Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Heizdraht, welches Material


von PeterZ (Gast)


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Hallo,

wenn ich selber ein kleines Heizelement wickeln will aus welchem 
Material sollte der Draht sein?

Konstantan ist Widerstandsdraht das ist schon klar aber das Material 
soll in erster Linie bei unterschiedlichen Temperaturen den 
Widerstandswert halten, das muss er aber in dem Fall nicht.

Das Heizelement soll eine Temperatur von ca. 300°C erreichen 20W und 
24V.

Welches Material ist denn z.B. der Draht in einem Föhn?

von MaWin (Gast)


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Normalerweise Nickel-Chrom-Draht, also Edelstahldraht damit er nicht 
rostet, der hält auch deutlich mehr als 300 GradC aus. Findet man bei 
eBay vor allem unter dem Kanthaldraht weil Kanthal ein wichtiger 
Hersteller war.

von PeterZ (Gast)


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Ah, vielen Dank Kanthal war ein super Tipp, Danke

von Gerrit B. (reschef)


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Je nach Anwendungsfall können Gitarrensaiten eine leicht verfügbare 
Alternative sein. Die haben im heißen Zustand auch einen schön hohen 
Widerstand, der sich positiv auf die Wärmeentwicklung auswirkt ;-)

von Udo S. (urschmitt)


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Gerrit B. schrieb:
> Die haben im heißen Zustand auch einen schön hohen
> Widerstand, der sich positiv auf die Wärmeentwicklung auswirkt ;-)

Eher negativ, wenn man davon ausgeht dass eine Spannungsquelle 
angeschlossen wird. Denn es gilt P = U²/R.

Das nennt man dann selbstbegrenzendes Heizband :-)

von Gerrit B. (reschef)


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Udo Schmitt schrieb:
> Eher negativ, wenn man davon ausgeht dass eine Spannungsquelle
> angeschlossen wird.

Passt aber nicht wirklich mit den Anforderungen zusammen:

PeterZ schrieb:
> Das Heizelement soll eine Temperatur von ca. 300°C erreichen 20W und
> 24V.

Es werden also ca. 30 Ohm werden gebraucht, das ist bei Draht schon 
sportlich :-)

In den meisten Fällen habe ich nun mal keine ideale Spannungsquelle, 
sondern irgend eine Form eines Netzteils, das bei zu hohem Strom in die 
Knie geht.

von Udo S. (urschmitt)


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Gerrit B. schrieb:
> In den meisten Fällen habe ich nun mal keine ideale Spannungsquelle,
> sondern irgend eine Form eines Netzteils, das bei zu hohem Strom in die
> Knie geht.

Auch dann passt es nicht so wirklich, denn wenn die Heizung kalt ist 
sollte sie eher stärker heizen, damit schneller die Solltemperatur 
erreicht wird. Also sollte man seine Stromversorgung auf den Kalt Fall 
auslegen.

Und stromgeregelte Versorgungen für elektr. Heizungen sind mir jetzt 
nicht so geläufig.

von Bastler (Gast)


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PeterZ schrieb:
> wenn ich selber ein kleines Heizelement wickeln will aus welchem
> Material sollte der Draht sein?
>
> Konstantan ist Widerstandsdraht das ist schon klar aber das Material
> soll in erster Linie bei unterschiedlichen Temperaturen den
> Widerstandswert halten, das muss er aber in dem Fall nicht.
>
> Das Heizelement soll eine Temperatur von ca. 300°C erreichen 20W und
> 24V.

Ich habe bei den gleichen Anforderungen ca. 50cm des Heizdrahtes aus 
einem alten Toaster genommen. War für ein kleines Lötbad. Der Draht 
heizt einen Aluklotz auf. Die Spannung des Trafos bricht allerdings bis 
auf 22V zusammen bei ca. 1A. Das Ganze wird nach einiger Zeit deutlich 
wärmer als 300°, deshalb habe ich noch ein Thermoelement für eine 
Regelung mit eingefügt. Arbeitet so wie meine Weller-Lötstation, also 
Schwingungspaketsteuerung. Schön im Nulldurchgang geschaltet damit es 
nicht so stört. :-) Hab allerdings nicht so'n komisches IC drin sondern 
ein paar OPAmps.

von PeterZ (Gast)


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ok, danke für die Antworten.

