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水中的鈣鎂離子的存在是水溫變化時形成水垢的主要原因。目前在國內常用的全自動軟化水設備主要有手動式、國產組合式、國產多閥式、進口多路閥式幾種，其中進口多路閥式全自動軟化水設備設備是目前市場上的主要產品，這種設備以進口的多路閥及控制器為核心，配用國產的樹脂罐、鹽箱、管道等材料構成全自動軟化水設備。
由于水垢的沉積對人們的生活及生產均有很明顯的影響，所以生產用水和生活用水均對硬度指標有一定的要求，特別是鍋爐用水中若含有硬度鹽類，會在鍋爐受熱面上生成水垢，從而降低鍋爐熱效率、增大燃料消耗，甚至因金屬壁面局部過熱而損傷部件、引起爆炸。因此對于低壓鍋爐要進行水的軟化處理；對于中、高壓鍋爐要進行水的軟化與脫鹽處理。
離子交換法：采用特定的陽離子交換樹脂，以鈉離子將水中的鈣鎂離子置換出來，由于鈉鹽的溶解度很高，所以就避免了隨溫度的升高而造成水垢生成的情況。這種方法是目前的標準方式。
主要優點是：效果穩定準確，工藝成熟。采用這種方式的全自動軟化水設備一般也叫做“離子交換器”(由于采用的多為鈉離子交換樹脂，所以也多稱為“鈉離子交換器”)。
全自動軟化水設備離子交換法的工作原理：
離子交換樹脂是一種聚合物，帶有相應的功能基因團。一般情況下，常規的鈉離子交換樹脂帶有大量的鈉離子。
當水中的鈣鎂離子含量高時，離子交換樹脂可以釋放出鈉離子，功能基因團與鈣鎂離子結合，這樣水中的鈣鎂離子含量降低，水的硬度下降。硬水就變為軟水，這是全自動軟化水設備的工作過程。
當樹脂上的大量功能基因團與鈣鎂離子結合后，樹脂的軟化能力下降，可以用氯化鈉溶液流過樹脂，此時溶液中的鈉離子含量高，功能基因團會釋放出鈣鎂離子而與鈉離子結合，這樣樹脂就恢復了交換能力，這個過程叫做“再生”。