Sehr geehrtes Forum, Ich möchte einen Edelstahl Zylinder auf 38°C (+-2°C Toleranz) aufheizen. Die Ansteuerung möchte ich mit einem Arduino Uno vornehmen. Als Heizelement soll(en) folgende Heizfolie(n) zum Einsatz kommen http://www.conrad.de/ce/de/product/532886/Heizfolie-Selbstklebend-12-VDC-12-VAC-35-W-Schutzart-IPX4-L-x-B-320-mm-x-137-mm-Thermo?ref=searchDetail Betreiben will ich diese mit einem alten Travo (15V 0-1000 mA). Die 15 Volt werden mit Spannungsteiler auf 12 Volt eingestellt. Zur Regelung wollte ich den oft mitgekauften Kemo Temperatur Schalter nutzen http://www.conrad.de/ce/de/product/191249/Kemo-Temperatur-Schalter-Thermostat-12-VDC-M169-Baustein-12-15-VDC-Temperatur-Regelbereich-C-0-100-C/?ref=bundles&rt=bundles&rb=1 und diesen per Transistor ansteuern. Ich wollte fragen, ob ich noch etwas vergessen habe, bzw auf was ich achten sollte. vielen Dank im Vorraus Fabian
sag mal was zu den abmessungen, gewicht und bedingungen im raum. was und wieviel davon willst mit hilfe des zylinders heizen? der regler wird wohl für deine forderungen nicht funktionieren, dafür ist er zu nah an deiner grenze von +-2°. bedenke die trägheit vom zylinder. ralf
fabian hohmann schrieb: > Betreiben will ich diese mit einem alten Travo (15V 0-1000 mA). Die 15 > Volt werden mit Spannungsteiler auf 12 Volt eingestellt. Das wird nichts. Der TraFo kann max. 15W liefern und Du willst zwei Folien mit je 35W daran betreiben. wendelsberg
wendelsberg schrieb: > Das wird nichts. Der TraFo kann max. 15W liefern und Du willst zwei > Folien mit je 35W daran betreiben. Klar geht das - Folien in Reihe schalten. Ob die 38°C dann noch erreicht werden, muss man probieren.
fabian hohmann schrieb: > Betreiben will ich diese mit einem alten Travo (15V 0-1000 mA) Bringt nur 15VA reicht nicht mal für ne halbe Folie, geschweige denn für zwei. fabian hohmann schrieb: > Die 15 Volt werden mit Spannungsteiler auf 12 Volt eingestellt. Ganz schlechte Idee. Du hast eh einen Arduino, warum also nicht mit Pulsbreitenssteuerung. Damit kannst dann auch regeln und über das maximale Tastverhältnis auch die maximale Spannung auf 12V begrenzen. Dadurch brauchst du nicht mal einen Vorwiderstand.
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Knut Ballhause schrieb: > Klar geht das - Folien in Reihe schalten. Ob die 38°C dann noch erreicht > werden, muss man probieren. Und warum sollte man zwei Folien nehmen, wenn man sie auf diese Art unter die halbe Leistung kastriert? Mal abgesehen davon, daß die beiden in Reihe rein rechnerisch immernoch 1,8A an 15Volt haben möchten.
Oliver R. schrieb: > Und warum sollte man zwei Folien nehmen, wenn man sie auf diese Art > unter die halbe Leistung kastriert? weil man damit eine größere Fläche hat.
Ah wie dämlich mit dem travo.... ja kla Brauch ich dann also n travo der mind 70 W liefert und schliess an den die folien parallel an oder? Was passiert denn wenn der travo weniger oder mehr liefert? Bringen die heizfolien halt net die leistung aber kaputt geht nix, oder? Zum Behälter der dürfte so 30 liter haben. Edelstahl ca 2 bis 3 mm dicke. Die Flüssigkeit ist honig (erwärmt sich langsam). Ist es dann besser ein temperatursensor zu verwenden? Mit der pwm is ne super idee.
