Woraus besteht ein Wasserkocher?
Woraus besteht ein Wasserkocher?
In seiner einfachsten Ausführung besteht ein Wasserkocher nur aus einem hitzebeständigen Kessel mit einer Ausgusstülle, Deckel und Henkel. In dieser Form wird er schon seit der Antike zum Erhitzen von Wasser benutzt, und selbst moderne Wasserkocher basieren auf diesem einfachen Aufbau – natürlich mit einigen technischen Verbesserungen. Woraus besteht ein Wasserkocher?
Bereits seit dem 17. Jahrhundert sind die sogenannten Pfeifkessel bekannt, die den bewährten Aufbau durch einen Pfeifenaufsatz für die Tülle erweiterten. Nach dem Prinzip einer Flöte oder Orgelpfeife strömt der Dampf des kochenden Wassers durch den Pfeifenaufsatz und erzeugt das bekannte Pfeifen.
Woraus besteht ein Wasserkocher?: Die technischen Komponenten
Moderne elektrische Wasserkocher sind ein wenig komplizierter und die verwendeten Materialien vielfältiger. Die meisten heutigen Wasserkocher bestehen zunächst einmal aus einem sogenannten Kontaktfuß und dem eigentlichen Wasserbehälter. Der Kontaktfuß wird per Stromkabel an die Steckdose angeschlossen und versorgt das, auf ihm stehende Gefäß mit Strom. Diese Teilung dient vornehmlich der einfachen Handhabung. Die Kanne lässt sich leicht transportieren und zum Eingießen des Wassers ohne störendes Kabel kippen.
Alle elektrischen Wasserkocher funktionieren durch das Zusammenspiel von drei zentralen Komponenten: das Heizelement, der Temperaturfühler und die Abschaltautomatik.
Als Heizelement wird meist eine Heizspirale verwendet. Sie ist gewissermaßen ein fest montierter Tauchsieder und setzt sich zusammen aus einem spiralförmig gewundenem Edelstahlrohr, in dessen Innerem eine elektrisch isolierende Keramikfüllung den eigentlichen Heizdraht umschließt. Die Wärmeerzeugung funktioniert ganz ähnlich wie bei einer klassischen Glühbirne. Der Draht im Inneren beider Geräte ist aus einer Metalllegierung gefertigt, die einen hohen elektrischen Widerstand hat, zum Beispiel Konstantan, Nickelin oder Nickel-Chrom.
Wie erhitzt ein Wasserkocher das Wasser?
Durch den elektrischen Strom bewegen sich Elektronen mit hoher Geschwindigkeit durch den Draht und erzeugen Reibungswärme – ganz ähnlich wie bei dem alten Schulexperiment, bei dem die Schüler ihre Hände aneinanderreiben und eine deutliche Erwärmung der Handflächen spüren.
In gläsernen Wasserkochern wird meist eine Heizplatte verwendet. Sie funktioniert prinzipiell genauso wie die Heizspirale, kann aber um den ästhetischen Eindruck der durchsichtigen Kanne nicht zu stören besser versteckt werden.
So wird die Temperatur gemessen?
Im oberen Teil des Wasserbehälters oder im Deckel ist der Temperaturfühler eingebaut, der durch den aufsteigenden Wasserdampf erhitzt wird. Als häufigste Bauform findet ein Bimetallstreifen Verwendung.
Mechanische Temperaturmessung mit Bi-Metall-Streifen
Bekanntlich dehnen sich alle Stoffe bei Wärmeinwirkung unterschiedlich aus. Beim Bimetallstreifen werden zwei unterschiedliche Metallstreifen aus Zink, Kupfer, Messing oder Stahl flächig miteinander verbunden. Durch die unterschiedliche Wärmeausdehnung der beiden Metalle verbiegt sich der Bimetallstreifen und kann elektrische Kontakte schließen bzw. öffnen oder mechanische Vorrichtungen auslösen.
Elektrische Temperaturmessung
Der Temperaturfühler ist zumeist elektrisch, in einigen Fällen mechanisch mit der Abschaltautomatik verbunden. Wird der Wasserkocher mithilfe des Schalthebels eingeschaltet, schließt sich die Stromverbindung zur Heizspirale und der Schalter wird fixiert. Verbiegt sich der Bimetallstreifen durch die Hitze des Wasserdampfes, löst er einen Mechanismus aus, der die Fixierung des Schalters löst, wodurch der Stromkreis zum Heizelement unterbrochen 
wird.
Insbesondere die hochwertigen Modelle beinhalten einige zusätzliche Extras, wie Aktivkohlefilter für besonders reines Wasser oder ein Überhitzungs- und Trockenlaufschutz für erhöhte Sicherheit. Die häufigste Zusatzfunktion ist ein Kalkfilter um das berüchtigte Verkalken zu reduzieren, denn Kalkablagerungen auf dem Heizelement vermindern die Heizleistung deutlich.
Woraus besteht ein Wasserkocher?: Die verwendeten Materialien
Günstige Wasserkocher sind meistens aus Kunststoff gefertigt, wobei üblicherweise Polypropylen verwendet wird, ein Kunststoff der sehr stabil ist und bei Temperaturen bis circa 150 Grad Celsius nicht verformt. Unter normalen Bedingungen hat Polypropylen nur eine geringe chemische Aktivität und reagiert kaum mit Wasser, Fetten oder anderen organischen Stoffen.
Es werden also keine gesundheitsschädlichen Substanzen aus dem Kunststoff herausgelöst. Daher ist Polypropylen einer der am häufigsten verwendeten Verpackungsmaterialien für Lebensmittel und viele medizinische Geräte werden aus ihm gefertigt. Dennoch ist es nicht ratsam, das Wasser tagelang im Wasserkocher stehen zu lassen. Durch den permanenten Kontakt mit heißem Wasser können sich im Einzelfall bedenkliche Stoffe herauslösen und sich in dem stehenden Wasser ansammeln – wenn auch nur in sehr geringen, zumeist unschädlichen Mengen. Bei normalem Gebrauch ist ein Wasserkocher aus Kunststoff völlig unbedenklich.
Material der modernen Wasserkocher
Hochwertige Wasserkocher bestehen aus Metall oder Glas. Die moderne Materialforschung hat Glasstoffe entwickelt, die sehr bruchsicher und hitzebeständig sind, zum Beispiel das bekannte, aus Borosilikatglas bestehende Jenaer Glas aus dem auch Teetassen gefertigt sind. Bei metallenen Wasserkochern kommt meistens rostfreier Edelstahl oder Chrom zum Einsatz, seltener auch Aluminium.
Vorteile der modernen Geräte
Da Metall generell ein exzellenter Wärmeleiter ist, sind auch bei metallenen Kannen die Griffe und Deckel zum Schutz vor Verbrennungen aus Kunststoff oder Hartgummi gefertigt, oder zumindest mit einer isolierenden Schicht vom heiß werdenden Gehäuse getrennt.
Übrigens, Wasserkocher aus Metall und Glas sind wegen des geringen Kunststoffanteils ökologisch am wenigsten bedenklich. Die anderen verwendeten Stoffe haben darauf keinen nennenswerten Einfluss. Obwohl Polypropylen ein recht stabiler Kunststoff ist, sind die Materialien in metallenen und hochwertigen, gläsernen Modellen haltbarer, sodass sich der höhere Kaufpreis längerfristig auszahlen kann.
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