Die Heizung ist geregelt mit PWM und ist an Gleichstrom angeschlossen.

Ich hatte mal einen Mörtel mit dem ich die Röhre einer Beamerlampe 
ersetzt habe. Das hat super gehalten auch bei den hohen Temperaturen.

Wie ist denn der Heizdraht in z.B. Backofenheizelementen gut 
Wärmeleittechnisch mit der Hülse verbunden das ist doch auch so etwas in 
der Art?

von MaWin (Gast)


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PeterZ schrieb:
> Wie ist denn der Heizdraht in z.B. Backofenheizelementen gut
> Wärmeleittechnisch mit der Hülse verbunden

Verschweisst.

Beim Crimpen nimmt man besser Stahlkabelschuhe, weil Messing bei hoher 
Temperatur an Spannkraft verliert.

von PeterZ (Gast)


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MaWin schrieb:
> Verschweisst.

Ne ich meine nicht die elektrischen Anschlüsse, der Heizdraht muss ja 
die Wärme an das "Gehäuse" Hülle / Rohr abgeben wo der Heizdraht drinne 
ist.

von MaWin (Gast)


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Bei (Edelstahlrohr)Heizelementen in (Quartz-)sand eingebettet, daher das 
Rohr immer direkt an Schutzleiter.

Zum Anschliessen gehen auch noch Lüsterklemmen - vom Kunststoffgehäuse 
befreit.

von Olaf (Gast)


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> Zum Anschliessen gehen auch noch Lüsterklemmen - vom Kunststoffgehäuse
> befreit.

Pollin, der Qualitaetslieferant fuer Haus und Hof, hat auch noch welche 
aus Porzellan.

Olaf

von Dieter W. (dds5)


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Wenn für ca. 1,5m Drahtlänge Platz ist kannst Du von mir ein Stück Cr-Ni 
Draht bekommen. Der hat bei 0,25mm Durchmesser 22,5Ohm pro Meter.

von Joachim B. (jar)


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MaWin schrieb:
> Zum Anschliessen gehen auch noch Lüsterklemmen - vom Kunststoffgehäuse
> befreit.

da widerspreche ich aber mal (auch wenn du sonst Ahnung hast)

Lüsterklemmen sind mit Schrauben und bei öfter mal kalt und warm oder 
gar heiss, lockern sich diese, es ist einfach Mist, egal ob Porzelan 
oder vom Kunststoff befreite Lüsterklemmen sind.

Am Heizdraht nur Crimpung.

von PeterZ (Gast)


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Dieter Werner schrieb:
> Wenn für ca. 1,5m Drahtlänge Platz ist kannst Du von mir ein Stück Cr-Ni
> Draht bekommen. Der hat bei 0,25mm Durchmesser 22,5Ohm pro Meter.

Danke für das Angebot, aber noch ist es nicht so weit.

Ich glaube auch das 1,5m von dem Draht viel zu lang ist. Das wäre dann 
ein Rkalt von 33,75 Ohm. Das Heizelement sollte schon bei 300°C die 20 
haben. Somit wäre der Rwarm höher. Wie ist denn der 
Temperaturkoeffizient?

von Jörg E. (jackfritt)


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Ich habe hier Heizelemente von einem alten (40 Jahre?) Bäckerei 
Backofen. Die Wendel sind einfach nur lose in Ton?röhren verlegt ca. 1m 
lang und an den Enden mit Gewindeanschlüssen M4? angeschlossen. Bei 
Hochlastwiderständen kenne ich das vom einbetten mit Quarzsand. Kann bei 
Interesse gerne mal Fotos posten.

von Dieter W. (dds5)


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PeterZ schrieb:
> Somit wäre der Rwarm höher. Wie ist denn der
> Temperaturkoeffizient?

