Kalkavleiringer er et utbredt problem i husholdninger og industrianlegg som jobber med vann. Disse forekomstene kan forårsake en rekke problemer, inkludert betydelig energitap i det tosifrede prosentvise området (se miljørapport DEHOGA Association, 2016). I dette blogginnlegget skal vi diskutere hvorfor sekskantet vann har høyere bindingsevne, også kalt solvens, enn uordnet vann og hvordan dette har positive effekter på kalkavleiring og tilhørende energitap.
Hva er kalkavleiringer?
Kalk er avleiringer av kalsiumkarbonat som dannes på overflater som kommer i kontakt med hardt vann. Hardt vann inneholder høye konsentrasjoner av kalsium- og magnesiumioner, som raskt kombineres for å danne kalsiumkarbonat når de kommer i kontakt med luft. Disse avleiringene kan oppstå på en rekke overflater som rør, varmevekslere, kjeler, kraner og annet utstyr som fører vann.
Hvordan påvirker kalkavleiringer energiforbruket?
Kalkavleiringer kan føre til betydelige energitap da de påvirker effektiviteten til apparater som arbeider med vann. Et tynt kalklag kan redusere varmeoverføringskoeffisienten med opptil 10 %, mens et tykkere lag kan øke energitapet med mer enn 20 %. En tommelfingerregel er at rundt 10 prosent av energien går tapt per millimeter kalkavleiring. Årsaken til dette er at kalkavleiringer danner et isolerende lag på overflaten som hindrer varmen i å overføres effektivt. For å forstå hvorfor kalkavleiringer har så stor innvirkning på energiforbruket, må vi se nærmere på molekylstrukturen til kalsiumkarbonat og dets evne til å binde vann.
Molekylær struktur av kalsiumkarbonat
Kalsiumkarbonat er en forbindelse av kalsium-, karbon- og oksygenatomer. Det er et krystallinsk materiale som forekommer naturlig i form av kalkstein, marmor og skjell av marine organismer. Kalsiumkarbonat er svært dårlig løselig i vann, noe som betyr at det har en tendens til å felle ut og avsettes på overflater.
bindingsevne til sekskantet vann
Vann er et av de viktigste stoffene på planeten vår og spiller en avgjørende rolle i mange fysiske og kjemiske prosesser. En interessant egenskap ved vann er dets evne til å danne ordnede sekskantede strukturer, også kjent som ordnet vann, restrukturert vann eller "sekskantet vann". Denne strukturen består av seks H2O-molekyler arrangert i en sekskant rundt en mikronæringspartikkel. Lysfrekvenser kan sette i gang denne omstillingen. Ved passende frekvenser er alle molekyler ordnet, ikke bare vann. Kalsiummolekyler endres også, blir rundere og mindre.
Sekskantet vann og dets bindingsevne
Sekskantet vann er en spesiell form for vann der seks vannmolekyler er ordnet i en sekskantet struktur. Bestilt vann har høy løseevne, også kalt bindingsevne, som gjør at det lett binder molekyler og ioner av andre stoffer. Denne strukturen er skapt av justeringen av hydrogenbindingene mellom vannmolekylene. I kontrast er molekylene i uordnet vann tilfeldig ordnet og har ingen fast struktur.Den sekskantede strukturen til vann har derfor en betydelig høyere bindingskapasitet enn uordnet vann. Dette er fordi hydrogenbindingene mellom vannmolekyler er sterkere i sekskantet vann enn i uordnet vann. Denne sterkere bindingsevnen fører til høyere stabilitet og lavere entropi i sekskantet vann sammenlignet med uordnet vann.
Konsekvensene av økt binding i vann
Det som er bundet i vannet feller ikke ut, men forblir oppløst i vannet. Kalkutlekking i sekskantet vann på grunn av frekvensfelt skjer derfor i mye mindre grad enn vanlig. I tillegg, siden molekylstrukturen til kalken også har blitt optimalisert, er kalksteinen som fortsatt utfelles ikke på langt nær så sta som den ville vært i en uordnet struktur. Dette gjør at kalkstoffet blir finere, mer pulverisert og ikke fester seg hardnakket til overflater. Den kan tørkes bort uten tilsetning av syrer eller kjemiske rengjøringsmidler, eller noen ganger faller den av av seg selv, for eksempel fra sikter og luftere på sanitæranlegg eller fra dusjhoder.
Påvirkning på energiforbruk
Det er her sirkelen lukkes. Kalkstein på varmebatterier og andre varmeproduserende systemer isolerer i økende grad og koster derfor energi. Jo tykkere laget er, jo mer energi går tapt. Dette kan være opptil 20 prosent. For en enebolig med oppvarmingskostnader på for eksempel 2.500 euro per år, vil det være 500 euro mer enn det som egentlig hadde vært nødvendig. Dersom kalksteinslaget blir tynnere, går det proporsjonalt mindre energi tapt. Uten kalkavleiringer er energitapet null.
