結垢的成因

冷卻水中溶解有各種金屬離子，如鈣離子、鎂離子、矽酸根離子、硫酸根離子等，其中以硬度(鈣離子及鎂離子)的量最多，也最容易因熱交換而化合成碳酸鈣(鎂酸鈣)水垢沉積。因此當冷卻水中含有較高的硬度時，這些水經過熱交換循環而流經熱交換器表面時，這些離子會產生化學反應式如下，

Ca 2HCO₃^- à CaCO₃ CO₂ H₂O

Mg 2HCO₃^-  à MgCO₃ CO₂ H₂O

上述化學反應特別容易在高溫與高pH環境中進行。

另外常在水垢中發現的成份來自下列的反應式，

Ca SO₄^-- à CaSO₄

Mg SO₄^-- à MgSO₄

Ca SiO₂ H₂O à CaSiO₂ 2H

Mg SiO₂ H₂O à MgSiO₂ 2H

在這些反應式中硫酸鈣的結垢一般較不易發生，因為硫酸鈣要形成的因素中需有足夠的硫酸根離子存在，它的量需達1400ppm以上(如果有這麼高的硫酸根離子存在，那應該先煩惱腐蝕的問題)。而台灣地區的水質除了部份地區含硫酸根離子較高外，大部分的地區水質中硫酸根離子均不構成威脅。矽酸鈣的問題倒是比較需要重視的問題，因為當矽酸根離子含量超過50ppm時，就會開始有CaSiO₂水垢的沉積。在台灣冷卻水中含SiO₂的量是屬於比較高的地區，很容易就會有SiO₂水垢的沉積。

另外水垢中還有需附帶一提的就是磷酸鈣(鎂)，這是一個外來的物質，通常來自於添加冷卻水塔處理藥劑時所添加的磷酸鹽配方控制不當造成。