

　　〇提高水质:加入石英晶体及阻垢材料防止水垢生成；

　　〇安全性能:无需用电、依靠自来水本身压力机器自动工作。

　　〇产水量大:同时可供:厨房、浴室等用水。

　　〇手动冲洗:采用多路阀控制装置,可自动正反冲洗排污,有效防止滤芯堵塞,保障滤芯使用寿命。

　　〇质量可靠:坚固耐用, 一次投资,终生受益。

　　阻垢原理

　　阻垢材料活性成分在水垢生长的萌芽期，即水垢晶核形成的初期，便以离子的形式直接参与并干扰水垢晶核的形成过程，使其晶核发生畸变，迫使其夭折于发育期，从而不再可能有水垢晶体形成，真正做到了完全杜绝水垢的产生。

　　防腐蚀原理

　　阻垢材料活性基团易与金属结合生成化学膜（或称钝化

　　膜），缓蚀也可与介质中的离子结合生成沉淀膜，从而使金属的腐蚀速度减慢，缓蚀产品主要是以其原子上的

　　孤对电子与金属离子以化学健结合形成络合物吸附在金属表面上，形成稳定、致密、牢固的保护膜，从而隔离

　　腐蚀介质同金属的再接触，达到保护金属的目的。