Der TK ist minimal.
Zwischen Raumtemperatur und 1300°C ändert sich der Widerstand um weniger 
als 5% (kann plus oder minus sein).

von MaWin (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> Lüsterklemmen sind mit Schrauben und bei öfter mal kalt und warm oder
> gar heiss, lockern sich diese,

Eher nicht (mehr).

Moderne Lüsterklemmen bestehen aus einem Blech welches rundrum zu einem 
Rohr gebogen ist und durch das Gewinde der Schraube zusammengehalten 
werden. Diese Rundung wird durch die Anzugskraft der Schraube gedehnt 
und wirkt danach als Feder, so daß Kontaktprobleme durch 
Temperatuzrschwankungen oder Fliessen von Kupfer kein Thema mehr sind.

Ja, auch Lüsterklemmenfabrikanten haben seit Wago dazugelernt, es gibt 
keine aus fettem Messing gefrästen Lüsterklemmen mehr.

von Joachim B. (jar)


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MaWin schrieb:
> Moderne Lüsterklemmen bestehen aus einem Blech welches rundrum zu einem
> Rohr gebogen ist und durch das Gewinde der Schraube zusammengehalten
> werden. Diese Rundung wird durch die Anzugskraft der Schraube gedehnt
> und wirkt danach als Feder, so daß Kontaktprobleme durch
> Temperatuzrschwankungen oder Fliessen von Kupfer kein Thema mehr sind.

OK ich verlass mich nicht darauf, ersten weiss ich nicht was für ein 
"Schrott" verkauft wird, in den Sortimentskästen noch so rumliegt und 
welche Temperaturen die Kollegen fahren wollen, seit ich crimpe habe ich 
keine Rekla mehr.

von Gerrit B. (reschef)


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Dieter Werner schrieb:
> Der TK ist minimal.
> Zwischen Raumtemperatur und 1300°C ändert sich der Widerstand um weniger
> als 5% (kann plus oder minus sein).

Das trifft vielleicht auf Konstantan und ähnliche Speziallegierungen zu. 
Bei Kupfer liegt der Temperaturkoeffizient bei
macht von 20 °C auf 1300 °C also ungefähr 5 - und zwar nicht Prozent.

von tmomas (Gast)


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MaWin schrieb:
> Ja, auch Lüsterklemmenfabrikanten haben seit Wago dazugelernt, es gibt
> keine aus fettem Messing gefrästen Lüsterklemmen mehr.

Ach.

http://www.reichelt.de/Luester-Steckklemmen/CB-LKNT-2-5/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=5759&ARTICLE=133925&SEARCH=l%C3%BCsterklemmen&OFFSET=16&WKID=0&;

-> Datenblatt -> Die sind aus Vollmessing

Du tätigst manche Aussagen mit einer Spur zuviel Selbstsicherheit.

von Muggel. (Gast)


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PeterZ schrieb:
> Wie ist denn der Heizdraht in z.B. Backofenheizelementen gut
> Wärmeleittechnisch mit der Hülse verbunden das ist doch auch so etwas in
> der Art?

Natriumsilikat.
Gibts sogar in der Bucht in Kartuschen und hält 1500°C aus.

von nic-it (Gast)


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PeterZ schrieb:
> Wie ist denn der Heizdraht in z.B. Backofenheizelementen gut
> Wärmeleittechnisch mit der Hülse verbunden das ist doch auch so etwas in
> der Art?

