冷卻水塔常見問題與判斷：冷卻水塔水垢、黏泥、腐蝕問題全解析

【案例故事】外表看似乾淨 ≠ 真的乾淨

某食品工廠反映冰水主機高壓長期飆高，但冷卻水塔上層外觀看起來幾乎沒有青苔、雜質。實際拆開散熱材與冷凝器後才發現： 散熱材與銅管表面覆蓋約 0.3–0.5 mm 的薄水垢。

完成洗塔與洗管後，高壓立即恢復正常，電費約下降 8–12%。
📌 冷卻塔到底乾不乾淨，不能只看外表，而是看沈積物厚度與分佈狀況。

（一）水垢（Scaling）：最常見、也最耗電的隱形成本

冷卻水塔裡最常見、也最容易被忽略的沈積物，就是 水垢（Scaling）。它不是突然生成，而是因冷卻水反覆蒸發後，水中的礦物質 （碳酸鹽、硫酸鹽、矽酸鹽、磷酸鹽）持續被濃縮，當濃度超過飽和點，就會開始結晶並 附著在銅管、散熱材與管壁表面，形成一層白白硬硬的薄膜。

這層薄薄的水垢會阻礙熱傳導，使冷凝器散熱變差、冰水機高壓升高、電費明顯增加，甚至在散熱材上形成局部乾區。 實務與文獻數據都顯示： 只要約 0.3 mm 的薄垢，就足以讓系統耗電增加超過 10%。

1. 水垢種類與外觀判斷（現場診斷重點）

不同水源與運轉條件，會形成不同成分的水垢。這些成分會影響清洗方式、酸種選擇與接觸時間， 因此現場診斷時，可先依外觀與觸感做初步判斷：

2. 可能有水垢問題的 5 個現場徵兆

若設備出現以下任一狀況，通常代表系統內部已經開始有水垢累積：

• 冰水機冷凝高壓長期偏高，接近跳機值。
• 散熱效果明顯變差，冷卻水出水溫度長期偏高。
• 散熱材表面出現白霧狀、不規則硬膜附著。
• 冷凝器銅管摸起來粗糙，有明顯結晶硬點。
• 水質肉眼看起來還算清澈，但溫度怎麼調都壓不下來。

3. 實證數據：水垢厚度與能耗增加關係

根據文獻資料，隨著水垢厚度增加，換熱效率會明顯下降，系統耗能也會同步上升：

📌 水垢就像貼在銅管外的一層「保溫棉」：越厚越不散熱，冰水主機就越耗電。

4. 如何依水垢種類選擇正確清洗方式？

不同種類的水垢需要搭配不同的酸洗方式與滲透劑，若判斷錯誤，不僅容易洗不乾淨，還可能讓水垢硬化、提高後續藥劑用量。

👉 想看完整的水垢判斷步驟與酸洗比例說明，請參考： 冷卻水塔清洗全攻略：水垢種類分析與酸洗教學

（二）黏泥（Sludge）：灰塵、泥沙與微生物的強力黏著層

黏泥是由灰塵、泥沙、金屬腐蝕產物、懸浮固體以及微生物分泌的黏液（EPS）混合而成的 濕黏沉積層，常堆積在散熱材、管壁、下水盤與熱交換器表面。 黏泥不只「看起來髒」，而是會大幅降低流量、阻礙散熱、提升泵浦負荷， 甚至引發 垢下腐蝕（Under Deposit Corrosion，腐蝕速度比可見鏽蝕更快）。

【案例故事】泵浦明明沒壞，流量卻越來越小？

一家電子廠反映：循環泵浦電流比平常高約 15%，但冷卻水塔外觀看起來並不髒。 技師打開下水盤後發現：底部沉積近 5 公分厚的黏泥，將吸水口嚴重堵塞。 清除黏泥後，泵浦電流明顯下降、主機冷凝溫度恢復正常，也改善了冷卻水溫度不穩的問題。

結論：黏泥多半堆在「看不到的地方」（下水盤、吸入口周圍）， 肉眼從塔外很難判斷，卻會直接影響水泵運轉效率與系統穩定性。

1. 黏泥是如何形成的？（4 大主要成因）

黏泥的形成速度通常比水垢更快，主要來自外部污染與生物作用交互堆積：

• 外部污染：空氣中的灰塵、棉絮、落葉、鳥糞等雜質掉入冷卻水塔。
• 懸浮物累積：水中懸浮固體（SS）逐漸升高，長期未排放或濃縮倍率過高。
• 生物黏合：微生物分泌黏液（EPS），把灰塵與沙粒黏成「濕黏塊」。
• 管路與槽體沉積：這些濕黏塊會累積在下水盤、散熱材內部與銅管表面， 最後形成整片膠狀層。

