¿Los calentadores de agua calcificados consumen más energía?

Con mucha frecuencia se afirma (tanto por parte de los expertos en eficiencia energética del gobierno como de los vendedores/personal de servicio de calentadores de agua) que los elementos calefactores calcificados en los calentadores de agua eléctricos generan facturas de energía mucho más altas para calentar el agua. Los números a menudo oscilan entre un 30% y más de un 400% de aumento porcentual en las facturas de energía eléctrica. Por lo tanto, es importante que los calentadores de agua reciban servicio anualmente para limpiar la sedimentación.

Ahora, puedo ver por qué la calcificación en y alrededor del elemento calefactor es mala, ya que actuaría como aislamiento térmico entre sí mismo y el agua, lo que:

  1. prolongar el tiempo necesario para que el elemento calefactor caliente el tanque lleno de agua (debido a una transferencia de calor más lenta)

  2. reducir la vida útil del elemento calefactor debido a su sobrecalentamiento (ya que el apagado del termostato se retrasaría debido al punto anterior).

Sin embargo, no veo por qué causaría un aumento en el uso de energía.

¿Es cierto que los elementos calcificados del calentador de agua consumirían más energía eléctrica?

Edit1: reclamos de ejemplo

¡Bienvenido a Escépticos! Usted dice que esto se afirma a menudo. Hice una búsqueda de 2 minutos y no encontré ningún ejemplo (excepto en referencia a los calentadores de agua a gas). ¿Podría agregar un par de enlaces a ejemplos (y citarlos)? Gracias.
Tal vez hace que la bomba sea menos eficiente, por lo que debe estar encendida por más tiempo para obtener el mismo efecto.
@ChrisW no hay bomba: la presión positiva de la toma de agua fría es lo que expulsa el agua caliente. Solo hay calentadores resistivos en el interior que consumen electricidad.
¿No respondes tu propia pregunta? si el elemento tarda más en calentar un tanque lleno, por definición está usando más energía para hacerlo, ya que el tiempo es un componente de su factura de electricidad (para los kw horas utilizados).
@Andy no, no lo hago. Se necesita más tiempo para calentar un tanque lleno, pero el tanque lleno también se mantiene caliente por más tiempo, ya que el agua continúa calentándose incluso cuando se apaga la energía; consulte la ley de conservación de la energía como se usa en la práctica, por ejemplo, en el calentador de almacenamiento . Entonces, si se aplica la conservación de la energía (como debería), debe igualarse (por lo que no importa si calienta 10 veces durante 1 hora cada una o 5 veces durante 2 horas cada una)
Creo que está asumiendo que el tanque no irradia calor a pesar de que el elemento puede tardar en enfriarse. También considere que el elemento calefactor probablemente no sea 100% eficiente.
@Andy Soy consciente de la pérdida de calor del tanque al entorno. Pero es (en mi humilde opinión) función de la diferencia de temperatura (agua frente a los alrededores), y el coeficiente y la profundidad del material aislante de la pared del tanque. No debería depender del elemento calefactor (ni siquiera de su existencia; podría verter agua caliente en el tanque y su aislamiento seguiría funcionando igual). También suele estar en las especificaciones y es insignificante <2kWh/día. En cuanto a la eficiencia, escucho: ¿cómo podría un calentador resistivo ser todo menos 100% eficiente? De hecho, espero que cualquier desperdicio sea "calor residual", que es el propósito principal en nuestro caso.
Creo que necesitas retomar tu clase de física. El desperdicio en el elemento viene en forma de luz. El calor perdido hace que sea necesario recalentar el tanque, lo que lleva más o menos una cantidad fija de tiempo, y si el elemento tiene que funcionar más tiempo, usa más energía para hacerlo. ¿Tu bombilla no usa más energía si está encendida durante 10 horas en lugar de 5?
En cuanto a su pregunta, la acumulación de calcio significa que su tanque retiene menos agua con el tiempo y más calcio, por lo que la pérdida de eficiencia proviene del hecho de que se usa algo de energía para calentar piedra y obtener lo que desea, que es agua. La energía desperdiciada de las bombillas se presenta en forma de calor, y la energía desperdiciada de un elemento calefactor es luz. La eficiencia significa utilizar la energía para lograr su objetivo.
@Andy Creo que te perdiste un comentario con el ejemplo del calentador de almacenamiento (re: "calienta la piedra y no el agua" - ¡la piedra se convierte en un calentador secundario!) No es como una bombilla que se enciende durante 10 horas en lugar de 5 horas; es como una bombilla que se enciende 100 veces durante 1 minuto, en lugar de 50 veces durante 2 minutos. El uso de energía sería el mismo (100*1=50*2). Calentaría el agua de la misma manera, solo que en lotes más pequeños (no importa si usa 100 litros de agua a 60 °C en 1 ciclo o 2 ciclos de 50 litros de agua a 60 °C; el uso de energía debería ser el mismo)
@Andy: ¿la energía perdida del elemento calefactor eléctrico dentro del tanque de agua está en forma de luz? ¿En serio? ¿Cómo sale la luz del tanque? ¿No tendería a convertirse en... calor? ¿Por qué el elemento se calentaría lo suficiente como para producir luz, si se sumerge en agua? Esta es posiblemente la afirmación más asombrosa que he visto en mi vida.