Aber die pwm steuert dann schon erstmal ein transistor an oder? Weil der ausgqng bringt ja nur 5 V
Ist der Behälter wärmeisoliert? Wenn nicht, reicht die Heizleistung von 70 W wahrscheinlich nicht aus. Wenn ich richtig gerechnet habe, brauchst du bei einem Behälter mit 30 cm Durchmesser und 42 cm Höhe bei einer Außentemperatur von 20 °C etwa 100 W, um das Innere des Behälters auch 38 °C zu erwärmen. Bei dieser Leistung wartest du aber eine halbe Ewigkeit, bis die Solltemperatur erreicht ist. Besser wären deswegen 150 W oder mehr. Diese Überlegung setzt allerdings voraus, dass die Wärme nur über die Zylinderoberfläche entweichen kann. Das ist dann der Fall, wenn die Heizfolie in Inneren des Behälters (und damit im Honig) liegt. Soll die Folie hingegen außen am Behälter angebracht werden, liegen die Verluste noch einmal deutlich höher, so dass du evtl. mehrere 100 W brauchst. Und passend zu dieser Leistung muss der Trafo ausgelegt sein. Was die Elektronik betrifft, kannst du die Heizung vom Arduino aus problemlos über einen etwas kräftigeren Logic-Level-Mosfet schalten.
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mh okay klingt logisch, die folie muss allerdings nur dann innen liegen, sollte der behälter nicht wärmeisoliert sein, oder weil sonst geht die wärme ja hauptsächlich über den zylinder in den honig über, oder?
Deine Satzstellung verursacht echt epileptische Anfälle. Gruß Jonas
fabian schrieb: > mh okay klingt logisch, die folie muss allerdings nur dann innen liegen, > sollte der behälter nicht wärmeisoliert sein, oder weil sonst geht die > wärme ja hauptsächlich über den zylinder in den honig über, oder? fabian hohmann schrieb: > Edelstahl Zylinder Aus Edelstahl macht man Thermoskannen MfG Klaus
Auch ja, edelstahl findet in vielen bereichen anwendung. Was willst du damit jetzt sagen?
fabian schrieb: > mh okay klingt logisch, die folie muss allerdings nur dann innen liegen, > sollte der behälter nicht wärmeisoliert sein, oder weil sonst geht die > wärme ja hauptsächlich über den zylinder in den honig über, oder? Ja, alle Wärme, die nicht durch die Isolierung nach außen entweicht, geht logischerweise nach innen. Eine gute Isolierung löst also schon mindestens zwei der bestehenden Probleme. Was du weiterhin berücksichtigen solltest: 30 Liter Honig mit 70 W von 20 °C auf 38°C zu erwärmen, dauert selbst bei perfekter Isolierung etwa 5 Stunden, bei schlechter Isolierung entsprechend länger. Aber du schriebst ja weiter oben, dass sich der Honig langsam erwärmen soll, so dass das vielleicht gar kein Problem ist.
Klaus schrieb: > Aus Edelstahl macht man Thermoskannen Aus Edelstahl macht man auch Schaschlikspieße
Mike schrieb: > Klaus schrieb: >> Aus Edelstahl macht man Thermoskannen > > Aus Edelstahl macht man auch Schaschlikspieße Das bringt mich auf eine Idee: Man könnte die 30 l Honig einfach aufspießen und das Ganze auf den Grill legen. Der hat nämlich eine deutlich höhere Heizleistung als die Heizfolien ;-)
Ah okay, vielen dank :) ich muss mir das nochmal überlegen, eine isolierung wollte ich eigentlich nicht verbauen. Mit freundlichen grüssen Fabian
Und einen grill bekommt man sogar auch aus edelstahl, damit ist allen geholfen :D
Mike schrieb: > Klaus schrieb: >> Aus Edelstahl macht man Thermoskannen > > Aus Edelstahl macht man auch Schaschlikspieße Da dir das offensichtlich zu kompliziert ist, alles ganz langsam: Edelstahl ist ein sehr schlechter Wärmeleiter. Der Bottich ist also von seinem Aufbau schon mal thermisch isoliert. Das Anbringen einer unterdimensionierten Heizfolie außen wird nichts bewirken. Heizt man von innen, ist eine weitere Isolierung möglicherweise unnötig. MfG Klaus
Klaus schrieb: >> Aus Edelstahl macht man auch Schaschlikspieße > > Da dir das offensichtlich zu kompliziert ist, alles ganz langsam: Ich glaube, er hat schon verstanden, worauf du hinaus willst, aber ... > Edelstahl ist ein sehr schlechter Wärmeleiter. Edelstahl leitet die Wärme zwar schlechter als bspw. Silber, Kupfer oder Aluminium, aber der Wärmewiderstand des 3 mm dünnen Blechs ist je nach Legierung immer noch um mindestens den Faktor 500 niedriger als der Übergangswiderstand zwischen dem Blech und der umgebenden Luft. Es spielt deswegen praktisch keine Rolle, ob der Honig in einem Edelstahl- oder einem Silbergefäß erwärmt wird.