2. 現場快速判斷黏泥問題的 5 大跡象

當系統出現以下現象時，建議優先懷疑是否有黏泥堆積：

• 流量異常：冷卻水流量變小，但泵浦電流卻偏高，代表泵浦負荷變重。
• 泥狀物出現：下水盤或散熱材邊緣可見黑褐色或棕色泥狀物。
• 分水盤孔洞常被堵：分水盤出水孔容易被膠狀或泥狀物質塞住。
• 水質混濁但摸起來滑：水看起來混濁、帶顏色，手伸下去摸會覺得黏滑。
• 散熱效率下降：出水溫度偏高，冷卻效果不如以往，但主機本身並未調整設定。

3. 黏泥造成的三大實際危害

• ① 流量下降、泵浦負荷上升： 黏泥會縮小管路截面，增加泵浦壓差與電流，長期下來顯著縮短泵浦壽命。
• ② 熱交換效率下降，主機高壓偏高： 黏泥附著在散熱材與銅管表面，阻隔水與金屬接觸，使熱傳導效率變差，冰水機冷凝壓力跟著升高。
• ③ 垢下腐蝕（Under Deposit Corrosion）： 黏泥覆蓋金屬表面後，局部缺氧且電位差不均，腐蝕速度比一般可見鏽蝕更快， 容易形成「看不到的破管前兆」。

遇到黏泥該怎麼處理？

黏泥常與生物膜交錯附著，如果只用水直接沖洗或高壓水槍「硬噴」，常會出現 「越洗越堵」的情況。正確作法是依照沈積物特性，搭配 滲透剝離 → 軟化分散 → 酸洗／沖洗 的流程處理。

👉 查看黏泥與生物膜的清洗順序、滲透剝離方式與完整 SOP：
冷卻水塔清洗全攻略：黏泥／生物膜分層處理教學

（三）微生物與生物膜（Biofilm）：青苔只是表面，真正麻煩的是透明黏膜

大部分人看到冷卻水塔長青苔時會以為「塔變髒了」，但對工程端來說， 青苔不是問題本體，而是生物膜累積到中後期的結果。 生物膜是細菌與藻類分泌的黏液（EPS）包覆灰塵、腐蝕物與雜質後形成的透明黏膜， 常附著在散熱材、管壁、集水盤與銅管表面，是最不容易肉眼察覺、卻最影響散熱效率的沈積層。

【案例故事】塔看起來乾淨，卻依然高壓？

某百貨商場固定每月洗塔，但冷凝器壓力始終偏高、青苔也快速復發。 技師拆開散熱材後發現：外觀乾淨，但內層覆蓋厚厚的透明黏膜， 完全阻礙水分布。清除後水溫下降 2°C，主機高壓恢復正常。

1. 生物膜是如何形成的？（比水垢與黏泥更快）

冷卻水塔環境（25–45°C 溫水、高溶氧、光線、有機物）非常適合微生物快速繁殖：

• 補水帶入少量微生物 → 在塔中迅速繁殖
• 細菌分泌 EPS 黏液 → 黏住灰塵與腐蝕物
• 形成透明薄膜 → 阻礙散熱材均勻濕潤
• 藻絲／青苔附著 → 塔體表面才開始變綠

2. 生物膜問題的 5 大跡象

• 散熱材摸起來滑滑的或有黏性
• 分水盤孔洞被透明黏膜堵塞
• 冷卻水偏黃、偏茶色，或有絲狀懸浮物
• 加藻劑後，青苔仍快速復發
• 水看起來乾淨，但出水溫度異常偏高

3. 生物膜造成的三大危害

• ① 阻礙水分布 → 散熱材無法均勻濕潤：熱交換效率下降，主機高壓升高。
• ② 微生物腐蝕（MIC）加速破管：腐蝕速度可比一般鏽蝕快 3–50 倍。
• ③ 退伍軍人菌風險上升：25–45°C 的溫水＋生物膜是最佳孳生環境。

遇到生物膜該怎麼處理？

生物膜會與黏泥、水垢相互黏附，因此不能只清青苔。 若順序錯誤（例如先酸洗或用高壓硬噴）反而會讓沈積物越卡越深。 正確流程為 滲透剝離 → 軟化分散 → 酸洗／沖洗。

👉 更多生物膜判斷方式、分層結構與完整 SOP：
冷卻水塔清洗全攻略：黏泥與生物膜分析教學

（四）遇到冷卻水塔沈積物該怎麼處理？一步步教你判斷與清洗

在規劃 冷卻水塔清洗 之前，最重要的一件事不是先選藥劑，而是先回答一個問題： 「塔裡到底是水垢、黏泥，還是生物膜？」
不同沈積物成分，需要不同的清洗方式與藥劑搭配；判斷錯誤，會導致洗不乾淨、藥劑耗量偏高， 甚至造成銅管與散熱材受損。

