Af hverju safna hitahylki í kötlum og vatnshitara upp miklum mælikvarða á meðan innri veggir hafa miklu minna?

Flest heimili þurfa á einhverjum tímapunkti í daglegu lífi að glíma við kalkbyggingu (vatnshúð). Þegar þú sýður vatn í hraðsuðukatli safnast mikið af kalki á botninn. Með tímanum fá vatnshitarar mikið af kalki á upphitunarhlutum sínum. Fólk sem er varkárt tekur eftir því að kalk safnast að mestu upp á yfirborði hitahylkisins, sérstaklega botninn eða hitaeininguna sjálfa. Innveggir ketilsins eða tanksins sýna aftur á móti mun minna mælikvarða. Hvers vegna gerist þetta?

Í stað hefðbundinna stanga á kafi, eru nútíma rafmagnskatlar með flata hitahylki innbyggða í botninn. Hylkishitarar sem voru sökktir beint í vatn voru algengir í eldri skyndivatnsskútum (suðuflöskum). Þessir skothylkihitarar voru gagnlegir en þeir voru líka mjög hættulegir þar sem þeir ollu miklum eldi og þess vegna hafa háskólar strangar reglur um heimavist.


Mælikvarði er mikill vandi með hitahylki. Þar sem katlar og vatnshitarar eru eldri tekur það lengri tíma fyrir vatn að sjóða. Eitt stórt vandamál með stærð er að það notar meiri orku. Kvarðinn hylur yfirborð hitahylkisins, sem stöðvar beina snertingu milli hitahylkisins og vatnsins. Þetta dregur verulega úr skilvirkni hitaleiðni.

Kalsíumkarbónat, magnesíumsúlfat, kalsíumsúlfat og magnesíumhýdroxíð mynda mestan hluta kvarðans. Í samanburði við málma sem notaðir eru í hitahylkishylki hafa þessi efnasambönd mjög veik hitaleiðni (um 0,5–3 W/m·K). Kopar hefur hitaleiðni upp á 385 W/m·K og ryðfríu stáli/járni hefur hitaleiðni upp á um 79,5 W/m·K. Það getur verið tugir til hundruð sinnum mismunandi, þannig að þykkur mælikvarði á hylkishitara gerir það að verkum að frumefnið ofhitnar á einum stað til að flytja sama magn af orku. Þetta eykur orkukostnað og gæti skaðað hitahylkið.

Þegar kvarðinn hylur skothylkihitarann ​​heldur hann hitanum inni, sem gerir það að verkum að hitinn hækkar hratt á sumum stöðum. Þetta gæti brotið niður magnesíumoxíð einangrunina inni í rörlykjuhitaranum, gert það að verkum að það endist skemmri tíma eða valdið öryggisvandamálum. Á stöðum með hart vatn (eins og fyrir norðan), safnast kalk fljótt upp, þannig að þú þarft að þrífa rörlykjuhitarann ​​oft.

Virkni kúla er nátengd stofnun mælikvarða. Helstu hlutar hráefnis eru kalsíumkarbónat, kalsíumsílíkat, kalsíumsúlfat og magnesíumhýdroxíð sem hafa sest úr kranavatni. Vegna þess að rörlykjuhitarinn skapar hita, myndast loftbólur á yfirborði hans þegar það hitnar.

Fyrstu loftbólurnar myndast þegar loft sem hefur verið leyst upp þegar hitastig hækkar og leysni minnkar. Þegar vatnið verður heitara byrjar það að sjóða og mynda gufubólur. Þessar loftbólur mynda þriggja-fasa viðmót: fljótandi vatn, gasbóla og fast yfirborð hitahylkis. Þegar loftbólur brotna af og gufa upp valda þær því að kalsíum- og magnesíumsöltin nálægt kjarnasvæðinu verða of mettuð. Þetta veldur úrkomu sem festist við yfirborð hitahylkisins.

Rannsóknir benda til þess að hitarar með sléttum skothylki mynda meira magn af loftbólum samanborið við nýjar. Hrjúft, gljúpt yfirborð hitara með sléttum skothylki gerir það auðveldara fyrir kalk að myndast þar sem hann hefur fleiri kjarnamyndandi staði og er meira vatns-elskandi. Svo, því lengur sem skothylkihitari keyrir með kvarða sem þegar er á honum, því hraðar byggist ný kvarð upp, sem gerir vandamálið verra.

Af hverju fær hitahylkishitarinn miklu meira mælikvarða en veggir katlans? Kalsíum- og magnesíumjónir sem mynda sölt eru byggingareiningar kvarða. Flestir festast við yfirborð hitahylkisins á heitu skothylki, á meðan sumir líta út eins og hvítar agnir sem fljóta í vatninu (aðallega kalsíumkarbónat og magnesíumhýdroxíð), sem gerir vatnið ótært.

Strax í upphafi upphitunar framleiðir rörlykjuhitarinn staðbundið háan hita, sem eru fullkomnir staðir fyrir loftbólur að myndast. Bólur myndast strax á hylkishitaranum, sem veldur því að kalk safnast upp allan tímann. Aftur á móti verður magnvatn aðeins nógu heitt seinna og úrkoma þar þarf einsleita kristöllun sem tekur meiri orku.

Kristöllunarkenningin segir að misleit kristöllun (á yfirborði hitahylkisins) sé orkulega góð þar sem fasta-vökvaviðmótið lækkar yfirborðsorku. Einsleit kristöllun (í lausu vatni) þarf meiri orku til að búa til kristalkjarna. Jafnvel þó að snögg upphitun gefi frá sér orku, er misleit kristöllun á hylkishitaranum aðalferlið, þess vegna er meiri uppsöfnun þar.

Innri veggirnir byggja upp ákveðinn mælikvarða vegna þess að þeir eru líka staðir þar sem ólík kjarnamyndun á sér stað, en magnið er talsvert minna en á hitahylkinu vegna þess að það er enginn staðbundinn mikill hiti eða mikil loftbólumyndun.

Notaðu edik, sítrónusýru eða iðnaðarhreinsiefni til að þrífa rörlykjuhitarann ​​reglulega. Ef þú býrð á svæði með hart vatn gætirðu viljað íhuga að fá þér vatnsmýkingartæki. Til að draga úr kjarnamyndunarstöðum skaltu velja rörlykjuhitara með sléttum, -gæða ryðfríu stáli slíðrum (304 eða 316). Gakktu úr skugga um að allt sé að fullu á kafi og fylgstu með suðutímanum til marks um að það hafi safnast upp.