Mhh es sei denn, man benutzt einen deckel bei der erwärmung, was auch gut realisierbar ist
Die Heizfolie ist für so einen 30kg Eimer ohnehin zu klein, schau mal wie groß sie ist und wieviel sie von deinem Kübel abdeckt. Kauf dir eine Heizdecke, außen herum noch eine alte Decke zum isolieren und nach einem Tag ist der Honig so weich das du ihn rühren kannst. Wenn du ihn komplett flüssig machen willst, dauert es halt zwei Tage länger. Wenn du ihn dann abfüllst, ist er nach 14 Tagen ohnehin wieder fest. Ein Deckel gehört auf den Eimer ohnehin, sonst zieht der Honig Wasser an und wenn du Pech hast beginnt die obere Schicht zu gären.
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Okay das gefäss ist aber eh nur zum abfüllen gedacht, der honig soll da nicht tagelang drinstehen und wasser ziehen
fabian schrieb: > Okay das gefäss ist aber eh nur zum abfüllen gedacht, der honig soll da > nicht tagelang drinstehen und wasser ziehen Wie bringst du den Honig in das Gefäß, wenn er nicht da drinnen hart wird? Aber lassen wir das, das ist ein Qualitätsproblem und hat hier nichts zu suchen.
Mir sind zwei Sachen aufgefallen: 1. Der Regler (15 auf 12V) wird wohl wärmer werden als Deine Folie. Lt. Verlustleistung pro Fläche. 2. Bei der Folienbeschreibung habe ich nichts zum minimalen Biegeradius gelesen. Kann natürlich Ketchup auf den Augen sein. Wie aber schon von anderen angedeutet: Beschäftige Dich mal mit Massen, Wärmeleitkoeffizienten und ihren Kumpels.
Yalu X. schrieb: > immer noch um mindestens den Faktor 500 niedriger als der > Übergangswiderstand zwischen dem Blech und der umgebenden Luft. Der Honig (fest bzw. flüssig, also Wärmeleitung) ist aber nicht Luft (Gas, kaum Leitung, nur Strahlung) MfG Klaus
Die Wärmeleitfähigkeit von Honig wird trotzdem noch rund 30 mal höher sein als die vom Honig. Auch die Dünne Kunststofffolie bei den Heizelementen könnte einen ähnlichen Wärmewiderstand haben wie das Edelstahlblech. Der Wärmewiderstand ist auch noch nicht so kritisch, denn es geht dadurch direkt noch keine Leistung verloren, sondern man bekommt nur eine höhere Temperatur am Heizelement. Ob man also außen oder innen heizt macht kaum einen Unterschied. Interessant wird wie Wärmeleitung für die Verteilung der Wärme - so bekommt man leicht 2 warme Stellen und der Rest bleibt kühl. Von daher machen mehr Heizer, und auch weniger als die Nennleistung für die einzelnen Heizer wirklich Sinn. Die Nennleistung ist mehr als Maximalwert zu sehen. Um 30 L Honig von außen warm zu bekommen muss man ggf. auch wirklich langsam heizen, denn rein mit Wärmeleitung braucht es da wirklich lange. Die oben genannten 5 Stunden müssen noch nicht reichen. Da wäre zu überlegen, bewusst nur den Bereich wo es wichtig ist (wohl am Auslauf) zu heizen. Der Rest bleibt dann kühler, und man bekommt ggf. eine Durchmischung per Konvektion. Die Position des Fühler ist auch noch so eine frage - vermutlich wird man mehr als einen brauchen: einmal einen um dicht am Heizer zu messen, damit es lokal nicht zu heiß wird und einen für das große ganze weiter weg.
