Die Physik des Wäsche-Trocknens

 

 

 

Aus meiner Zeit (u.a.) als Chef der Bayer-Wäscherei weiß ich, dass das Teuerste beim Waschen das Trocknen ist.
Jawohl, neben meinem Job als Kommandant des Werkfeuerwehr, hatte ich wie ich in meinem Lebenslauf bereits erwähnte, auch noch das Werks-Schwimmbad und die erwähnte Wäscherei unter mir. Wahrscheinlich, weil das alles mit viel Wasser zu tun hatte.
In den goldenen Zeiten der Chemie-Industrie hatte jedes Bayer-Werk auch noch einen Kindergarten, eine Bücherei, eine Berufschule, ein Erholungsheim, ein Casino und ein Werks-Schwimmbad unterhalten. Und ganz früher -in der Kaiserzeit- auch noch ein Junggesellen-Wohnheim, ein Wöchnerinnen-Heim, eine Schule, eine Poli-Klinik und ein Altenheim. Lang, lang ist‘s her!

 

Zu meiner Zeit hatten wir in Leverkusen neben den 5 normalen Werksärzten sogar noch 2 Werks-Zahnärzte. Warum sich ein Zahnarzt -in den 80ern mit der Lizenz zum Gelddrucken in der Tasche- sich als „Bayer-Leitender“ (in der Kaiser-Zeit hießen die Leitenden Angestellten noch „Beamte“) einstellen lässt, war mir lange ein ungelöstes Rätsel. Solange bis sich herausstellte, dass die von ihm sehr schön reparierten Zähne meiner damaligen Ehefrau Astrid eine totale Fehlkonstruktion waren. Und müh- und aufwendig von einem Nicht-Bayer-Zahnkünstler saniert werden mussten.

 

Doch ich schweife ab.

 

Weil die neue Wäscherei etwas weit vom nächsten Werks-Dampf-Anschluss weg war, wollte man die Anschlusskosten sparen. Und man hatte eine Insel-Lösung mit Heizöl-Heizung für die Dampf-Trockner gebaut. In der Herstellung billiger, aber auf Dauer eine teure Geschichte.
Um 10 Kilo Wasser aus der geschleuderten, nassen Wäsche zu entfernen (zu „trocknen“), brauchte man 1 Liter Heizöl. Das war der teuerste Brocken in der Kalkulation des Wäsche-Preises.

 

Im Physik-Unterricht hatte ich gelernt, dass die Verdampfungswärme des Wassers 539 kcal je Liter ist. Ich benutze auch heute noch den veralteten Begriff Kalorie statt Joule. Ähnlich wie meine Oma, die Zeit ihres Lebens nichts vom Kilo hielt, sondern immer noch ein zwei Pfund Kartoffeln statt ein Kilo einkaufte. Der Mensch ist halt ein Gewohnheitstier und da 1 Kalorie in der neuen Bezeichnung Joule auch noch 4,2 Mal soviel ist, klingt es auch nicht so schlimm, wenn man nach 1 Flasche Bier 200 Kalorien statt 440 Joule zu sich genommen hat.

 

Doch ich schweife schon wieder ab.

 

Zu den 539 kcal muss man noch die 80 kcal addieren, die man in das Wasser stecken muss, um es von 20 auf 100 Grad zu erwärmen. Man sieht hier, dass man beim Wasser einfach rechnen kann: Um 1 Gramm Wasser um 1 Grad zu erwärmen, braucht genau 1 Kalorie; so ist die Kalorie definiert.

 

Über den Daumen braucht man also etwas mehr als 600 kcal (k = Kilo, weil der Liter Wasser 1.000 Gramm hat) um 1 Liter Wasser zu verdampfen.

 

Das sind (weil 1 cal = 4,2 J sind) so etwa 2.500 kJ und weil 1 Joule = 1 Wattsekunde (Ws) ist und die Stunde 3.600 Sekunden hat, ca. 0,7 kWh (Kilowattstunden) pro Liter Wasser.