Respuestas (1)

El efecto de la calcificación en la eficiencia del calentador de agua depende del diseño del calentador de agua y del tipo de calcificación. La preguntase refería específicamente a calentadores de agua eléctricos, sin embargo, algunos de los enlaces se referían a calentadores de agua a gas. En un calentador de agua a gas, el quemador generalmente se encuentra debajo y fuera del tanque y calienta un intercambiador de calor en el fondo del tanque que transfiere calor al agua del tanque. En esta configuración, el sedimento en el fondo del tanque puede afectar significativamente la eficiencia porque aísla y evita que parte del calor del quemador se transfiera al agua (el calor, en cambio, se transfiere al aire alrededor del fondo del compartimiento del quemador) . Algunos de los enlaces citados se refieren a este efecto en los calentadores de agua a gas, no en un calentador de agua eléctrico.

En un calentador de agua eléctrico, los elementos generalmente están ubicados dentro del tanque a cierta distancia del fondo del tanque. Los sedimentos en el fondo del tanque tienen poco efecto en la eficiencia; de hecho, los sedimentos pueden proporcionar un aislamiento adicional para la pequeña cantidad de calor que se puede perder por el fondo del tanque. Si hay tanto sedimento en el fondo del tanque que se acumula lo suficientemente alto como para cubrir el elemento calefactor, el elemento se sobrecalentará rápidamente y se quemará porque la gran cantidad de calor que produce no se transferirá rápidamente al agua (se se concentrará en el sedimento alrededor del elemento).

Se puede formar calcificación en el propio elemento calefactor si el ánodo no recibe el mantenimiento adecuado. En este caso, los minerales pueden actuar como aislantes alrededor del elemento, sin embargo, el efecto aislante es mínimo. La piedra caliza en realidad tiene una conductividad térmica más alta que el agua.(aunque el agua en estado líquido transfiere calor más rápidamente debido a la convección). El diminuto efecto aislante de la calcificación alrededor del elemento hará que el elemento funcione a una temperatura ligeramente superior. Esto tiene efectos múltiples, pero insignificantes. Primero, la temperatura más alta hará que el calor se transfiera más rápidamente a través de la calcificación (aunque no tan rápido como lo haría si el elemento estuviera en contacto directo con el agua). En segundo lugar, la temperatura más alta hará que se conduzca más calor a través de la brida y los cables de suministro eléctrico conectados al conjunto del elemento. Parte de ese calor eventualmente se perderá a través del aislamiento del cable y hacia el aire ambiental alrededor del cable. Tercero, el calor extra en el cable aumentará ligeramente la resistividaddel alambre como conductor (suponiendo alambre de cobre o aluminio). Esa resistencia adicional provocará un pequeño aumento en la pérdida de calor del cable. Hay otro efecto muy insignificante en el sentido de que habrá un poco más de tiempo de retraso en el calor del elemento que eventualmente será "visto" por el termostato. Este aumento en la histéresis del sistema significará que la temperatura del agua cambiará a una temperatura ligeramente más alta y, por lo tanto, habrá un aumento muy leve de la pérdida general de calor a través del aislamiento del tanque. (Este es el mismo efecto que ajustar la temperatura un poco más alta: cuanto más alta es la temperatura del agua, más calor se pierde a través de las paredes del tanque ) .

Todos esos efectos de la calcificación directa en el elemento son insignificantes en comparación con la cantidad de calor involucrada en calentar un calentador de agua, por lo que es seguro decir que la calcificación directa en el elemento calefactor eléctrico no tiene un efecto significativo en la eficiencia. El sitio web que afirmaba que podría haber una pérdida de eficiencia del 40 % también estaba vendiendo algún tipo de producto para evitarlo, por lo que cuestionaría la validez de las afirmaciones de ese sitio web.

¡Bienvenidos a Escépticos ! Proporcione algunas referencias para respaldar sus afirmaciones.
¡Gracias por la respuesta, Heidi! Entiendo que el mercado puede hacer que mentir sea rentable (con respecto a la reclamación de pérdida del 40 % para 6,4 mm), pero encuentro resultados similares incluso en fuentes que no deberían ser sospechosas, por ejemplo, periódicos (no en anuncios) y croatas (patrocinados por el PNUD y la UE). ) la fundación de eficiencia energética (que no vende nada ni cuenta con el apoyo de entidades comerciales) también reclama una pérdida de energía del 10 % por 1 mm de cal en el elemento calefactor .
@MatijaNalis Gracias por el comentario. Mirando algunas de las fuentes, parece que algunas de ellas pueden haber usado la fuente cuestionable y simplemente repitieron ese número del 40%. Dada la física, el 405
@MatijaNalis Gracias por el comentario. Mirando algunas de las fuentes, parece que algunas de ellas pueden haber usado la fuente cuestionable y simplemente repitieron ese número del 40%. Dada la física, el número del 40% es ciertamente una afirmación extraordinaria y, al carecer de cualquier apoyo para la afirmación, debe cuestionarse. Además, números redondos como 10%, 30%, etc., sugieren que los números no se basan en evidencia empírica (aunque es posible llegar a un número redondo analítica o experimentalmente). Las fuentes que explican cómo se llegó al número suelen ser más fiables.
El estándar de oro es un experimento realizado utilizando un protocolo estándar, un control y una gran cantidad de puntos de datos; y publicado en una revista revisada por pares. Probablemente no vamos a encontrar tal fuente para esta pregunta.