一、空氣能熱水工程水垢是怎樣形成的
一般來說。含有鈣(Ca)、鎂(Mg)鹽類等礦物質的水叫做“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。1升水中含有10mmgCaO(或者相當于10mmgCaO)稱為1度。軟水就是硬度小于8的水)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,是“軟水”??諝饽軣崴こ趟疅_后,一部分水蒸發了,本來不好溶解的硫酸鈣(CaSO4,石膏就是含結晶水的硫酸鈣)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。
水垢根據其形成原因和成形狀態的不同大致可分為硬垢和軟垢兩種。當水中含有碳酸鹽膠體、細菌和有機物等雜質時,碳酸鹽類似于水泥沙漿中的沙石,而膠體、細菌和有機物等則相當于水泥沙漿中的水泥,當水中膠體、細菌和有機物等粘性物質和碳酸鹽共同作用,在高溫煮沸條件下則形成了和容器(或管道表面)粘附在一起的硬垢。而一旦膠體、細菌和有機物等粘性物質被去除(如通過超濾濾除)后,即使水中鈣、鎂離子和碳酸根離子濃度很高,也只生成潔白而松散的容易去除的碳酸鹽軟垢,而不會產生硬垢。
二、熱水工程為什么要進行水處理
空氣能熱水工程
水垢與我們的生活形影不離。它的化學性質十分穩定,不僅會影響熱交換率,消耗能源(一毫米厚的水垢能多消耗10%的能源),而且過多的水垢會堵塞水管,使水流變小,以致帶來安全隱患;水垢甚至會危害人們的身體健康。
熱水工程必須要進行水處理,如同金屬設備行業進行的防腐工程一樣。對熱水工程進行適當的水處理,可以使熱效率提高20%-40%左右;設備使用年限提高1-2倍;設備維修率下降20%-30%。
在西歐、北美,熱水工程水處理是一個必要的環節,無論是設計院,設備供應商,用戶都對熱水工程水處理有足夠的重視,水處理設備投入比例占整個工程量的5%-8%左右,因此而節省的能源與不發達比有20%-30%;設備的使用費用下降。水垢能耗眾所周知,以法國為例,每年成垢量超過7000噸,耗費十幾億歐元,其耗能程度可想而知。
在中國,鍋爐設備每年都要有一次中修,兩年必須大修,在水源水質復雜的地區甚至會導致設備無法運行,一年就要進行大修;中國是一個地表水資源缺乏的,70%的地區以地下水為主,地下水中所含的礦物質更豐富,品種更繁雜,熱水工程更需要認真的進行水處理,熱水工程離不開水處理。在當今世界提倡綠色能源、節能減排的潮流中,熱水工程水處理更能發揮不可或缺的作用。
三、水垢對太陽能熱水器的危害
1、太陽能真空管是太陽能熱水器的集熱器,直接吸收太陽光線,并利用熱水比重小,冷水比重大的原理,將真空管內已被太陽光加熱的水和水箱中的冷水進行交換,加熱水箱中的水。
集熱效率是衡量太陽能熱水器真空管性能的重要指標之一,太陽能熱水器的集熱效率體現在真空管技術上,主要由真空管的透光率、單向反射率以及真空隔熱率三個指標決定。透光率決定了真空管的集熱效率,也就是說:透光率越高,集熱效率越高。這個問題我們從太陽能集熱器能量平衡方程:Q=QI-QL和集熱器效率公式:η=Q∕A*G中可以看出:透光率越高、集熱器吸收的太陽輻射能QI越高、集熱器吸收的有用能量Q越高、集熱器效率η越高;反之亦然。但透光率是在實驗室中測得的數據,而在實際應用中當連續用水半個月左右,真空管內壁上即形成可見的水垢膜,這時透光率只能達到新真空管的85%左右,使用半年后,在真空管內壁可形成1-2mm厚的垢殼,其透光率只有新真空管的以下,這時的集熱效率較之新真空管也下降到以下;
2、為回避水垢問題以及因真空管破裂而漏水造成整個系統的癱瘓,有的太陽能熱水器以及大型聯排太陽能工程、陽臺壁掛太陽能熱水器多采用太陽能熱管,并認為無需再進行水處理,但熱管所產生的熱量多集中于紫銅探頭,因探頭溫度高、面積小,更容易在探頭上形成一個水垢包,因熱管的熱量經過熱媒、熱傳感器多次交換,對水垢更敏感,水垢對熱交換的效率影響更大。
3、水垢的導熱系數低,不到金屬的百分之一,它附著在太陽能的集熱管內壁導致吸熱管吸收的熱量不能及時傳遞給水,造成溫度過高,易炸管,水壺燒漏了就是這個道理。同樣你的太陽能水溫一年比一年低,后造成集熱管報廢,細心的用戶會發現,家里的太陽能水溫沒有去年的高,就是水垢結多了。水垢用傳統的方式清理很難,暖瓶里的水垢我們也清理過,是不是很硬,很難清理干凈。同樣真空管口徑細,更難清理。
4、水垢腐蝕內膽,造成漏水,破壞保溫效果,減少太陽能熱水器的使用壽命。以前家里用白鐵制造的太陽能用不了幾年就漏了,就是水垢腐蝕的原因?,F在的太陽能熱水器水箱一般都是采用304不銹鋼制作。更多資訊請搜索微信公眾號:李曉鋒,在生產焊接時,雖然有氬氣的保護,但受到高溫影響,使焊縫附近的金屬晶像發生改變,即由奧氏體轉變為馬氏體。含有氯離子的水在不斷加熱過程中,加速了焊縫周邊金屬的銹蝕穿孔。
5、水垢影響水溫儀及電加熱系統的正常使用,導致設備損壞。
6、因真空管內表面很光滑,垢殼在水流的沖擊下產生脫落,造成真空管內水循環不暢乃至堵塞。