即熱式電熱水器主要是指大家廣泛使用的沐浴用電器，其中的大部分電熱水器都采用儲(chǔ)水式加熱。所謂儲(chǔ)水式加熱方式是指在熱水器中有一個(gè)用于將水加熱的固定式器具，它裝有控制或限制水溫的裝置，可長(zhǎng)期或臨時(shí)儲(chǔ)存較多的熱水。該裝置被稱為內(nèi)膽，是即熱式電熱水器的核心零件。

 

由于內(nèi)膽中的電加熱器長(zhǎng)期處于高溫狀態(tài)，當(dāng)水質(zhì)較差時(shí)極易產(chǎn)生水垢。水垢的導(dǎo)熱系數(shù)極低，集聚后會(huì)造成電加熱器的加熱效率下降；此外由于熱量不能及時(shí)傳遞給水，造成加熱系統(tǒng)表面溫度過(guò)高，容易產(chǎn)生爆管危險(xiǎn)；結(jié)垢層導(dǎo)熱系數(shù)差，容易造成加熱效率的大幅度下降，加劇能源消耗，造成浪費(fèi)。

 

 電熱水器中的水垢

 

隨著電加熱器的熱脹冷縮，垢層不斷脫落，堆積在內(nèi)膽的底部。水垢在這種環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間積累會(huì)造成水中有害物質(zhì)的超標(biāo)，其中軍團(tuán)菌污染的問(wèn)題值得關(guān)注[2]。據(jù)報(bào)道，藏匿在水垢中的軍團(tuán)病菌至今仍無(wú)疫苗可預(yù)防，法國(guó)每年有2000至3000人死于這種病菌[3]。美國(guó)環(huán)境研究員、營(yíng)養(yǎng)學(xué)家、著名水專家馬丁•?？怂共┦吭谒闹髦袑懙剑簩?duì)人體有害物質(zhì)，成年人大約有60%通過(guò)皮膚吸收，通過(guò)口腔吸入的27%左右；兒童洗澡過(guò)程中皮膚吸收在88%左右，口腔吸入在12%左右[4]。沐浴水質(zhì)由于水垢導(dǎo)致的惡化，對(duì)人體健康的危害不容忽視。

 

 

電熱水器結(jié)垢形成機(jī)理分析

 

2.1 水垢的組成

 

水垢是指通過(guò)在水中的無(wú)機(jī)鹽沉積在金屬表面上形成的水垢層，如硫酸鈣、磷酸鈣、硅垢、碳酸鈣、氫氧化鎂等。其中水垢的主要成分是CaCO3和MgCO3。熱水器中加熱時(shí)，水垢產(chǎn)生的主要原因是：

 

Ca(HCO3)2→CaCO3↓+CO2↑+H2O

 

Mg(HCO3)2→MgCO3↓+CO2↑+H2O

 

水垢中的鈣、鎂離子主要自來(lái)兩個(gè)方面：一是來(lái)自于自來(lái)水中。在我國(guó)北方地區(qū)水質(zhì)硬度較高，硬水中的鈣鎂離子比較多[5]，在電加熱器中加熱容易形成碳酸鎂、碳酸鈣等。（0～60mg/L為軟水；60～120mg/L為中等硬度水120～180mg/L為硬水）[7]

 

二是來(lái)自內(nèi)膽中的鎂棒。為保護(hù)熱水器內(nèi)膽不發(fā)生腐蝕穿孔，現(xiàn)有的儲(chǔ)水式電熱水器的內(nèi)膽中的都會(huì)添加鎂棒進(jìn)行陽(yáng)極保護(hù)，而鎂棒作為犧牲陽(yáng)極發(fā)生腐蝕，生成鎂的腐蝕產(chǎn)物，產(chǎn)生沉淀。

 

儲(chǔ)水式電熱水器中的鎂棒

 

除此之外，水中本身還含有各種雜質(zhì)，例如裝修后的泥沙、金屬水管中的生銹，其他無(wú)機(jī)鹽沉淀，水中的微生物等；鎂在特定條件下會(huì)轉(zhuǎn)變成表面粘稠的氫氧化鎂粘結(jié)這些懸浮的物質(zhì)，吸附在內(nèi)膽壁表面形成粘膠狀的污泥。

 

2.2 水垢生成的條件

 

一個(gè)電加熱器的結(jié)垢程度主要與水的硬度有關(guān)，水硬度是形成水垢和影響熱水器壽命至關(guān)重要的因素。水硬度包含碳酸鹽硬度(暫時(shí)硬度)和非碳酸鹽硬度。其中，碳酸鹽硬度表示水中溶解的重碳酸鈣Ca(HCO3)2及重碳酸鎂Mg(HCO3)2的含量。熱水器使用過(guò)程中,在碳酸鹽硬度較大的水質(zhì)中,很可能在電加熱器和內(nèi)膽表面上結(jié)垢。

 

同時(shí)，值得注意的是：電加熱器的表面粗糙度對(duì)于水垢的形成也有一定的影響。粗糙表面的凸出部分有利于成核，凹下部分又可以減小水流的沖擊效果[8]，這兩方面都會(huì)加速水垢的沉積，并且粗糙表面會(huì)增加表面化學(xué)活性，同樣會(huì)加速水垢的生成。

 

此外，水溫越高，電加熱器的積垢速率越快。加熱溫度對(duì)水垢的影響，主要體現(xiàn)在隨著水溫升高，水中具有逆溶解度的鹽類會(huì)析出結(jié)晶，附著在加熱管或內(nèi)膽上。

希望這篇文章能給您帶來(lái)幫助，如需了解更多歡迎咨詢官網(wǎng)hfz.sh.cn