Klaus schrieb: > Der Bottich ist also von seinem Aufbau schon mal thermisch isoliert. ROFL, deshalb macht man Wärmetauscher aus Edelstahl, sogar in Kraftwerken. Du solltest erst mal deine Thermoskanne aufschneiden, bevor du postest. In Thermosbechern oder Kannen aus Edelstahl sind doppelwandige Edelstahlbehälter verbaut. Und zwischen den Wandungen ist Luft. Dadurch hat man nach aussen 3 Edelstahl Luft Übergänge die für 99% der Isolation verantwortlich sind.
Wegen der Verluste: Such mal nach Wärmeübergangskoeffizient Metall Luft. Damit kann an grob abschätzen welche Leistung verloren geht wenn man die Differenztemperatur und die Oberfläche des Behälters hat. Eine Isolation macht auf jeden Fall Sinn. Da Honig wohl (fast) keine Konvektionsströmung ausbilden wird hat Ulrich recht man muss langsamn und lange heizen um das Volumen gleichmässig erwärmt zu bekommen
Ich weiß ja nicht, was du für Thermoskannen hast, aber bei mir ist das metallbedampftes Glas mit Vakuum dazwischen...
jz schrieb: > Ich weiß ja nicht, was du für Thermoskannen hast, aber bei mir ist das > metallbedampftes Glas mit Vakuum dazwischen... Die gibts auch. Aber seit mehr als 30 Jahren auch sowas: http://www.bergfreunde.de/thermos-isolierflasche-light-compact/?pid=10004&_$ja=tsid:53923&_$ja=cgid:13336054959|tsid:51666|cid:168802719|lid:56129800217|nw:search|crid:40930697799|dvc:c|adp:1o3|bku:1&gclid=CJGXy5ef_r8CFQYOwwodEk0AWg wobei die besseren angeblich sogar ein Vakuum zwischen den beiden Edelstahlwandungen haben. Vorteil: Die kannst du auf den Boden schmeissen da klirrt nix, und es sind dann auch keine Splitter im Kaffee/Tee :-) oder sowas: http://www.amazon.de/Edelstahl-Thermobecher-doppelwandig-isoliert-Trinkbecher/dp/B00KRZ02VK/ref=sr_1_2?ie=UTF8&qid=1407314600&sr=8-2&keywords=doppelwandige+becher
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Ulrich schrieb: > Die Wärmeleitfähigkeit von Honig wird trotzdem noch rund 30 mal höher > sein als die vom Honig. Tja, Honig ist eben nicht gleich Honig. :-)
Udo Schmitt schrieb: > In Thermosbechern oder Kannen aus Edelstahl sind doppelwandige > Edelstahlbehälter verbaut. Trotzdem erreichen Edelstahlkannen nach meiner Erfahrung nicht die guten Werte von Glaskannen (Mehrere Stunden). Kann es sein, das man bei Edelstahlkannen vielleicht sogar auf das Luftleerpumpen verzichtet? Gruss Harald
Harald Wilhelms schrieb: > Udo Schmitt schrieb: > >> In Thermosbechern oder Kannen aus Edelstahl sind doppelwandige >> Edelstahlbehälter verbaut. > > Trotzdem erreichen Edelstahlkannen nach meiner Erfahrung nicht die > guten Werte von Glaskannen (Mehrere Stunden). Kann es sein, das man > bei Edelstahlkannen vielleicht sogar auf das Luftleerpumpen verzichtet? > Gruss > Harald Da mag es sicher Modell-Unterschiede geben. Aber ich habe mit Edelstahl-Kannen eigentlich sehr gute Erfahrungen gemacht. Gerade beim Wandern auf Hüttentouren war der Tee abends noch heiß, wenn ich ihn morgens frisch gekocht eingefüllt habe. Natürlich war er schon etwas abgekühlt, aber er war nicht nur warm, sondern wirklich noch heiß. Da lagen bestimmt 10-11 Stunden dazwischen. Ich muß sagen, das habe ich früher mit einer Glaskanne nicht geschafft.
