全屋暖通用水处理安全节能系统的解决方案

家用壁挂锅炉水垢的形成主要成分有给水中的悬浮物、胶体物、溶解物质。其中悬浮物的成分是一些泥土、油、沙粒和动植物腐蚀后生成的有机物不溶性杂质。悬浮物直接进入锅炉，在锅内沉淀，使传热情况变坏。金属因过热而发生事故，进入水管内会影响水循环并严重堵塞炉管。
胶体物主要由铁、铝和硅的氧化物形成的无机矿物胶体。是分子或离子的集合体，胶体物质可使锅炉结成难以去除的坚硬水垢，严重时使锅水中产生大量泡沫，引起汽水共腾，
气体和矿物质盐类则是溶解物质的主要成分，它们以分子或离子状态存在水中，水中的离子，主要都是无机盐类溶于水后电离形成的。阳离子主要有 Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺ 和 K⁺ 等。阴离子主要有 HCO₃^–、SO₄^2- 和 Cl、SiO₃^2- 等。水中的离子会使锅炉结垢及积水渣，降低锅炉热效率，并且结垢部位会使金属受热面过热产生变形，鼓包和损坏，结垢和水渣积存，会减小管内流通直径，严重堵管，影响水循坏。
水垢的形成
锅水中的杂质经过不断的蒸发和浓缩，在锅炉受热面上生成的固体附着物称为水垢。水垢的形成主要有：
1、受热分解。含有暂时硬度的水质进入锅炉后，在受热过程中，一些 CAMG 盐类因受热分解，从溶于水的物质转变为难溶于水的物质附着于锅炉金属表面上结为水垢；
2、溶解度下降。随着锅水温度的升高，锅水中某些盐类溶解度下降，如 CaSO₄ 和 CaSiO₃ 等盐类。这些盐类从水中析出固相，在蒸发表面上沉积生成水垢；
3、相互反应。给水中原溶解度较大的盐类和其它盐、碱反应后，生成难溶于水的化合物，而结成水垢；
4、盐类超过了其溶解度。由于锅水的不断蒸发和浓缩，水中的溶解盐含量不断增加，当达到饱和时，盐类在蒸发面上析出固相，结成水垢；
5、水渣转化。当锅内水渣过多时，而且有粘，如 Mg（OH）₂ 和 Mg₃（PO₄） 等，如果排污不及时，很容易由泥渣转化为水垢；
6、锅炉系统的铁锈污染。暖通系统中的水在运转过程中，水温会反复升高或降低，长期循环使用后，容易对金属设备管道或终端散热设备造成腐蚀，当腐蚀产生的铁锈通过管路系统进入锅炉时，铁锈将存积在锅炉的换热面上，从而造成造成锅炉换热面结垢腐蚀。
水垢的危害
1、热效率下降。钢铁与水垢的导热系数之比可以明显的看出，水垢的导热系数比钢铁的导热系数小数十倍和数百倍；
2、损坏受热面。由于水垢导热性差，会使受热面金属壁温升高而过热，使其机械强度显著下降，导致管壁起疱，甚至爆管；
3、降低锅炉热效率。锅炉结垢后，由于传热性变差，要达到锅炉的额定效率就需要更多热量，但随着结垢厚度增加，以及进入锅炉热量的限制，因此，锅炉的热效率就会降低。增加水循环的流动阻力，破坏正常的水循环，严重时会将水管完全堵塞，使管子烧损；
4、结垢会降低锅炉使用寿命。水垢附着在锅内受热面上，会减小管内流通截面积，使受热面受到损伤，缩短锅炉的使用年限。
通过对以上形成水垢物质、水垢的形成及水垢的危害分析，当锅炉系统内结垢后，会严重损伤锅炉的寿命，并且清除水垢不仅耗费较多的人力、物力，甚至会引发爆管等安全事故。
汉斯希尔锅炉水处理技术，采取先期主动处理工艺，通过合理科学的办法，控制水质标准，减少易结垢物质或杂质进入锅炉量，以减少水垢的形成，以降低水垢等杂质对锅炉的危害，提高锅炉的热效率，延长使用寿命。
锅炉水处理一般处理方案
1、自来水的过滤处理
前置过滤器用于拦截水中的颗粒杂质、泥沙、铁锈等污染物，可有效防止水中的悬浮杂质进入锅炉给水系统。
如汉斯希尔 Drufi Plus 前置过滤器具有自动涡流反冲洗功能，按照用户设定的反冲洗周期，智能执行反冲洗动作。开启反冲阀门的同时，通过原水腔与净水腔的水压压差，推动滤网移动，并导入净水腔的洁净水，反向冲洗滤网。由于反向冲洗过程中，正常水流运动的连续性遭受破坏，而导致大尺度旋涡的产生，通过漩涡的水力作用以及滤网净水腔水压的反向冲刷作用，剥离滤网表面的截留物，从而使杂质与滤网脱离并随着水流一同排出。
 
