一、水垢对太阳能热水器的危害

水垢严重阻碍热量的传递，下降了设备的传热效率，增加了能耗。不单是电热水器与锅炉结垢，夏天运用太阳能热水器温度较高，也经常结垢，致使真空管炸管、内胆腐蚀、管路堵塞等故障发生，本文将剖析水垢对太阳能热水器的危害及解决办法。水垢对太阳能热水器的具体危害表现为：

首先，真空管是太阳能热水器的核心集热部件，在实际运用中真空管内壁上简单构成可见的水垢膜，透光率只有新真空管的 85%左右，随着时间的推移，在真空管内壁会构成1~2mm 厚的垢壳，其透光率只有新真空管的50%以下，这时的集热效率较之新真空管也下降到50%以下。

其次，为回避水垢问题以及因真空管破裂而漏水造成整个系统的瘫痪，有的高档太阳能热水器以及大型联排太阳能工程多选用热管集热器，并认为无需再进行水处理，但热管所发生的热量多集中于紫铜探头，因探头温度高、面积小，更简单在探头上构成水垢包，因热管的热量经过热媒、热传感器屡次交换，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，它附着在太阳能的集热管内壁导致吸热管吸收的热量不能及时传递给水，造成温度过高，极易炸管，水壶烧漏了就是这个道理。相同你的太阳能水温一年比一年低,最终造成集热管报废，细心的用户会发现，家里的太阳能水温没有去年的高，就是水垢结多了。水垢用传统的方法很难整理，真空管口径细，就更难整理彻底。

第四，水垢腐蚀内胆，造成漏水，破坏保温效果，减少太阳能热水器的运用寿命。现在的太阳能热水器水箱一般都是选用 304 不锈钢制作。在生产焊接时，虽然有氩气的保护，但受到高温影响，使焊缝附近的金属特性发生改变，即由奥氏体转变为马氏体。含有氯离子的水在不断加热过程中，加速了焊缝周边金属的锈蚀穿孔。

最终，水垢影响水温仪及电加热系统的正常运用，导致水温、水位显现不准确，电加热设备干烧损坏乃至漏电。

二、太阳能热水器中阻垢、防垢的办法

在太阳能热水器职业中，有不少现已意识到了水垢对热水器产品性能的影响，水处理职业界的企业也正逐渐在开发太阳能热水器中运用的阻垢产品，太阳能热水器职业商场上的各种阻垢、防垢的产品与办法比比皆是，贬褒不一，商场比较混乱。笔者结合商场，总结了以下几种办法供读者参考：

1.控制温度

经过剖析水垢构成的条件及机理，可把太阳能热水器的水温控制在结垢温度以下，避免水垢的构成。一般来说，真空管型太阳能热水器的温度简单达到结垢温度，如果在集热管的前面加上遮阳的设备，在温度超过结垢温度以后，遮阳系统自动启动，把集热面遮挡住，能够阻挠水垢的生成，也能防止热水器过热。平板型热水器因为在高温时简单达到集热与散热的平衡，结垢的情况就明显好于真空管型热水器。双循环型与强制循环型太阳能热水器（集热器管里不接触水）能够把水箱温度控制在 70℃ 以上时，强制循环泵停止工作，热量不再进入水箱，水箱温度不再升高，从而较好防止水垢的生成。

2.离子交换法

软水机是家用水处理职业界运用较为广泛的一种水处理设备，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。选用这种方法的软化水设备一般也叫做“离子交换器”（因为选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，带有相应的功用基团。一般情况下，常规的钠离子交换树脂带有许多的钠离子。当水中的钙镁离子含量高时，离子交换树脂能够释放出钠离子，功用基团与钙镁离子结合，这样水中的钙镁离子含量下降，硬度也随之下降。当树脂上的许多功用基团与钙镁离子结合后，树脂的软化才能下降，能够用氯化钠溶液流过树脂，此时溶液中的钠离子含量高，功用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才能，这个过程叫作“再生”。

因为实际工作的需要，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。此种办法主要优点是：效果稳定准确，工艺老练，能够将硬度下降至 0。其缺点为：1.工作过程会发生过量的再生废液；2. 耗盐量大，需经常加盐还原；3.排出许多含盐废水易引起管道腐蚀，热水运用存在安全隐患；4. 设备放置在室内，占用空间大；5.相对于太阳能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挠水垢构成的办法叫做电磁法。南宁皇明太阳能热水器维修站告诉您电磁法阻垢主要有两种外加磁场的方法：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，水分子键同时发生视点和长度的变形，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许多单个水分子包围，运动速度下降，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组成碳酸钙和碳酸镁，从而达到防垢、阻垢、除垢的效果。同时因为水体吸收许多被鼓励的电子，使水的偶极矩增强，与盐的正负离子的亲和才能增强，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，极微小的水分子能够渗透、疏松、溶解垢体，也能达到除垢的效果。运用条件是：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，管道式防垢器装置时，管道从管道式防垢器上的孔径穿过；缠绕式防垢器装置时，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发生磁场，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，防垢原理与运用条件同永磁性防垢器。

此种防垢器的特点是：设备投资小，装置方便，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，所以处理后对水的运用时间、间隔都有一定限制。

4.加药剂法

向水中加入专用的阻垢剂，能够使钙镁离子、碳酸根离子与药剂的分子构成络合物，增加其在高温水中的溶解度，从而使水垢不能析出、沉积。现在工业上能够运用的阻垢剂许多，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。现在在生活用水职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。。硅磷晶技能运用方便，无动力消耗，不增加用水系统的阻力，平时无需专人维护，这种办法的特点是：一次性投入较少，适应性广，阻垢、除垢才能强，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巨细，按时添加硅磷晶（如图9、图10所示）。

5.光催化氧化法

光催化氧化反响是现在研究较多的一项高级氧化技能。所谓光催化反响，就是在光的效果下进行的化学反响。光化学反响需要分子吸收特定波长的电磁辐射，受激发生分子激发态，然后发生化学反响生成新的物质，或许变成引发热反响的中间化学产物。

此种水处理方法在瓶装饮用水职业已开始运用，在太阳能热水器里的运用还在研究阶段。在太阳能中的利用方案有二：其一是太阳能热水器的水箱至少要做成透光的水箱，或许做成一小部分透光，只要水箱里的水能有光线辐射进去就能够，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；其二是在太阳能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，前置水箱能够放置在室外或室内，水在前置水箱里就被处理，进入太阳能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。此种阻垢办法的运用技能可行，不过推广的瓶颈主要在加工工艺和产品结构上，即怎么把光催化片放置在水箱里，怎么把光线引进水箱。

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