 

1 Liter (kg) Wasser ≡ ca. 0,7 kWh (Kilowattstunden)

 

 

 

Wasser verdampft nicht nur beim Siedepunkt von 100 Grad, sondern „verdunstet“ auch bei niedriger Temperatur. Sonst könnte man ja keine Wäsche im Winter auf der Wäscheleine trocknen.
Genaue Werte :
Verdampfungswärme von Wasser beträgt z. B. bei 100 °C (also beim Sieden bei Normaldruck) 40,7 kJ/mol bzw. 2,26 MJ/kg = 0,63 kWh/kg.
Bei 20 °C (z. B. Verdunsten bei Zimmertemperatur) ist es etwas mehr: 44,2 kJ/mol oder 2,46 MJ/kg = 0,68 kWh/kg.
Wir liegen also mit unseren 0,7 kWh pro Liter ganz gut.

 

Für schnelle Abschätzungen kann man sogar mit 1 kWh pro Liter rechnen, da ja in der Praxis auch einige Verluste dazukommen.

 

 

 

 

Übrigens habe ich es nie geschafft, meiner Oma, meiner Mutter, meinen 3 Ehefrauen (nacheinander, nicht gleichzeitig !) klar zu machen, dass Kochen 7 mal so viel Energie braucht wie das Erhitzen auf 100 Grad. Alle waren überzeugt, dass man auf der höchsten Stufe mit wallendem Sieden die Kartoffeln oder die Hülsenfrüchte schneller weich bekommt als auf der kleineren Stufe. Dafür war dann die Küche (weil es damals noch keinen Dunstabzug gab) völlig mit Dampf gefüllt und ich war praktisch blind, wenn ich als Brillenträger von der Kälte in die Küche kam.

 

Ideal wäre ein Köcheln knapp unter der Siedetemperatur (sagen wir mal bei 98 - 99 Grad). Diese 2 Grad weniger als die Siedetemperatur haben praktisch keine Auswirkung auf die Koch-Zeit. Auf diese übliche und verwerfliche Verschwendung von Energie durch „Kochen“ hat übrigens schon der berühmte Graf Rumford (der u.a. den Englischen Garten in München und die Rumford-Suppe erfand) energisch hingewiesen. Doch dies ist eine andere Geschichte!

 

 

 

Doch zur Sache:

 

Die Verbrennung von Heiz-Öl bringen etwa 10 kWh pro Liter. Wenn man berücksichtigt, dass bei der Übertragung auf die Wäsche und beim Erhitzen des Dampfes noch einige Verluste entstehen, ist klar, dass man für 1 Kilo Restfeuchte etwa den 10. Teil an Heizöl braucht.
Und das ging bei den Tausenden Tonnen Wäsche (wir haben für alle 5 Bayer-Werke mit etwa 60.000 Malochern gewaschen!) pro Jahr ganz schön ins Geld für Heizöl -und damit letztendlich nach Saudi-Arabien.

 

 

 

Als ich 1980 meine „Karriere“ bei Bayer begann haben wir uns bei Kaufhof in Leverkusen sowohl eine Miele Waschmaschine als auch einen Miele Wäschetrockner gekauft.Jeweils etwa 1.000 Mark mussten wir dafür hinlegen. Das entspräche heute wegen der Geldentwertung etwa 3.000 Euronen. Miele war schon immer teuer aber langlebig. Und wie sagte mein Großvater: Ein gutes Werkzeug ist die halbe Arbeit. Und noch ein Spruch von ihm: Wenn ein Werkzeug doppelt so viel kostet, aber 3 mal so lange hält ist es nicht teuer, sondern billig. (übrigens wurde der Ausdruck „billig“ noch vor 200 Jahren für „angemessen“ verwendet; noch heute sagt man „recht und billig“ oder „billigen“ ) Da fällt mir noch eine Weisheit meines Großvaters ein, die ich immer wieder vergesse, wenn es bei Aldi oder Lidl billige Werkzeuge gibt: „Billig kauft man zweimal!“