Ich hab ein ähnliches Projekt vor, bei dem ein 20 x 30 cm Edelstahlblech 
erwärmt werden soll. Zur besseren Wärmeleitung und elektr. Isolation, 
hatte ich als Idee an Estrich für Fussbodenheizungen gedacht. Als 
Heizdraht verwende ich Widerstandsdraht von Reichelt oder Conrad.

von Joachim B. (jar)


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nic-it schrieb:
> Ich hab ein ähnliches Projekt vor, bei dem ein 20 x 30 cm Edelstahlblech
> erwärmt werden soll.

wären TO220 Widerstände nicht einfacher?

einfach genügend auf der Platte verteilen,

über welche Leistung und Spannung reden wir?
muss das trittsicher sein?
muss das isoliert sein?

von nic-it (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> wären TO220 Widerstände nicht einfacher?

Vielen Dank für den Tipp. Ich kannte die Dinger bisher garnicht.
Gehen würde es, aber einfacher ist es auf keinen Fall und für den Preis 
von einem TO 220 Widerstand, bekomm ich mehrere Meter Draht.

> über welche Leistung und Spannung reden wir?

<100 Watt 20V

> muss das trittsicher sein?

Nein

> muss das isoliert sein?

die Isolierung bezog sich nur auf die Montage direkt auf das 
Edelstahlblech um den Draht nicht kurz zu schliessen.

von Joachim B. (jar)


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nic-it schrieb:
> Gehen würde es, aber einfacher ist es auf keinen Fall

doch: definierter Widerstand, leichter auf den gewünschten Wert zu 
kommen durch Reihen- oder Parallelschaltung

nic-it schrieb:
> und für den Preis
> von einem TO 220 Widerstand, bekomm ich mehrere Meter Draht.

muss man da nicht Aufwand und Berechnung und Verarbeitung gegenrechnen?
wie soll der Draht isoliert den Wärmeübergang ins Blech schaffen?

ich finde R einfacher.

nic-it schrieb:
> die Isolierung bezog sich nur auf die Montage direkt auf das
> Edelstahlblech um den Draht nicht kurz zu schliessen.

je nach Temperatur würde ich crimpen unter 150°C denke ich an isolierte 
Crimpverbinder oder Quetschverbinder, die R-Beinchen auf der einen Seite 
Anschlußkabel auf der anderen Seite:

http://thumbs4.ebaystatic.com/d/l225/m/mjIAVm_MuBpbfig3QuL-daA.jpg

Die R sind entweder isoliert oder es gibt ja Isolierplättchen Silikon 
für TO220

von nic-it (Gast)


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Joachim B. schrieb:

> muss man da nicht Aufwand und Berechnung und Verarbeitung gegenrechnen?
  wie soll der Draht isoliert den Wärmeübergang ins Blech schaffen ?

Mein Blech ist 0,5mm stark und darf nicht durchbohrt werden.
Den Draht bette ich in den Estrich ein der direkt auf das Blech 
aufgetragen wird. Ist für mich simpler als zu bohren, crimpen etc.

> doch: definierter Widerstand, leichter auf den gewünschten Wert zu
kommen durch Reihen- oder Parallelschaltung

der Widerstand vom Draht ist doch auch definiert und die entsprechende 
Länge schnell ausgemessen.

von MaWin (Gast)


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nic-it schrieb:
>> wären TO220 Widerstände nicht einfacher?
>
> Vielen Dank für den Tipp. Ich kannte die Dinger bisher garnicht.

Die dürfen aber nicht 300 GradC heiss werden.

Heizfolien gehen auch nicht.

Auf das Blech eine Glimmerscheibe als Isolator, dadrunter ein weiteres 
Edelstahl/Eisenblech/folie und Strom durch das Eisenblech schicken ?

Oder gleich die Heizwandelplatte eines Billigtoaster ?

oder per Halogenlampen anstrahlen (Blechrückseite mit Russ schwarz 
machen oder gleich Schwarznickelblech nehmen) ?

von nic-it (Gast)


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@MaWin

>PeterZ schrieb
>Ne ich meine nicht die elektrischen Anschlüsse, der Heizdraht muss ja
>die Wärme an das "Gehäuse" Hülle / Rohr abgeben wo der Heizdraht drinne
>ist.

