Estoy pensando específicamente en la cal / sedimentación en el fondo del calentador de agua y la calcificación de los elementos de calefacción (y no en el posible deterioro del aislamiento térmico).
Muy a menudo se afirma (tanto por parte de los expertos en eficiencia energética del gobierno como de los vendedores/personal de servicio de calentadores de agua, pero sin una explicación teórica sólida, lamentablemente) que los elementos calefactores calcificados en los calentadores de agua eléctricos conducirían a facturas de energía mucho más altas para el calentamiento del agua (cifras a menudo que van desde un 30% a más de un 400% de aumento porcentual en las facturas de energía eléctrica), y que es imperativo que los calentadores de agua reciban servicio (generalmente sugerido anualmente) para drenar la sedimentación y limpiar/reemplazar los elementos de calefacción principalmente por esa razón ( entre otros).
pero estoy buscando una explicación teórica/física para eso (o una negación).
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:
prolongar el tiempo necesario para que el elemento calefactor caliente el tanque lleno de agua (debido a una transferencia de calor más lenta)
reducir la vida útil del elemento calefactor (debido a su sobrecalentamiento, ya que el apagado del termostato se retrasaría debido al punto anterior)
Ambas son razones válidas para un servicio regular. Sin embargo, no veo por qué se produciría un aumento en el uso de energía.
He intentado mirar hacia arriba, y lo mejor que puedo ver, la ley de conservación de la energía debería mantenerse. No puedo ver que la energía se convierta en otra cosa que no sea calor debido a la calcificación de los elementos calefactores. Y si el calor fue utilizado por el calentador, eventualmente debe transferirse al agua que lo rodea, ¿verdad?
Veo que suceden dos cosas si el elemento calefactor se calcifica:
¿Son correctas esas suposiciones y, de ser así, me estoy perdiendo algo más? ¿Dónde se desperdiciaría la energía utilizada por el calentador (no se transferiría al agua caliente)? ¿O es "el mantenimiento irregular del calentador de agua conduce a facturas de energía más altas" simplemente una leyenda urbana muy popular?
Entonces, la pregunta es "¿es cierto que los elementos calcificados del calentador de agua consumirían más energía eléctrica y, de ser así, por qué?"
(nota: inicialmente consideré publicar esto en diy.SE, que tiene mucho que decir sobre los calentadores de agua; pero como busco una explicación teórica y no un uso práctico, la física.SE parece un lugar mucho mejor. También tenga en cuenta: el inglés no es mi idioma principal , por lo que algunos términos pueden estar equivocados; y mi conocimiento de física está en [o estaba, hace dos o tres décadas] en el nivel de la escuela secundaria)
La energía eléctrica por la que pagas no solo se destina a los electrodomésticos; una parte termina como calor en la ruta eléctrica desde el medidor hasta las cargas. Además, el calor de una carga, como un elemento calefactor, puede viajar a lo largo de los conductores eléctricos lejos de la aplicación (el tanque de agua); recuerde: la mayoría de los buenos conductores eléctricos también son buenos conductores térmicos. Por lo tanto, el elemento del calentador de agua ampliado seguirá produciendo la misma potencia de calentamiento que siempre, pero menos calor terminará en el agua y más terminará fuera del calentador de agua. Parte de ese calor desperdiciado se escapa a lo largo del cableado y, debido al mayor ciclo de trabajo para compensar la ineficiencia, el cableado pasa más tiempo transportando corriente y desperdiciando energía.
En pocas palabras: la energía se conserva en el sentido de que no desaparece simplemente... simplemente se extravía para convertirse en calor residual en algún lugar y no proporciona ningún beneficio.
La acumulación de incrustaciones hará que el calentador caliente el agua más lentamente debido a la mayor resistencia térmica entre el elemento y el agua. Esto significa que el propio elemento calefactor se calentará (mucho) más y su resistencia aumentará. Esto reduce la potencia de salida y el calentador tiene dificultades para proporcionarle suficiente agua caliente. Esto no aumentará mucho su factura de electricidad, pero significa que las duchas largas serán duchas frías.
Por el contrario, en un calentador de gas , el gas caliente fluye a través del intercambiador de calor; si hay una resistencia térmica adicional, el gas que sale del intercambiador seguirá estando caliente y tienes verdaderas ineficiencias. No mantener su calentador de agua a gas le costará más; pero no mantener el calentador de agua eléctrico no lo hará.
La única excepción que puedo ver es una situación en la que tiene precios de demanda: el costo de un kWh cambia con la hora del día. Ahora, un calentador de agua ampliado puede tomar su tiempo para calentar el agua y puede tener que continuar calentando agua todo el día; uno más eficiente puede usar solo las tarifas de valle y costar menos (mismo kWh, menos dinero).
En cuanto a las pérdidas "en otra parte" del sistema. Si su calentador eléctrico está conectado a un circuito de 40 A, 220 V, utilizará (en los EE. UU.) un cable de calibre 8 (AWG). Suponiendo que está a 20 pies del panel de interruptores, tiene 40 pies de cable con una resistencia de 0,025 ohmios. Con un flujo de 40 A, esto le da una caída de 1 V y una disipación de 40 W. En comparación con los 9 kW del calentador, eso es alrededor del 0,5 %. No es cero, pero tampoco es tan grande. Ciertamente no tan grande como el número que está citando.
Si no recuerdo mal, una acumulación de 1/8 de pulgada de calcio en un serpentín de calentamiento es lo mismo que varios pies de concreto envuelto alrededor, ¡así que puede ver cuánta electricidad más se necesitaría para calentar el agua a la temperatura!
Es como tener las ruedas de un carro hechas de concreto (Lo que usted pregunta)
Respuesta tener un elemento cubierto de calcio el elemento no está diseñado para funcionar eficientemente en esa condición por lo tanto si el calentador de agua se usa mucho le va a costar más electricidad
La ecuación debe relacionarse con el uso, también el elemento puede acortarse en ese estado porque los enchufes y los cables se sobrecalentarán.
Brandon Enright
matija nalis
jjstcool