Harald Wilhelms schrieb: > Trotzdem erreichen Edelstahlkannen nach meiner Erfahrung nicht die > guten Werte von Glaskannen (Mehrere Stunden). Ich kann mich npn nur anschliessen. Wir haben 3 davon. 2 mit je gut 1l Inhalt vor vielen Jahren bei Aldi gekauft. Morgens bei der Urlaubsfahrt Kaffee/Tee rein, nach 4h kannst du dir da noch locker die Zunge verbrennen. Selbst nach 8h war der Kaffe noch gut warm (gerade trinkbar) Die Glasbehälterkannen die wir früher hatten waren da (subjektiv/Erinnerung) schlechter. Das schöne, der Deckel ist auch aus Edelstahl und doppelwandig, und ist ein super Trinkbecher an dem du dir nicht die Finger verbrennst. Und die Aldi Dinger haben soweit ich weiss eine Art Styropor Zwischenlage. Da hatte ich bei meinem Post oben nicht mehr daran gedacht. Gruss Udo Nachtrag: Wichtig ist daß man den Aussendeckel, der als Tasse dient, auch draufdreht, da der mit seiner doppelwandigen Edelstahlkonstruktion als zusätzliche Wärmeisolation für den oberen Teil der Kanne dient. Ich glaube genau da war immer die Crux der Glaskannen. die meiste Wärme ging über den Gummi-Klemmverschuss verloren, weil der Überdeckel oft nur ein billiges einwandiges Plastikteil war.
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Udo Schmitt schrieb: > Klaus schrieb: >> Der Bottich ist also von seinem Aufbau schon mal thermisch isoliert. > > ROFL, > deshalb macht man Wärmetauscher aus Edelstahl, sogar in Kraftwerken. Warum macht man die nicht aus Aluminium oder besser Kupfer? Könnte es nicht sein, daß diese oder ähnliche Materialien die mechanischen oder chemischen Belastungen nicht aushalten oder in anderen Fällen hygenischen Ansprüchen nicht genügen? Schon mal versucht, Elektronik in einem geschlossenen Edelstahlgehäuse zu kühlen? MfG Klaus
npn schrieb: > Da mag es sicher Modell-Unterschiede geben. Vermutlich. Meine Erfahrungen resultieren von Kaffeemaschinenkannen und den typischen Kaffeebechern. Übrigens muss man da ja noch den Unterschied zwischen Thermokannen und Thermoskannen beachten. :-) Gruss Harald
Klaus schrieb: > Schon mal versucht, Elektronik in einem geschlossenen Edelstahlgehäuse > zu kühlen? Geht genauso gut/schlecht wie mit einem geschlossenen Alu Gehäuse. Weil nämlich der Wärmewiderstand von Edelstahl immer noch mehrere Größenordnungen geringer ist als der Übergangswiderstand einer Metall-Oberfläche zu ruhender Luft. Und davon hast du sogar zwei, solange deine wärmeerzeugenden nicht direkt von Innen auf das Gehäuse geschraubt sind.
Nachtrag: Klaus, wenn du mir nicht glaubst, dann nimm eine Edelstahlplatte und leg sie auf eine Herdplatte und diene Hand oben drauf. Klaus schrieb: > Edelstahl ist ein sehr schlechter Wärmeleiter. > > Der Bottich ist also von seinem Aufbau schon mal thermisch isoliert. > > Das Anbringen einer unterdimensionierten Heizfolie außen wird nichts > bewirken. nach deinen Ausführungen darf deiner Hand ja nix passieren, Edelstahl ist ja ein thermischer Isolator. Aber tu uns und dir den Gefallen und nimm die Hand weg, bevor du eine Brandblase hast. Auch wenn du dir dann eingestehen musst daß du nicht recht hast.
