Kalk på varmelegeme – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Niels Bohr Institutet > Spørg om fysik > ? om Fysik > Kalk på varmelegeme

27. oktober 2009

Kalk på varmelegeme

Hej Spørg om Fysik
Jeg vil gerne have jeres hjælp til at afklare et spørgsmål for mig. Rundt om på nettet og i aviser ser man en bunke reklamer for produkter, der kan afhjælpe en med kalkproblemer i vaskemaskiner osv. Og de fleste fortæller om hvor mange penge man vil spare.

Men hvordan kan man forklare hvor al den ekstra energi skulle blive af. Det kan jo ligesom ikke hobe sig op inde i varmelegemet til evig tid? Et varmelegeme kan jo ikke andet end at varme, og da det er nedsænket i vand, må al den optagne energi (el) nødvendigvis blive afgivet som varme til vandet.

Det er altså fysik for begyndere:
1 Joule ind -> 1 joule ud.

De fleste metaller (og legeringer) har den egenskab, at deres elektriske modstand stiger med temperaturen. Det kan måske forklare, at vaskemaskinen bruger længere tid på at varme vandet op; Jo højere modstand jo mindre afgivet effekt - en simpel konsekvens af Ohms lov.

Men 1½ KW i 20 minutter koster altså det samme på elregningen som 2KW i 15 minutter. Den lidt længere afviklingstid vil bevirke et marginalt større varmetab fra vaskemaskinen til omgivelserne, men det er næppe noget der er mærkbart.

Med venlig hilsen og på forhånd tak
M K P

 

Jeg vil ikke lige sige, at vaskemaskiner er et centralt emne man dyrker indenfor fysikken, men lad mig prøve at svare alligevel.

Du har naturligvis ret, energien hobes jo ikke op nogen steder. Den energi maskinen modtager, bliver stort set brugt til opvarmning af vandet (metaldele og luft). Kalken bevirker, at glødetråden i varmelegemet køles dårligere - den virker som isolation.

Det betyder, at varmelegemet opnår en højere temperatur end det er beregnet til, og derfor slides det (brændes af) hurtigere. Det er samme effekt, som når man giver en glødelampe overspænding. Tråden bliver for varm, brænder over, og pludseligt har man intet lys. Kalk kan altså betyde, at der skal skiftes varmelegeme efter for kort tid.

Desuden kan overophedning også muligvis belaste lukningerne i enden af varmelegemet, samt pakningen der holder vandet inde ved montageenden af legemet. Hvis man antager, at tråden bliver f.eks. 200 grader varmere end den burde være, vil modstands-ændringen i trådmaterialet ligge på omkring 10 %, og det giver kun ca. 10 % længere opvarmningstid. Det er klart, at den længere afviklingstid giver større varmetab. Det er proportionalt med tiden, og isolationen i vaskemaskiner er yderst begrænset, så det koster noget, men hovedudgift er opvarmning af vandet.

De moderne vaskemidler, hvor man kan anvende lavere temperatur til vask, er derimod ikke en marginal besparelse. En af ulemperne er, at 30 eller 40⁰ C vask ikke mindsker bakterieindholdet i tøjet særligt meget i modsætning til højtemperaturvask. Det skal i øvrigt bemærkes, at der er flere salttyper der bevirker forkalkning (Calcium, noget Barium og Magnesium mm.), og hvad der er hos dig, kan du få noget at vide om på dit vandværk.

Varmelegemet bør altså afkalkes for at få lang levetid af varmelegemet. Det er dyrt at udskifte, på de maskiner jeg har kendskab til. Med montørbesøg kan det let løbe op i 10 - 30 % af nymaskineprisen + en ventetid, hvor maskinen ikke kan anvendes.

Du har altså ret derhen, at så længe maskinen er i drift, så er energibesparelsen forholdsvis marginal, der er energibevarelse, og hvis varmelegemet brænder af på grund af forkalkning, er der ikke tale om nogen marginal merudgift.

Med venlig hilsen
Malte Olsen