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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Heizdraht berechnen


Autor: Gustav K. (hanibal)
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Hallo, ich habe hier sone art "Heizkabel", welches 23W pro Meter an 
wärmeleistung hat.

Ich habe vor, damit ein blech zu heißen, was draußen steht, und nicht 
einschneien darf.

Wie kann ich errechnen, wie viel dieses Blech maximal Wiegen darf, um 
bei einem so und so langen Heizkabel auf 10°C aufgeheizt und in etwa 
gehalten wird?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Gustav K. (hanibal)

>Hallo, ich habe hier sone art "Heizkabel", welches 23W pro Meter an
>wärmeleistung hat.

>Ich habe vor, damit ein blech zu heißen, was draußen steht, und nicht
>einschneien darf.

Und das gerade zum Klimagipfel? Hmmmm? Geht das nicht anders?

>Wie kann ich errechnen, wie viel dieses Blech maximal Wiegen darf, um
>bei einem so und so langen Heizkabel auf 10°C aufgeheizt und in etwa
>gehalten wird?

Schwierig. Dazu muss man den Wärmewiderstand abschätzen.

MfG
Falk

Autor: Gustav K. (hanibal)
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Nein, es geht leider nicht anders, weil es gewissermaßen für die 
Sicherheit da ist.

Autor: Wolfgang-G (Gast)
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>Wie kann ich errechnen, wie viel dieses Blech maximal Wiegen darf, um
>bei einem so und so langen Heizkabel auf 10°C aufgeheizt und in etwa
>gehalten wird?

Das Gewicht ist zweitrangig

Die Rechnung ist rel. einfach, wenn man die Wärmeübergangszahl kennt.

Q = αF(t2-t1)  [ kcal/h]

       α  = Wärmeübergangszahl
       F  = Fläche
       t2 = Temperatur des Blechs
       t1 = Lufttemperatur ( kalter Winter z.B. -15°C)

Die Wärmeübergangszahl ist abhängig vielen Faktoren.
Hier mal ein Wert für ruhende Luft: 2....8  kcal/m²h grd

MfG

Autor: Peter Roth (gelb)
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Gustav K. schrieb:

> Wie kann ich errechnen, wie viel dieses Blech maximal Wiegen darf, um

Das Blechgewicht beeinflusst die Aufheizzeit, aber nicht die Wärmezufuhr 
im Gleichgewichtszustand.

> bei einem so und so langen Heizkabel auf 10°C aufgeheizt und in etwa
> gehalten wird?

Für Kühlkörperberechnungen gibt es Anhaltspunkte für die Kelvin/Watt in 
Abhängigkeit von der Fläche (eben nicht vom Gewicht).

Bei -20° Außentemperatur darfst du 3x soviel heizen wie bei 0°.

Nach den Blech-Kenngrößen muss ich erst mal schauen, die habe ich nicht 
im Kopf.

Grüße, Peter

Autor: David ... (volatile)
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Der Thread naehert sich seiner "In der Zeit haette ich das auch eben 
ausprobieren koennen" Zeit :D

Autor: Thilo M. (Gast)
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Wie  Wolfgang-G sagte, das Gewicht ist nicht maßgeblich (nur bei 
dynamischen Vorgängen).
Der Absorptionsfaktor (K-Wert) ist abhängig von Farbe und Beschaffenheit 
(rauh, glatt) der Oberfläche. Es gilt: je rauher und schwärzer, desto 
mehr wird absorbiert. Auch die Außentemperatur ist nicht so wichtig. Es 
kommt darauf an, in welchem Winkel das Blech zum Himmel ausgerichtet ist 
(ideal für maximale Abkühlung: waagerecht und wolkenloser Himmel). Da es 
sich um einen Infrarotstrahler handelt muss darauf geachtet werden, dass 
das IR-Licht nicht zurückgeworfen wird. In deinem Fall sollte es so gut 
wie möglich aufs Blech zurückgeworfen werden, umso weniger Heizleistung 
brauchst du. Dach drüber geht nicht?

Autor: Thilo M. (Gast)
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David ... schrieb:
> Der Thread naehert sich seiner "In der Zeit haette ich das auch eben
> ausprobieren koennen" Zeit :D

Das wäre die µC-Entwickler-Lösung: reichlich überdimensionieren und die 
Oberflächentemperatur auf 5°C regeln. ;)

Autor: Wolfgang-G (Gast)
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>Auch die Außentemperatur ist nicht so wichtig. Es kommt darauf an,
>in welchem Winkel das Blech zum Himmel ausgerichtet ist.
Schnee gibt es zumeist nur unter freiem Himmel. Deshalb ist
die Außentemperatur eine wichtige Größe.
Der Wärmeübergang in dem oben genannten Temperaturbereich erfolgt hier 
zum überwiegenden Teil durch Konvektion und nicht durch Strahlung.
Du kannst auch mal rechnen:
für den Strahlungsaustausch zwischen zwei Platten gilt:

   qh  = c12 [ (T1/100)hoch4-(T2/100)hoch4]

   T   =  absolute Temperatur  [K]
   c12 = Strahlungsaustauschzahl [kcal/m² h]

MfG

Autor: Thilo M. (Gast)
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Für (optimale) Konvektion brauchst du eine senkrechte Fläche (90° zum 
Himmel) und ein relativ hohes delta-T. Wird mit dem Heizdraht kaum zu 
machen sein.
Ist ein reiner Strahlungsheizkörper.

Ach ja: auch an einem Sommertag um 12:00 mit 37°C und blauem Himmel 
kannst du (wenn von der Sonne verborgen) Wärme ins All abgeben. Leicht 
mit einem Infrarot-Thermometer nachzumessen, irgendwo zwischen -30°C und 
-60°C da oben. ;)

Autor: Wolfgang-G (Gast)
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Vielleicht kann Gustav sein Problem noch einmal genauer beschreiben. 
(was es werden soll)
Ich hab ihn so verstanden:
Wie groß (er schrieb Gewicht) darf  irgend ein Blech sein, damit es bei 
10°C schneefrei bleibt?

MfG

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