Ursprünglich bezog sich mein Beitrag auf den Obigen von PeterZ, in dem 
ich den Estrich als billige und leicht beschaffbare Alternative zu 
Natriumsilikat ins Spiel brachte.
Für mein Projekt habe ich teilweise ganz andere Anforderungen und werde 
hier auf sicher noch einen eigenen Thread eröffnen um Hilfe zu bekommen.
Nur eine Frage schon mal vorab. Gibt es Glimmer in der Grüsse 20 x 30 cm 
?

von Joachim B. (jar)


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nic-it schrieb:
> Mein Blech ist 0,5mm stark und darf nicht durchbohrt werden.

das hattest du geschickterweise aber verschwiegen.......

nic-it schrieb:
> Ich hab ein ähnliches Projekt vor, bei dem ein 20 x 30 cm Edelstahlblech
> erwärmt werden soll. Zur besseren Wärmeleitung und elektr. Isolation,
> hatte ich als Idee an Estrich für Fussbodenheizungen gedacht.

von MaWin (Gast)


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nic-it schrieb:
> Gibt es Glimmer in der Grüsse 20 x 30 cm ?

eBay 330805777635

von lrep (Gast)


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Gerrit B. schrieb:
> Dieter Werner schrieb:
>> Der TK ist minimal.
>> Zwischen Raumtemperatur und 1300°C ändert sich der Widerstand um weniger
>> als 5% (kann plus oder minus sein).
>
> Das trifft vielleicht auf Konstantan und ähnliche Speziallegierungen zu.
> Bei Kupfer liegt der Temperaturkoeffizient beimacht von 20 °C auf 1300
> °C also ungefähr 5 - und zwar nicht Prozent.

Oha!
Gilt dieser Wert des Tk denn auch für flüssiges Kupfer?

von Gerrit B. (reschef)


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lrep schrieb:
> Oha!
> Gilt dieser Wert des Tk denn auch für flüssiges Kupfer?

Gut, Kupfer bei 1300 °C ist n schlechtes Beispiel, sobald der Draht auf 
den Boden tropft geht der Widerstand natürlich gegen unendlich.

Ich habe einfach nur die Zahlen in die Gleichungen geworfen, um zu 
zeigen, dass es sich bei der Änderung eben nicht nur um ein paar Prozent 
handelt.

Der Wert selbst wird natürlich nicht "gelten". Der Temperaturkoeffizient 
ist selbst von der Temperatur abhängig. In einem gewissen Bereich kann 
man das durch Temperaturkoeffizenten höherer Ordnung ausgleichen. Bei 
1000 K  Temperaturdifferenz ist das auf jeden Fall angebracht, da das 
Quadrat der Differenz (also 10^6) mit dem Koeffizienten der 2. Ordnung 
(Größenordnung 10^-6) multipliziert wird.
Viel schwerer wiegt aber, dass der Temperaturkoeffizient an 
Phasenübergängen (sowohl fest-flüssig, aber auch unterschiedliche 
Kristallsturkturen, etc.) ziemlich hässliche Sachen tun dürfte. Die kann 
ich dann nicht mehr ohne weiteres mit Korrekturtermen höherer Ordnung 
einfangen.

von Harald W. (wilhelms)


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Joachim B. schrieb:

> ich finde R einfacher.

Anstelle der verhältnismäßig teuren TO220-Widerstände könnte man
auch normale Widerstände im viereckigen Zementgehäuse nehmen.
Dann muss man sich um deren Montage aber selbst kümmern. Je nach
gewünschter Temperatur reicht da vielleicht schon kleben.
Gruss
Harald

von Joachim B. (jar)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Anstelle der verhältnismäßig teuren TO220-Widerstände

und ersetzt die "teuren" TO220-Widerstände

Harald Wilhelms schrieb:
> Dann muss man sich um deren Montage aber selbst kümmern. Je nach
> gewünschter Temperatur reicht da vielleicht schon kleben.

durch noch teurere Arbeitzeit und Kleber?

kann jeder halten wie er will!

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