Накипь на ТЭНах не снижает КПД и не увеличивает затрат энергии. Это обман.

Разбираем легенду вместе

Каким бы образом вы не превращали электричество в тепло, вы не получите больше, чем забрали из розетки. Как бы не "наворачивали" сложность системы. А если так, какой смысл в усложнениях? КПД обычного ТЭНа — уже максимально возможный.

Увеличить его не получится.Но я столкнулся со странным для меня явлением. Очень многие начали мне рассказывать, что у ТЭНов есть крупный недостаток — они покрываются отложениями солей. Накипью. И это, дескать, приводит к потерям, снижению КПД и увеличению затрат электричества.

Думаю, это идёт от навязчивой рекламы средств против накипи. И это — неправда. Накипь не снижает КПД нагревателя и не увеличивает расход электричества. Это враньё.Попробую объяснить.

Давайте представим себе самый простой ТЭН. Это нихромовая проволока помещённая в металлическую трубку, а свободное пространство заполнено чем-то теплопроводящим. Да, хоть, обычным песком.

Под действием протекающего тока, нихромовая проволока сильно разогревается и нагревает песок. Песок в свою очередь, нагревает наружную трубку, а та передаёт тепло воде. Элементарно, Ватсон.

В момент включения, энергия тратится на нагрев самой спирали, песка и оболочки. Но так как их масса и теплоёмкость не слишком велики, то спустя буквально несколько секунд, процесс "устаканивается". Тепло, которое выделяется на спирали, уравновешивается потерями тепла на нагрев теплоносителя. Он охлаждает ТЭН снаружи. Система приходит в динамическое равновесие.

Всё, что выделилось на спирали выделяется во "внешний мир". Полностью. Иначе, спираль продолжала бы нагреваться до тех пор, пока не достигла температуры плавления и не разрушилась. Получается, что в стационарном режиме КПД будет равен 100%.При этом, "сердцевина" ТЭНа всегда разогрета сильнее, чем его поверхность. Потому, что окружающие спираль материалы проводят тепло не идеально.

А теперь давайте представим, что произойдёт, когда на поверхности горячего ТЭНа отложилась накипь. Внезапно.

Теплопроводность поверхности ухудшилась. Теплу стало сложнее "пробиваться" наружу. Это приводит к тому, что охлаждение спирали ухудшается, а температура нашей проволоки повышается. Разница температур "сердцевины" и поверхности возрастает. Что приводит к увеличению потока тепла.

И через какое-то время (секунды!), система вновь приходит в равновесие. И всё тепло, которое выделяется в спирали, вновь передаётся наружу. Полностью. Иначе, как мы знаем, спираль не смогла бы существовать. И КПД опять же равен 100%. Всё, что пришло из розетки, вновь уходит в теплоноситель.

Таким образом, накипь не уменьшает КПД, а лишь приводит к повышению температуры внутри нагревателя. Что уменьшает его ресурс. Но не только это...

Как известно, электрическое сопротивление металлов при повышении температуры увеличивается. А это значит, что при одном и том же напряжении, ток протекающий через сильнее нагретый ТЭН ниже, чем через менее нагретый.

А это определяет мощность. Она падает. Перегретый ТЭН забирает из сети меньше энергии. Его мощность снижается. И потому, чайник будет закипать дольше. Потому, что энергии потребляет меньше.

Вред накипи не в снижении КПД, а в уменьшении ресурса нагревателя и снижении его мощности. А в деньгах вы ничего не проигрываете. Сколько из розетки забрали, столько и передали воде. Ни больше, ни меньше.

Ну, скажите, что это не элементарно, Ватсон? Или всё же остались какие-то вопросы? Давайте обсудим.

ПОДПИШИСЬ