 

Sowohl Trockner als auch Waschmaschine haben 2 ½ Ehen und fast 40 Jahre überstanden. Wobei ich zugeben muss, dass ich die Waschmaschine durch den Transport ohne Sicherung (als mein Sohn Felix seine erste Wohnung bezog) zerstört habe. Bei meiner neuen Waschmaschine (selbstverständlich auch aus Bielefeld) habe ich deshalb den Sicherungsbügel mit Gaffer-Tape an der Rückseite fixiert. Für den Fall eines weiteren Umzuges, was aber recht unwahrscheinlich ist, da ich inzwischen fast 75 Jahre alt bin und man ins Alters- oder Pflegeheim kein eignen Waschmaschine mitbringen darf.

 

 

 

Vor 2 Monaten hat das Alter (und damit der Verschleiß) bei meinem nun 40 Jahre alten Trockner zugeschlagen: Die feuchte Wäsche blieb kalt und nass. Es war aus mit dem Trocknen. Als Nachkriegskind (Baujahr 1946) kann ich nichts wegwerfen, ohne vorher zumindest einen Reparaturversuch gemacht zu haben.

 

Bei YouTube habe ich ein tolles Tutorial über die Reparatur eines (anderen) Miele-Trockners gefunden. Ich bin immer wieder erstaunt und erfreut, welche Mühe sich manche Leute geben, anderen Leuten durch ein Video zu helfen. Dort habe ich gelernt, dass es sich bei der Trockner-Heizung um ein sogenanntes „Register“ handelt. Register kannte ich bisher nur aus Aktenarchivierung und der Akkordeon-Reparatur.

 

Dank der tollen Anleitung konnte ich den losen Anschluss des Heizregisters lokalisieren und wieder anlöten. Der Trockner lief wieder einwandfrei.

 

Inzwischen hatte ich mir aber über Ebay Kleinanzeigen für 80 € einen gebrauchten Hoover-Wärmepumpen-Trockner gekauft. Angeblich war nur der Start-Knopf gebrochen. Mit Hilfe meines Bruders, der ein ausgefuchster Experte in Elektrik und Elektronik ist, habe ich den neuen Trockner wieder zum Laufen bekommen. Ungeachtet seines amerikanischen Namens kommt der Trockner aus Italien.

 

Da ich nun 2 Trockner besaß, wollte ich natürlich mal die Unterschiede von 40 Jahren Trockner-Evolution feststellen.

 

Trockner Miele DE LUXE T337 K (Baujahr 1979):

 

 

 

 

 

 

Ich habe ein großes Badelaken gewogen (431 g) und dann 500 ml Wasser darauf gekippt (nass = 932 g)

 

 

 

 

 

Den Trockner habe ich über ein Verbrauchs-Messgerät an die Steckdose angeschlossen.

 

Die Leistung des laufenden Trockners betrug stolze 3.500 Watt. Klar ist, dass ein Wäschetrockner mit Abstand der größte Stromfresser im Haushalt ist!
Im Gegensatz zum Wäschetrocknen an der Sonne (die -kostenlose- Leistung der Sonne an einem heißen Sommertag beträgt bei uns etwa 500 – 700 Watt pro qm), Und da kommt dann noch der Wind dazu, der ebenfalls nichts kostet.

 

Nach 25 Minuten waren 0,615 kWh verbraucht und das recht warme, noch feuchte Tuch wog 709 g. Abzüglich des Trockengewichtes waren demnach 223 g Wasser verdampft.

 

Daraus ergibt sich (mit Hilfe des in der Schule gelernten Dreisatzes) ein Energieverbrauch von

 

2,8 kWh pro kg Wasser. Das ist das 4 fache der Theorie. Wahrscheinlich gehen 3/4 der Wärme nutzlos verloren.

 

 

 

Ein 2. Versuch mit dem gleichen Tuch auf einer höheren Trocknungs-Stufe ergab nach 25 Minuten 400 g verdampftes Wasser bei einem Verbrauch von 1,126 kWh.

