Neden Su Isıtıcıları ve Su Isıtıcılarındaki Kartuş Isıtıcılarda Ağır Kireç Birikirken, İç Duvarlarda Çok Daha Az Kireç Birikmektedir?

Çoğu ev, günlük yaşamlarının bir noktasında kireç (su birikintisi) oluşumuyla uğraşmak zorundadır. Elektrikli su ısıtıcısında su kaynattığınızda, dipte çok fazla kireç birikir. Zamanla su ısıtıcılarının ısıtma parçalarında çok fazla kireç oluşur. Dikkatli olan kişiler kireç oluşumunun çoğunlukla kartuş ısıtıcısının yüzeyinde, özellikle de tabanında veya ısıtma elemanının kendisinde oluştuğunu fark ederler. Su ısıtıcısının veya tankın iç duvarları ise çok daha az ölçek gösterir. Bu neden oluyor?

Geleneksel su altı çubukları yerine, modern elektrikli su ısıtıcıların alt kısmına yerleştirilmiş düz kartuşlu ısıtıcılar bulunur. Doğrudan suya batırılan kartuş ısıtıcıları, eski anlık sıcak su sebillerinde (kaynatma şişeleri) yaygındı. Bu kartuşlu ısıtıcılar kullanışlıydı ama aynı zamanda çok fazla yangına neden oldukları için çok tehlikeliydiler, bu yüzden üniversitelerin yurtlar konusunda sıkı kuralları var.


Kartuş ısıtıcılarda ölçek büyük bir zorluktur. Su ısıtıcıları ve su ısıtıcıları eskidikçe suyun kaynaması daha uzun sürer. Boyutla ilgili en büyük sorunlardan biri daha fazla enerji kullanmasıdır. Ölçek, kartuş ısıtıcısının yüzeyini kaplayarak kartuş ısıtıcısı ile su arasındaki doğrudan teması keser. Bu, ısı iletiminin etkinliğini büyük ölçüde azaltır.

Kirecin çoğunu kalsiyum karbonat, magnezyum sülfat, kalsiyum sülfat ve magnezyum hidroksit oluşturur. Kartuş ısıtıcı kılıflarında kullanılan metallerle karşılaştırıldığında bu bileşikler çok zayıf termal iletkenliğe sahiptir (yaklaşık 0,5–3 W/m·K). Bakırın ısıl iletkenliği 385 W/m·K'dir ve paslanmaz çelik/demirin ısıl iletkenliği yaklaşık 79,5 W/m·K'dir. Onlarca ila yüzlerce kez farklı olabilir, bu nedenle kartuş ısıtıcısındaki kalın ölçek, aynı miktarda enerjiyi hareket ettirecek şekilde elemanın bir noktada aşırı ısınmasına neden olur. Bu, güç masraflarını artırır ve kartuş ısıtıcısına zarar verebilir.

Kireç kartuş ısıtıcısının üzerini kapattığında ısıyı içeride tutar, bu da bazı yerlerde sıcaklığın hızla yükselmesine neden olur. Bu, kartuş ısıtıcısının içindeki magnezyum oksit yalıtımını bozabilir, ömrünü kısaltabilir veya güvenlik sorunlarına neden olabilir. Suyun sert olduğu yerlerde (kuzey gibi) kireç hızla oluşur, dolayısıyla kartuş ısıtıcısını sık sık temizlemeniz gerekir.

Baloncukların aktivitesi ölçeğin oluşumuyla yakından ilgilidir. Kirecin ana kısımları, musluk suyunda çöken kalsiyum karbonat, kalsiyum silikat, kalsiyum sülfat ve magnezyum hidroksittir. Kartuş ısıtıcı ısı ürettiği için ısındıkça yüzeyinde kabarcıklar oluşmaya devam eder.

İlk kabarcıklar, sıcaklık arttıkça ve çözünürlük düştükçe çözünen hava dışarı çıktığında oluşur. Su ısındıkça kaynamaya başlar ve buhar kabarcıkları oluşturur. Bu kabarcıklar üç-fazlı bir arayüz oluşturur: sıvı su, gaz kabarcığı ve katı kartuş ısıtıcı yüzeyi. Kabarcıklar kopup buharlaştığında, çekirdeklenme bölgesinin yakınındaki kalsiyum ve magnezyum tuzlarının aşırı doygun hale gelmesine neden olurlar. Bu, kartuş ısıtıcısının yüzeyine yapışan çökelmeye neden olur.

Çalışmalar, ölçekli kartuş ısıtıcılarının yenilerine kıyasla daha fazla miktarda kabarcık ürettiğini göstermektedir. Ölçekli kartuş ısıtıcısının pürüzlü, gözenekli yüzeyi, daha fazla çekirdeklenme alanına sahip olması ve suyu daha-sevmesi nedeniyle kireç oluşumunu kolaylaştırır. Dolayısıyla, kartuş ısıtıcısı üzerinde kireç varken ne kadar uzun süre çalışırsa, yeni kireç o kadar hızlı oluşur ve bu da sorunu daha da kötüleştirir.

Kartuş ısıtıcısı neden su ısıtıcısının duvarlarından çok daha fazla kireçleniyor? Tuzları oluşturan kalsiyum ve magnezyum iyonları ölçeğin yapı taşlarıdır. Çoğu, sıcak kartuş ısıtıcının yüzeyine yapışır, bazıları ise suda yüzen beyaz parçacıklara (çoğunlukla kalsiyum karbonat ve magnezyum hidroksit) benzer ve bu da suyu daha az berrak hale getirir.

Isıtmanın en başından itibaren kartuş ısıtıcısı, kabarcıkların oluşması için mükemmel yerler olan lokal yüksek sıcaklıklar sağlar. Kartuş ısıtıcısında anında kabarcıklar oluşur ve bu da sürekli kireç oluşumuna neden olur. Buna karşılık, su kütlesi ancak daha sonra yeterince ısınır ve oradaki yağışların homojen kristalleşmeye ihtiyacı vardır, bu da daha fazla enerji gerektirir.

Kristalleşme teorisi, katı-sıvı arayüzünün yüzey enerjisini düşürmesi nedeniyle heterojen kristalleşmenin (kartuş ısıtıcı yüzeyinde) enerji açısından iyi olduğunu söyler. Homojen kristalleşme (toplu suda) kristal çekirdeği oluşturmak için daha fazla enerjiye ihtiyaç duyar. Hızlı ısıtma enerji açığa çıkarsa bile, kartuş ısıtıcısındaki heterojen kristalleşme ana süreçtir ve bu nedenle burada daha fazla birikme meydana gelir.

İç duvarlar, aynı zamanda heterojen çekirdeklenmenin meydana geldiği yerler olduğundan bir miktar kireç oluşturur, ancak lokalize yüksek ısı veya şiddetli kabarcık üretimi olmadığından miktar, kartuş ısıtıcısındakinden önemli ölçüde daha küçüktür.

Kartuş ısıtıcısını düzenli olarak temizlemek için sirke, sitrik asit veya endüstriyel kireç çözücüler kullanın. Suyun sert olduğu bir bölgede yaşıyorsanız su yumuşatıcı almayı düşünebilirsiniz. Çekirdeklenme bölgelerini azaltmak için pürüzsüz, yüksek-kaliteli paslanmaz çelik kılıflı (304 veya 316) bir kartuş ısıtıcısı seçin. Her zaman her şeyin tamamen suya batırıldığından emin olun ve kireç oluşumunun bir işareti olarak kaynama sürelerine dikkat edin.