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520discuz
V2EX  ›  问与答

热水器加热管被水垢全覆盖真的会影响加热更耗电吗?

  •  1
     
  •   520discuz · 2023-03-13 22:41:16 +08:00 · 2000 次点击
    这是一个创建于 380 天前的主题,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。
    热水器是密闭的空间,如果是能量守恒的话,那应该热量没漏掉啊?商家说会更耗电的情况会存在吗?
    30 条回复    2023-03-14 23:00:54 +08:00
    huijiewei
        1
    huijiewei  
       2023-03-13 22:47:41 +08:00
    本来直接加热水。现在还要先加热水锈
    xtinput
        2
    xtinput  
       2023-03-13 22:50:07 +08:00
    导热性性能差,导致加热管局部温度高,加热时间变长,加热管寿命变短
    520discuz
        3
    520discuz  
    OP
       2023-03-13 23:06:34 +08:00
    @huijiewei 为什么不能把水锈看作是加热管是本体呢?先加热水锈的话如果热量不流失,应该不会更耗电吧?
    yukijiwjz
        4
    yukijiwjz  
       2023-03-14 00:55:13 +08:00   ❤️ 4
    哈哈,半桶水而不自知的程序员终于自信满到想要跨学科挑战物理学了。
    dxgfalcongbit
        5
    dxgfalcongbit  
       2023-03-14 00:59:03 +08:00 via Android
    我家热水器好几年没清理,前两年清理了一次,发现加热棒几乎烧没了…

    所以我认同 2L 的说法,话说水垢增加耗电从来也没有成为过主流谣言吧?反正我是第一次见到这种说法。
    ZRS
        6
    ZRS  
       2023-03-14 01:05:47 +08:00
    热交换效率变低了
    notfornothing
        7
    notfornothing  
       2023-03-14 01:10:39 +08:00 via Android   ❤️ 1
    没戴过套?
    toaruScar
        8
    toaruScar  
       2023-03-14 01:20:37 +08:00
    本来应该分给水的热量被大量集中在水垢里了,因为水垢的导热性差。所以为了让水达到同样的温度,需要更多的能量。
    jadehare
        9
    jadehare  
       2023-03-14 01:23:19 +08:00
    电脑散热器中间不涂硅脂导热变差散热器效率变低,加热器同理。本来 5 分钟烧好的水烧了 6 分钟,你说是不是更耗电了。
    xiadong1994
        10
    xiadong1994  
       2023-03-14 02:15:08 +08:00
    热量没漏掉,都在加热棒和水垢里了。
    LxExExl
        11
    LxExExl  
       2023-03-14 02:44:23 +08:00
    如果水垢导热性很好,那么影响不大。
    如果水垢导热性不好,类似戴着手套给女友暖肚子,你说女友能不生气吗?
    runningowl
        12
    runningowl  
       2023-03-14 06:22:28 +08:00
    简单来说,水垢阻碍热传递
    就像电路加个电阻,电流能一样么
    能量是守恒了,但是没给水啊,被盾反了都

    下面上小助手,

    热水器里加热管的水垢会影响加热效率,因为水垢会形成在加热管的表面,降低了加热管与水的热传递效率。水垢的存在导致了两个主要的问题:

    1. 热传递效率低下:水垢是由硬水中的钙、镁等矿物质沉淀形成的,它们会在加热管的表面形成一个坚硬的层,阻碍了热量传递。这就需要更长时间才能将水加热到所需的温度,从而增加了加热的能源成本。

    2. 加热管过热:水垢的存在也会导致加热管表面温度升高,这是因为加热管表面的热量无法通过水垢有效地传递到水中,因此加热管表面温度升高。这样,加热管可能会过热,从而缩短它的使用寿命。

    为了保持热水器的最佳性能,应该定期清洁加热管的表面以去除水垢。可以使用专门的清洁剂或醋水来清除水垢,这有助于提高加热效率并延长热水器的使用寿命。
    huijiewei
        13
    huijiewei  
       2023-03-14 07:46:11 +08:00
    @520discuz CPU 也直接和空气能接触散热啊。你装什么散热器和风扇呢。赶紧科普打倒水冷暴利。连风扇都能省
    Trim21
        14
    Trim21  
       2023-03-14 08:29:38 +08:00   ❤️ 1
    @huijiewei 暖肚子 /CPU 的热力学过程跟这个完全不一样,不知道你们是怎么能把他们放到一块类比的...
    MLawliet
        15
    MLawliet  
       2023-03-14 08:39:42 +08:00   ❤️ 1
    楼主的疑问是是否更耗电,回答里大部分都在说效率变低
    用初中物理解释的话,我觉得应该是效率变低,耗电基本不变
    因为即使被水锈包裹,水锈最终也能将热管发出的热量传到水里,这个过程相较没水锈的情况,热量主要增加在加热水锈上,这个耗能多少不知道多少,我感觉应该也用不了多少电
    yinchunde
        16
    yinchunde  
       2023-03-14 08:40:00 +08:00
    两个思路:
    1. 正常算。水垢出现,可以类比为给水加热的火苗小了,那加热流动水的效率自然就小了。你可能想问:少出来的那部分火苗哪去了?因为火苗实在不知道要去加热什么东西,所以不得不跟随烟筒飘到室外了。
    2. 极限法。如果水垢导热性能直接为 0 ,那水无论如何都无法加热。
    yinchunde
        17
    yinchunde  
       2023-03-14 08:41:30 +08:00
    @yinchunde 抱歉,原来是电热水器。我觉得跟火苗原理是一样的,电阻释放出来的热量如果不传到水里,那就会通过外壳散到箱体外。
    Trim21
        18
    Trim21  
       2023-03-14 08:46:50 +08:00
    实际上你的想法是部分对的。如果你说的是那种电热丝全包在水箱里的热水器。