 

Daraus lässt sich der gleiche Energieverbrauch von 2,8 kWh pro Liter Wasser errechnen.

 

 

 

 

 

 

Und nun der Versuch mit dem „neuen“ Hoover- Wärmepumpen-Trockner .

 

 

 

 

Ich habe eine ganze Waschmaschinenfüllung (40 Grad-Wäsche; 1200 U/min Schleuder) getrocknet.

 

Wäschegewicht feucht = 7,2 kg

 

Wäschegewicht trocken = 5,2 kg

 

Die Leistung des Trockners bewegte sich zwischen 135 W und 650 W. Entsprechend sanft und schonend wurde die Wäsche getrocknet. (Im Gegensatz zu den 3.500 W des Miele-Trockners!). Und natürlich dauert dadurch der Trockenvorgang entsprechend länger.

 

 

 

Nach 3 Stunden waren genau 2,0 Liter Wasser im Behälter abgeschieden; Das Energiemessgerät zeigte einen Verbrauch von 1,33 kWh an.

 

Daraus errechnet man einen Stromverbrauch von

 

0,67 kWh pro Liter Wasser

 

 

 

d.h. der neue Trockner brauchte nur etwa ¼ der Energie des alten für die gleiche Menge!

 

Und i.G. zum Miele-Trockner mit viel geringerer Temperatur; angeblich kann man sogar Wolle trocknen.

 

 

Bei einem zweiten Versuch ergab sich für die Abscheidung von 1,9 Liter Wasser ein Stromverbrauch von 1,13 kWh. Das entspricht

0,59 kWh pro Liter Wasser

Ein dritter Versuch ergab 1,8 Liter Wasser bei einem Energieverbrauch von 1,05 kWh; entsprechend 0,58 kWh/ Liter Wasser.

 

Der Mittelwert entspricht etwas weniger als dem theoretische Wert für die Verdampfung von Wasser (s.o.).

 

 

 

Das ist erstaunlich. Denn eigentlich sollte sich, wegen der Wärme-Rückgewinnung durch die Wärme-Pumpe, ein geringerer Wert ergeben.
Aber  allein für die Drehung der Trommel (ohne Heizung) habe ich 150 W gemessen. Zieht man dies (bei o.g.  3 Stunden = 0,45 kWh) vom gemessenen Wert von 1,33 kWh ab, so ergibt sich ein Stromverbrauch für die reine "Destillation" von

0,44 kWh pro Liter Wasser.

 

 

 

Wenn man 1 Mal pro Woche eine Waschmaschinen-Ladung trocknet (jeweils 2 Liter Restwasser) ergibt das pro Jahr eine Ersparnis von ca. 200 kWh. Das macht bei 30 Cent/kWh etwa 65 Euro aus. Da der Hoover erstaunlicherweise nur etwa 400 Euronen kostet, hat er sich in 6 Jahren amortisiert. Und man hat ein gutes Gewissen der Umwelt zuliebe. Wenn man schon zu faul ist, die Wäsche auf die Leine zu hängen. Wo Sonne und Wind die Arbeit machen. Solange es nicht regnet und man den Platz für eine Wäscheleine hat!

 

 

 

Bei Ebay-Kleinanzeigen habe ich den alten Trockner unter „geschenkt“ angeboten und nach einigen Tagen holten 2 kräftige Männer das schwere Ding (gefühlt doppelt so schwer wie der Hoover!) ab.
Und wie heißt es im Märchen? „Und wenn er nicht gestorben ist, lebt er noch heute“ Und verbrät jede Menge teure elektrische Energie!

 

NB.: Das beim Wärmepumpen-Trockner abgeschiedene Wasser ist "Destilliertes Wasser", früher "Aqua destillata" genannt. Man kann es zum Bügeln oder Tee-Kochen nehmen.
Ich fülle meinen Zimmer-Spring-Brunnen damit auf, damit durch die Verdunstung keine Kalkränder entstehen.