热水器水垢预防的方法
热水器的结垢集中在内部的裸露金属表面，例如不锈钢内胆的内表面，不锈钢或者铜换热器，包括电加热管以及热泵的换热器、热管太阳能换热器、燃气热水器换热器的裸露表面结垢非常的严重。目前行业内对于热水器结垢的预防办法主要有两种方式，就是物理办法和化学办法。办法主要有两种方式，就是物理办法和化学办法。分类见图：
图一 防垢方法分类图
物理办法可以分为机械防垢、永磁场防垢以及电子防垢。
机械防垢：主要有水力喷射防垢和涂层防垢。水力喷射防垢一般是在热水器的进水口增加一个特别的装置，使水流加速并且向一定的方向喷射，把相应区域的沉积垢带走。这种方法的效果还是不错的，在特定的区域确实没有垢沉积。例如白浪商用热水器和smith商用热水器就采用了这种结构，笔者在解剖现场看到的热水器底部确实没有非常光亮，没有任何沉积垢的迹象，由于牵涉到专利问题，作者在这里就不给出图片了。而涂层防垢说新鲜也不新鲜，说不新鲜现在还有新的卖点在推出。人人皆知的就是搪瓷内胆热水器，搪瓷涂层表面在使用几年后也不会附着水垢，这就是涂层防垢的典型例子，有比较长的历史了。而最近smith工厂解决了在电加热管上搪瓷的问题，推出了“金圭发热棒” ，宣传加热棒不结垢，也是赚足了眼球。
永磁场防垢：是一种在热水器上实际使用过的技术，效果还是不错。其基本原理就是水流在通过强磁场的过程中，水的分子结构会发生变化，最后形成少量絮状垢。但是磁化水对不锈钢内胆有一定的腐蚀作用，因此，国内某著名品牌的热水器厂在使用几年后，即不再使用，并且会在给客户维修维护时去掉磁化装置。
电子防垢：可以概括为电解防垢和高频电磁波防垢。
电解防垢的主要特点是在水流经过的位置放置两个平行的电极，在两个电极间通高压电并且以一定的频率变换电极的正负。这种处理方式在上世纪80、90年代流行，并且效果也不错，但是因为运行需要经常维护，因而后来逐步消失了。并且该处理方法从来没有在热水器上应用过，因为其不符合安全要求。
高频电磁波防垢则是上世纪90年代以后，国内的很多研究机构和水处理公司对这一国外传入的技术产生了很大的兴趣并投入很大的精力进行研究，目前也有很多此类产品在市场上销售。美国得克萨斯州的油田目前仍然采用这种技术处理回注水的结垢问题，并且在美国、澳大利亚、加拿大等西方国家很有市场。但是目前国内市场上的此类产品除垢效果差别很大，有一些效果很好，有一些根本没有效果，破坏了此类产品的市场信誉。
高频电磁波防垢实际上就是利用一定频率的电磁波，使水中的成垢离子发生碰撞，产生微小的可以悬浮于水中的垢粒子，而且这种垢粒子可以随水流流走，这样，容器内壁和换热器表面就不会有垢形成，或者可以控制形成非常薄的絮状软垢。以碳酸钙水垢为例，碳酸钙(calcium carbonate) 通常以方解晶体(calcite)或霰石(aragonite)形式存在，方解晶体较大并且表面带电，有相互聚集并形成更大的粒子的趋势；霰石非常小，可以悬浮在水里面，并且本身表面没有正负点性，不会聚集形成更大的粒子。霰石(aragonite)是悬浮的稳定晶体， 不会与其它物质产生反应。而有效的高频电磁波防垢器则会把水中的绝大部分成垢离子包括方解晶体转换成霰石。高频电磁波防垢器通过缠绕在水管外的线圈对水流施加电子信号，不直接与水接触。以下是方解晶体和霰石的电子显微照片：
图二 方解石照片，放大倍数; X2000
图三 霰石照片，放大倍数; X2000
以下是一些电子防垢装置的防垢效果：
图四 某电子防垢器效果图（左图为处理前，右图为工作15天后）
图五某电子防垢器效果
（硬水，新加热管每天24小时工作，水沸腾后泄出，注入新水）
化学方法就是添加化学药品，一般是除垢剂和缓蚀剂的混合物。单纯添加除垢剂会增加水的腐蚀性，通过添加缓蚀剂抵消除垢剂带来的腐蚀作用。目前已经有成熟的产品在太阳能领域开始推广。
图六某电子防垢器效果（前后没有变化，基本无效）
另一种化学方法就是利用离子交换，除去水中的成垢离子（或者正负离子中的一种），这种方法的除垢最彻底，既能治标又能治本。但是这种方法在热水器领域不大可能推广，一方面比较昂贵，另一方面维护比较麻烦。
以下是一种化学防垢器的使用效果照片：
图七某化学防垢器效果（左数第三根电加热管即是）
防垢方式的比较
热水器结垢的预防办法
对比以上几种防垢方法，从成本来讲，水力喷射防垢和涂层防垢的成本是最低的，但是存在的问题是水力喷射系统只能在热水器进水口有限的范围内使用并且有效，而涂层防垢可能无法把与水接触的所有金属表面涂敷搪瓷，一旦有金属表面裸露在水中，则裸露金属表面会加速结垢。
对于除垢剂防垢来讲，效果不错，但是除垢剂一般是有机磷酸盐或者聚丙烯酰胺类螯合剂，本身是产生水富氧化的非环保产品，不应该大量推广。而且定期更换不仅成本高昂，也是一个麻烦。
对于高频电磁波防垢来讲，由于作用范围广，属于非接触式，使用也安全，值得推广。缺陷就是一次性投入成本过高。如果将来成本能够降下来，不失为一条解决热水器结垢问题的好途径。
注：感谢Mr. Sung Young Lee 提供的部分照片和相关技术资料。 （责编 连小卫）
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