2、生活及锅炉给水防回流处理
造成生活饮用水管内回流的原因具体可分为虹吸回流和背压回流两种情况。虹吸回流是由于供水系统供水端压力降低或产生负压（真空或部分真空）而引起的回流。例如，由于附近管网救火、爆管、修理造成的供水中断。背压回流是由于供水系统的下游压力变化，用水端的水压高于供水端的水压，出现大于上游压力而引起的回流，可能出现在热水或压力供水等系统中。例如，锅炉的供水压力低于锅炉的运行压力时，锅炉内的水会回流入供水管道。
由于回流而造成给水系统水质变化，现存的或将来可能的非饮用流体管系与饮用水管系的不合理的连接。这种连接将可能由于潜在的虹吸或背压事故而导致非饮用流体向饮用水管系倒流，从而危害用水安全。混合物进入生活给水管道系统的现象, 从而造成生活饮用水系统的水质劣化（回流污染危险等级见下表）。

交叉连接是发生回流污染的主要原因，该类污染可通过防污隔断器来阻止。比如德国汉斯萨瑟两合公司生产的 Combi 防污隔断器由二个相互独立的弹簧辅助快闭的弹性密封的止回阀和中间减压腔内一个独立的水压差动式泄水阀组成，集成了空气隔断、倒流防止器、进水稳压阀等措施和装置于一体，是当今最高等级的防回流控制设备之一，可以有效防止有毒污染流体的虹吸回流和背压回流，保障生活用水系统的安全。
3、锅炉给水防垢处理
水中的悬浮物和胶体物质通常经过前置预处理后被大部分去除。但水中的硬度、碱度等杂质仍然存在，为了满足锅炉给水水质要求，需要对锅炉给水进行处理，其处理的主要内容是软化和除氧，即除去水中的钙、镁离子，降低给水的含氧量。汉斯希尔 Mobile filling device 零垢宝是利用不产生硬度的阳离子（如Na⁺、H⁺ ）将水中的 Ca²⁺、Mg²⁺ 置换出来，为锅炉给水系统提供软化水，同时也可以通过更换滤芯，同时使用阴阳离子交换树脂，将水中的成盐离子除去，从而获得化学除盐水，满足更高的锅炉补给水处理工艺的要求。
钠型阳离子软化法：
 
2RNa +Ca²⁺ == R₂Ca + 2Na⁺
2RNa +Mg²⁺ == R₂Mg + 2Na⁺
当需要除盐水时，可以通过更换滤芯桶，然后将阀头的程序设置为去离子状态即可，瞬间完成更换，非常的简洁方便。
阴阳离子交换树脂：
2RH +（Ca²⁺ 、Mg²⁺）==（R₂Ca、 R₂Mg）+ 2H⁺
2ROH +（Cl^– 、SO₄^2-、CO₃^2-）==（RCl、RHSO₄、RH CO₃）+ H₂O
4、管路系统除铁锈
在城市中，自来水管道都已经十几或者几十年的历史了，自来水管道内壁已经锈迹斑斑，不少管道发生渗漏、结垢、锈蚀现象，甚至长上了青苔。另外，现代城市中高层楼宇普遍采用楼顶水箱二次供水，其水箱的锈蚀、污染物沉积等现象也十分普遍。因此，原本相对干净的自来水在运输的过程中，自来水与这些锈迹、青苔、细菌长时间接触，造成输送中的二次污染。
另外，暖通系统中的水在运转过程中，水温会反复升高或降低，长期循环使用后，容易对金属设备管道或终端设备造成腐蚀，当腐蚀产生的铁锈通过管路系统进入锅炉时，铁锈将存积在锅炉的换热面上，不仅容易造成锅炉换热面结垢腐蚀，降低锅炉热效率，甚至有损坏报废的风险。
德国 HEIFIKO 3415 磁悬浮是解决以上问题的理想产品，该产品是由磁旋分离器、自动空气分离器、反冲洗装置组合而成，是德国汉斯萨瑟两合公司根据加热系统设计的除铁锈、磁分离和自动排气产品。可有效清除暖通系统内部的铁锈，防止锅炉铁腐蚀或结垢。
 
附件一：全屋暖通用水处理安全节能系统原理图