以下是一套可以套用在多數現場的 冷卻水塔沈積物處理流程，從判斷到清洗依序說明：

1. ① 先軟化沈積物：讓水垢與黏泥鬆動再處理
   厚垢、黏泥、生物膜通常會交錯黏在一起，若直接酸洗或高壓沖洗， 很容易出現「外層掉一點、內層更緊」的狀況。
   建議先使用 水垢軟化劑（滲透軟化劑） 或其他 滲透劑，讓沈積物結構鬆動，再進入後續清洗步驟。
2. ② 依沈積物成分選擇適合的酸洗方式
   不同水質與沈積物，適用的洗管劑也不同：
   • 碳酸鹽水垢（CaCO₃）為主： 可搭配 高濃縮洗管劑 進行標準酸洗，適合大部分自來水系統。
   • 地下水／矽酸鹽比例高： 建議使用 矽質水垢洗管劑 這類針對 矽酸鹽水垢 設計的配方，避免洗不動或越洗越硬。
   • 混合性垢＋黏泥： 需視現場狀況，先做部分排污、軟化與循環，再分階段酸洗。
3. ③ 酸洗完成後一定要中和與沖洗
   酸洗只是把水垢溶解、剝離，沒有中和就直接恢復運轉，等於把系統留在酸性環境。
   建議使用 中和劑 將系統 pH 拉回安全範圍，並搭配多次補水、排水循環， 直到水質清澈、pH 穩定在 7～8 之間。
4. ④ 建立日常保養：避免短時間內再度長滿
   清洗只是「把舊帳一次結清」，之後仍需要透過 水質管理＋藥劑保養 來延緩新沈積物生成，例如：
   • 搭配 滅藻劑、殺菌滅藻劑 控制生物膜與青苔。
   • 規劃固定排污，控制濃縮倍率，避免過度濃縮產生大量水垢。
   • 定期檢查 散熱材、下水盤與銅管，提早發現黏泥與鏽蝕。

📌 重點整理：先判斷沈積物種類，再決定清洗藥劑與流程； 不要用同一種酸，硬洗所有冷卻水塔。

（一）散熱材堵塞：水量變少、溫降拉不起來

冷卻塔補水會同時帶入大量懸浮物（灰塵、棉絮、泥沙、落葉），再加上前段提到的 水垢（Scaling）、黏泥（Sludge）、生物膜（Biofilm）， 最容易在散熱材狹窄流道堆積。堵塞後會出現以下典型現象：

• 水流分布不均：散熱材出現乾區／濕區，溫降不足。
• 有效散熱面積縮小：冷卻水出水溫度偏高。
• 局部高溫乾區：加速 PVC 散熱材脆化與變形。
• 惡性循環：堵塞越久，水垢＋黏泥會堆得越深。

⚠ 高壓水槍清洗會讓散熱材更快壞掉： 會沖裂流道、推進黏泥到更深層，甚至造成支撐結構疲乏崩落。 正確清洗方式為 低壓廣角水流＋滲透劑。

（二）散熱材老化與崩落：昂貴的不只是材料，而是廢棄物處理

散熱材多由 PVC 材質製成，但長期暴露於 高溫、高濕、化學藥劑、紫外線， 容易出現脆化、變形、扭曲或整片崩落。常見問題包含：

• 材質脆化、彎折：導致水流走偏，散熱不均。
• 局部塌陷：造成支架受力不均，可能損壞塔體。
• 崩落物堵塞：散熱材掉落水盤，堵塞水路或卡住泵浦入口。

散熱材拆換的真實成本（不只材料）

💰 真正的高成本來自：拆裝人工＋事業廢棄物處理＋停機損失。 下方為官方事業廢棄物處理費用（PVC 填料）參考：

📌 實務經驗：散熱材拆換的總成本通常是材料費的 2～4 倍。

（三）散熱材狀況與能耗的關係：每 +1°C = 主機 +3% 耗電

散熱材的健康狀況可以直接從 冷卻水出水溫度 反映出來。依 ASHRAE 與主流 冰水主機（Trane/Carrier）工程手冊：

• 出水溫每升高 1°C → 主機耗電增加約 3%
• 散熱材堵塞 → 冷凝壓力長期偏高 → 壓縮機壽命縮短
• 散熱材劣化 → 水分布不均 → 主機運轉時間變長