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Udo Schmitt schrieb: > Edelstahl ist ja ein thermischer Isolator. Da könnte man eher noch Glas als thermischen Isolator bezeichnen. Ein Glasrohr kann ich durchaus mit der Hand in eine Flamme halten und am anderen Ende schmelzen lassen. Mit einem Edelstahlrohr würde ich das nicht probieren wollen... Gruss Harald
Udo Schmitt schrieb: > Klaus schrieb: >> Schon mal versucht, Elektronik in einem geschlossenen Edelstahlgehäuse >> zu kühlen? > > Geht genauso gut/schlecht wie mit einem geschlossenen Alu Gehäuse. Also noch nicht versucht. Udo Schmitt schrieb: > Aber tu uns und dir den Gefallen und nimm die Hand weg, bevor du eine > Brandblase hast. Deine Fürsorge rührt mich zu Tränen. MfG Klaus
Klaus schrieb: >> Geht genauso gut/schlecht wie mit einem geschlossenen Alu Gehäuse. > > Also noch nicht versucht. Oh man, versuchen wir mal mit Zahlen zu überzeugen: V2A hat eine Wärmeleitfähigkeit von
was zugegebenermaßen sehr viel schlechter ist als z.B. Alu. Wenn zwei der Heizfolien von Conrad an die Röhre passen sollen, dann hat sie mindestens eine Oberfläche von
Wie dick die Wandstärke der Röhre ist, wissen wir nicht, aber setzen wir mal an, dass d=3mm Edelstahl mehr als genug sind um Honig sicher einzuschließen. Selbst wenn Fabian die vollen 70W der beiden Heizfolien zur Verfügung hätte (was mit seinem bisher angedachten Netzteil nicht der Fall ist) wäre die Temperaturdifferenz über dem Edelstahlrohr:
An dem "thermischen Isolator" gehen also ganze 0,1K verloren: daran sollte diese Projekt nicht scheitern.
Klaus schrieb: > Edelstahl ist ein sehr schlechter Wärmeleiter. > > Der Bottich ist also von seinem Aufbau schon mal thermisch isoliert. es ist traurig dass das Internet immer mehr vermüllt wird, vielleicht sollten die Moderatoren auch mal solche Beiträge löschen.
Für ein Metall ist Edelstahl ein relativ schlechter Wärmeleiter (je nach Type so 15-20 W/m/K). Alu ist rund 15-20 mal besser, aber Glas ist etwa um den Faktor 20 schlechter und Wasser (und so ähnlich wohl auch Honig) noch einmal etwas weniger als Glas. Auch Wärmeleitpaste ist in der Regel weniger leitfähig als Edelstahl, nur halt deutlich besser als Luft. Das Problem wird eher die Leitung im Honig, und ggf. in der Blechebene. Bei den echten Thermoskannen nutzt man Vakuum und eine reflektierende Oberfläche. Je nach Qualität des Vakuums und Oberflächenmaterial gibt es Qualitätsunterschiede. Bei der Glas Variante mit Silber auf der Vakuumseite kriegt man halt schon lange sehr gute Werte - es ist aber ein Frage des Preises. Heute kann man auch mit Edelstahl (mit Beschichtung innen) sehr gutes Vakuum und Isolation erreichen. Das könnte im Prinzip auch eine Alu Hülle sein, auch damit funktioniert das Prinzip, nur hält Alu das Vakuum nicht so gut.
Hallo, Habe vor ca. 2 Jahren ein ähnliches Projekt gahabt. Eingebaut in einen kleinen Kühlschrank und die Folie die du nutzt ist schon gut aber nutze 2 davon und als Schaltelement jeweils ein Mosfet pro Folie mit einem niedrigen rdson dann kann man sich auch die Kühlkörper sparen an Transistoren. Zusätzlich wird auch ein Lüfter zur luftverteilung genutzt. Bei einer Aussentemperatur von ca 10-15 Grad Dauer bei 15h und im Winter ca. 24h von 15-20kg Honig.
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