水冷系統中的水垢通常主要含沉積鹽、鐵鏽、泥沙、菌藻類生物粘泥等。
在天然水中溶解有各種鹽，如碳酸氫鹽、碳酸鹽、矽酸鹽等，其中以溶解的碳酸氫鹽如Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2最不穩定，當它透過換熱器表時，會受熱而發生以下熱分解反應：
Ca(HCO3)2=CaCO3↓+H2O+CO2↑
Mg(HCO3)2=MgCO3↓+H2O+CO2↑
水中所含碳酸鈣、碳酸鎂本身溶解度很小，而且溶解度隨溫度的上升而下降，加上系統中的水蒸發濃縮後，離子濃度上升，並超過飽和度，這樣碳酸鈣、碳酸鎂結晶成固態牢牢地粘附在水路的表面上，影響熱量的傳遞。如果水中溶解有硫酸鈣、矽酸鈣、矽酸鎂等，當其離子濃度的乘積超過各自的溶度積時，也會生成沉澱，沉積在傳熱面上。
鋼鐵變為鐵鏽後，同樣也阻礙熱傳遞。鐵鏽的產生，是鋼鐵與空氣中氧氣及水化學反應，生成以+3價鐵的氧化物或氫氧化物為主的，有時還含有少量其它鐵鹽的沉積物：
4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3
2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O
在空氣汙染較嚴重的環境，如空氣中有二氧化硫、硫化氫或氯氣汙染時，鋼鐵的腐蝕速度明顯加快。
對於開放式水冷系統，冷卻水在與空氣熱交換過程中，冷卻水不停蒸發、濃縮，空氣中的灰塵等源源不斷的進入水中，泥沙因此產生。泥沙在碳酸鈣等無機鹽結晶時起晶核作用，加速了無機鹽析出結晶的過程。泥沙也在結晶的無機鹽、菌膜的粘連下形成附著在管壁上的絕熱層，堵塞管道阻礙熱導，泥沙也是某些細菌生存和繁殖的溫床。
冷卻水系統中，補充水及空氣中的微生物不斷進入，同時冷卻水環境中具備微生物適宜生長的水、空氣、溫度、鹽類、泥沙等條件，因此菌藻類繁殖生長迅猛。微生物引起的粘結物導熱性很差，粘連泥沙難清除，堵塞冷卻水管，也引起金屬腐蝕加快，還有可能傳播疾病。定期除去水路中微生物、定期殺菌也是維護工作中重要一環。
水垢會給裝置帶來嚴重危害，降低熱交換率，裝置能耗增加，加快裝置腐蝕，堵塞管道，導致裝置停機等事故發生，因此需要定期進行完整的清洗除垢、護理、殺菌工作。
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