    前提是水垢不能太厚,不能因为加热管过热影响电能到热能的转换效率或者产生安全问题。

    如果你是常开,那耗电量是不会上升太多的,毕竟热量不可能漏掉,热量只能经过水垢流向热水器里的水,而在常开的情况下水垢的温度也是稳定的。

    但如果你不常开,热水器里的水垢和水都会被加热,而在你洗澡之后又会降回室温,整个过程中加热水垢的热量全是废热,所以会更加耗电,而且水垢的密度和热容都比水要大。
    Trim21
        19
    Trim21  
       2023-03-14 08:49:28 +08:00   ❤️ 1
    @yinchunde 我觉得楼主说的是这种电热水器,通过加热丝接口散出去的热几乎可以不考虑了。

    http://www.pengcheng99.com/img/e03/wh_b02_01.jpg
    idealhs
        20
    idealhs  
       2023-03-14 09:07:15 +08:00
    能量守恒的前提是处在同一个系统中
    #19 的图可以大约看作为一个系统
    大部分的热水器不能这么看,存在着很多与外界交换能量的地方
    话说 9 年义务教育大家都忘的差不多了
    Trim21
        21
    Trim21  
       2023-03-14 09:14:41 +08:00
    @runningowl #12

    如果一定要用电路来类比的话,这个模型里的电热水器加热功率一定,所以是电路里的恒流源。恒流源的特点是电流恒定,加电阻之后电流还是一样的...
    leimao
        22
    leimao  
       2023-03-14 10:43:09 +08:00   ❤️ 1
    很有意思的问题,非专业的解答。
    电热水器的功率是 W = U^2 / R 。
    水垢会影响 R ,让 R 变大,在电压 U 不变的情况下,电热水器的功率 W 会变小。
    这个带来的问题就是在单位时间内,电热水器能够加热水到一定温度的量会变小。
    所以说,如果楼主的电热水器的体积够大,足够一次洗澡用的,且里面的水都提前加热好,那是可以无视水垢的。
    但是就怕洗澡洗到一半,提前加热好的水不够用,需要新加热水,那么就很可能洗到一半水温迅速下降变成洗冷水澡了。
    leimao
        23
    leimao  
       2023-03-14 10:45:49 +08:00
    另外,因为加热单位体积的水需要的时间变长了,因为热量损失无时不刻的存在,所以热量浪费的多了,也就更费电。
    leimao
        24
    leimao  
       2023-03-14 10:48:11 +08:00
    当然,如果要定量分析的话需要知道热水器的模型,还得查一些热辐射损失的公式,就不深究了。
    leimao
        25
    leimao  
       2023-03-14 10:52:44 +08:00
    注意,这里的热量损失并不在水垢上,而是在电热水器的容器和周围的环境上。
    lakehylia
        26
    lakehylia  
       2023-03-14 10:59:11 +08:00
    首先,导热变差导致加热时间变长。第二,另外电能转热能不是 100%的,是有损耗的,举个例子,电线发热的损失。第三,加热时间变长导致损耗变多,从而更耗电。
    cubecube
        27
    cubecube  
       2023-03-14 16:47:54 +08:00
    @leimao 为啥水垢会影响 R ? 加热棒本身和外界是绝缘的,电流又不过经过水垢
    sivacohan
        28
    sivacohan  
       2023-03-14 18:27:01 +08:00
    热水器是密闭的空间,如果是能量守恒的话,那应该热量没漏掉啊?
    ————————————————————————
    能量确实没有漏掉,你说的对。但是之前容器内是水 + 加热体。现在是水+水垢+加热体。
    同样的输入能量,水吸收的热量必然会变少。(此处认为水垢的体积较小,可以忽略)


    商家说会更耗电的情况会存在吗?
    ————————————————————————
    按照商家的说法,更耗电的情况应该是存在的。
    leimao
        29
    leimao  
       2023-03-14 22:56:55 +08:00 via iPhone
    @cubecube 谢谢指出问题。因为加热棒产生的热无法及时被水吸收,加热棒温度上升加快,使得加热棒电阻变大。正常情况下,加热棒产生的热会被水及时带走,加热棒温度相对较低。
    leimao
        30
    leimao  
       2023-03-14 23:00:54 +08:00 via iPhone
    这个问题相对来说是一个动力学问题。如果假设容器是完全隔热的,那就没有热损失,也就不存在更浪费电之说。但一般这个损失始终存在,加热单位体积的水到 100 度,一般来说加热得越慢,加热需要的时间越长,热损失越多。
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