📌 若系統已需「常態加藥＋常態洗塔」才能維持溫度， 多半代表散熱材已達使用極限，建議拆檢。

👉 想了解散熱材堵塞的主要來源，可參考： 冷卻水塔清洗全攻略：水垢種類分析教學

（一）常見腐蝕類型：點蝕、垢下腐蝕與生物腐蝕（MIC）

冷卻水系統中的腐蝕大多來自溶存氧、氯離子與局部化學反應。當金屬表面被沈積物覆蓋時， 下方會形成缺氧區或微酸環境，使腐蝕進行得更快，常見的腐蝕形式包含：

• 點蝕（Pitting Corrosion）：局部小而深的腐蝕孔洞，常發生在冷凝器銅管，外觀看似小黑點，但深度可能接近管壁厚度。
• 垢下腐蝕（Under-Deposit Corrosion）：沈積物下方的缺氧環境形成電位差，使腐蝕速度比裸露區高數倍。
• 生物腐蝕（MIC）：由細菌代謝物（如有機酸）引起的局部酸性腐蝕，常伴隨生物膜與黏泥一同出現。

（二）系統老舊時會出現的運轉與現場症狀

金屬老化不會突然發生，而是會從數據、操作感受與現場外觀逐漸顯現。常見症狀包含：

• 冷卻水出水溫度逐年偏高，即使清洗後改善有限。
• 冰水主機高壓長期偏高（接近上限），容易產生高壓跳機。
• Y 型過濾器與濾網更容易堆滿鏽屑、黏泥與沉積物。
• 管路、法蘭與塔體底部出現滲水、鏽水或結晶物堆積。
• 排放水顏色呈褐色或偏黃，表示內部鏽蝕加劇。

（三）延緩老化與腐蝕的正確做法

冷卻水塔要延長壽命，核心其實只有兩件事：穩定的水質管理與確實的沈積物清除。 以下為實務中最有效的做法：

• 定期清除水垢與黏泥： 依負載與水質，建議每 3–6 個月進行一次全系統酸洗，避免沈積物覆蓋金屬表面，加速腐蝕。
• 維持正確 pH 與導電度： pH 建議 7.5–8.5，導電度過高需排放與補水，避免鹽分濃縮造成腐蝕與結垢。
• 維持殺菌藻劑濃度： 適當添加殺菌滅藻劑可避免 MIC 與大量生物膜產生。

技術參考：
ASHRAE HVAC Systems and Equipment Handbook – Water Treatment

（一）高壓過高（High Pressure Alarm）

冰水主機的高壓異常是現場最常出現的警報之一，而大多數成因都來自 「冷凝器散熱不良」。常見原因包含：

• 冷卻水塔出水溫度偏高，水塔溫降不足。
• 冷凝器管內水垢 Scaling、黏泥 Sludge、生物膜 Biofilm堆積，造成熱交換效率下降。
• 散熱材堵塞，導致冷卻水流量與分佈不均。
• 風機轉速不足、皮帶鬆弛，風量下降。

📌 工程師提醒：冰水主機「高壓」超過 90% 與冷卻水側問題有關，而不是壓縮機本身。

（二）主機電流偏高與耗電量增加

當冷凝器散熱不良時，壓縮機需要更高的壓縮比才能排熱，使主機電流上升。 若長期高負載，不但電費上升，也會加速電氣零件與壓縮機老化。

常見原因包含：

• 冷凝器內結垢、黏泥堆積，熱交換效率明顯下降。
• 散熱材堵塞、水流分佈不均，造成冷卻效率不足。
• 外氣濕球溫度正常，但水塔溫降仍偏低。
• 冷卻水質惡化，過濾器頻繁堵塞。

📌 若電費逐年增加，通常不是主機老化，而是冷卻水塔效能衰退。

（三）出水溫度不穩定、控溫困難

冰水機出水溫度不穩的原因，常常也不是主機，而是冷卻側的問題造成的冷凝器熱交換不穩定。

• 冷卻水流量不足（泵浦老化、管路部分堵塞）。
• 冷卻水塔水質惡化 → 生物膜與黏泥快速堆積。
• 分水盤孔洞堵塞，水流分佈不均。
• 系統配管不平衡，部分機組冷卻不足。

📌 控溫不穩定的根本原因，超過 7 成是「冷卻水塔側走不動」或散熱不良。

冰水機異常排查流程

如果遇到冰水主機高壓、電流偏高或出水溫不穩，建議依以下順序排查，可省下大量維修時間：

• 1. 檢查冷卻水塔出水溫度（溫降是否正常？）
• 2. 檢查散熱材是否堵塞、水流是否均勻。
• 3. 檢查冷凝器是否結垢（可用溫差、壓差判斷）。
• 4. 檢查冷卻水流量與泵浦負載。
• 5. 檢查風機轉速、皮帶張力與電流。

✔ 先檢查冷卻塔，再檢查冰水機，是最快速的判斷方式。