如果太陽能熱水器在運行中產生水垢,會嚴重地影響系統的運行效率和使用效果。水中溶解有各種鹽類,如重碳酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、硫化物、硅酸鹽等,其中所溶解的重碳酸鹽Ca(HNO3)2、Mg(HCO3)2**不穩定,極容易分解成碳酸鹽。因此,如果冷水中溶解的重碳酸鹽較多,那么當集熱系統升溫后: Ca(HNO3)2CaCo3+H2O+CO2 重碳酸鹽在堿性條件下也會發生如下反應: Ca(HNO3)2+2OH- CaCO3+2H2O+CO32- 如水中溶有適量的磷酸鹽與鈣離子時,也將產生磷酸鈣和為沉淀: 2PO43-+3Ca2+—Ca3(PO4)2 上述一系列反應中生成的CaCO3和C3(PO4)2等,均屬微溶液性鹽,它們的溶解度比Ca(HNO3)2要小得多。同時,與一般的鹽類不同,它們的溶解度不是隨著溫度的升高而增大,而是隨著溫度的升高而降低。在傳熱表面上,這些微溶性鹽很容易達到過飽和狀態,而從水中析出,尤其當水流速度小或傳熱面較粗糙時,這些結晶沉淀物就會沉淀在傳熱面上,形成了通常所稱的水垢,常見的水垢組成:碳酸鈣、硫酸鈣、鎂鹽、硅酸鹽。
1、 通常的除垢方法 控制結垢有緩解、消除結垢和除垢2種方法,前者是通過對液體的預處理消除結垢,后者是對已經產生的結垢進行清除。普通的除垢方法分化學方法方法和物理方法。化學除垢處理是采用化學藥劑使太陽能熱水器系統中的真空管、管道和其他設備中的水垢溶解、疏松、脫落、具體的方法有堿洗、酸洗、絡合劑清洗、離子交換劑軟化等。 化學除垢處理的藥劑費用較高、而且,如果除垢處理不當會使設備和管道產生腐蝕,影響設備的使用壽命。另外,化學除垢劑用過后要進行處理,否則會造成環境污染。 物理除垢方法有高壓水沖洗、膠球清洗、沙沖洗、氣沖洗、超聲波清洗等,這些物理方法都不適合于太陽熱水系統的除垢。因為物理除垢通常要中斷系統運行,拆除部分管道和設備,費工費時,有時會損壞管道和設備。
2、磁化除垢 磁化法水處理是使水流通過一個磁場,然后再流入管道或太陽能熱水器系統,經過磁力線切割后,水中的鈣鎂鹽類不能結垢或不能結成堅硬的水垢,而是形成微小的顆粒,隨水流動。磁化除垢是通過磁化方式將已有的水垢清除的過程。磁化除垢的機理有兩個方面:一方面是在磁力作用下,水垢晶體發生極化,降低了水垢的穩定性,使得水垢被不斷地溶解,被水流沖走;另一方面,流經磁化處理器的水的pH值減少了,這說明磁化增加了CO2在水中的溶解度,抑制了CaCO3、Mg(HO)2新垢的形成,并溶解了已有的水垢。