Heizmatte an Edelstahl kleben gute Wärmeübertragung

[Timo N. (tnn85)]

Welche Möglichkeiten gibt es eine Silikon-Heizmatte an ein 
Edelstahlgefäß (Gastronormbehälter) zu kleben/befestigen, damit es eine 
gute Wärmeübertragung gibt. Ich habe es bisher versucht mit 
Montagekleber nur auf der Oberseite am Rand (Übergang Heizmatte - Gefäß) 
+ Wärmeleitpaste unter der Heizmatte. Allerdings gibt es immer noch 
stellen (trotz festklammern beim Kleben) bei denen Luft dazwischen ist 
und sich die Heizmatte auf 200°C aufheizt, während das Wasser im 
Behälter 24°C hat. Vermutlich wäre die Temperatur noch mehr angestiegen, 
wenn ich nicht sofort ausgeschaltet hätte.
Max. Temperatur des Wassers (Thermostatregler) soll auf 80°C geregelt 
werden.

[Paul (Firma: None) (rettungssani)]

Bei 3d Druckern werden doppelseitige Klebebänder von 3m eingesetzt. Die 
gehen aber nur bis 150 Grad. Höher ginge eine vollflächige Verklebung 
mit rtv silikon. Zusätzlich würde ich einen weiteren Temperatursensor 
auf der Matte vorsehen. Denn das dauert Wasser zu erhitzen und wenn du 
da unkontrolliert Energie reinpumpst, wird die Matte natürlich 200C warm 
da hilft auch keine wlp

[Cha-woma M. (Firma: --------------) (cha-ar-196)]

Timo N. schrieb:
> Vermutlich wäre die Temperatur noch mehr angestiegen,
> wenn ich nicht sofort ausgeschaltet hätte.

Plan A:
Kauf dir was fertiges!
Und dann modifiziere es so wie du es brauchst!

[Thomas W. (goaty)]

Man könnte Wärmeleitpaste mit LOCTITE EA 9492 oder ähnlichem mischen.
Für LED auf Kühlkörper hab ich das schon gemacht, das hält ganz gut und 
leitet die Wärme ordentlich.

[Flip B. (frickelfreak)]

Einfach vollflächig mit silikon verkleben. lufteinschlüsse peinlich 
vermeiden, also wie eine displayschutzfolie von einer seite mit einer 
gummirolle. Die Heizmatte mit dem fett der wärmeleitpaste kannst du 
nicht mehr kleben.

[Thomas R. (thomasr)]

Gar nicht kleben sondern eine zweite, gleiche Gastro darunter machen so 
daß die Matte vollflächig angedrückt wird. Dazwischen natürlich 
reichlich Wärmeleitpaste.

[Carypt C. (carypt)]

erstmal ist edelstahl ein wirklich schlechter wärmeleiter. völlig 
ungeeignet als lötspitze. ein aluminiumtopf wäre besser, außer bei salz 
und säure. es wäre viel klüger das wasser anstatt den topf zu erwärmen, 
oder einen weiteren umtopf mit wasserzwischenschicht.
in den cpu-wärmeleitpasten ist manchmal alu- oder metallpulver drin 
gemischt mit silikonöl, so ich las. aber auch graphit , carbonfaser und 
einfach ruß (furnace-black) sind gut leitfähig, silikonöl ist 
einigermaßen hitzebeständig.

[Flip B. (frickelfreak)]

Ich habe erfahrung mit dem Thema, nachdem ich vor ein paar jahren ein 
Gastro- Sous-Vide-Gerät mit ebenfalls lokal abgelöster und dadurch 
überhitzter Heizmatte reparieren durfte.  In meinem Fall größe GN1/1 
und 500W Heizleistung verteilt auf 1200cm² (300x400mm) Bodenfläche des 
behälters.

Problem war wohl lediglich die originale Klebung mit doppelseitigem 
Acrylatklebstoff, oder trockenes aufheizen durch den Vorbesitzer.

Seit dem ganzflächigen nachkleben mit Silikon habe ich nun schon viele 
Betriebsstunden ruhe.

Zu einigen Vorschlägen möchte ich mich äußern:

Paul schrieb:
> Zusätzlich würde ich einen weiteren Temperatursensor
> auf der Matte vorsehen.

Das hilft besonders gegen trockenes aufheizen, bei meinem Modell ist der 
sensor für die regelung seitlich angebracht und hat ohne wasserfüllung 
kaum thermischen kontakt.

Thomas W. schrieb:
> Man könnte Wärmeleitpaste mit LOCTITE EA 9492 oder ähnlichem mischen.

Carypt C. schrieb:
> erstmal ist edelstahl ein wirklich schlechter wärmeleiter

Carypt C. schrieb:
> in den cpu-wärmeleitpasten ist manchmal alu- oder metallpulver

Ich verstehe den Drang, möglichst gut Wärmeleitende Materialien zu 
verwenden. In der anwendung der Silikonheizmatte reden wir jedoch von 
500W/1200cm² = 0,42 W/cm², sagen wir worst case 1W/cm², nicht wie in der 
Anwendung an CPU und GPU von >200W/cm².

Ein Schichtaufbau aus 0,25 mm normalem Silikon und 1 mm Edelstahlblech 
macht zusammen einem Wärmewiderstand von ca. 12 K/W bis zur Grenzfläche 
zum Wasser, bei der ich 100 °C Max annehme, macht bei Volllast 112 °C an 
der Heizmatte, welche locker 150 °C aushält. Wenn ich da mit füllstoffen 
und Graphitpartikeln die Temperatur um 5 K runter bekomme, dafür aber 
die zuverlässigkeit des klebstoffs beeinträchtige, habe ich nichts 
gewonnen.

Thomas R. schrieb:
> nicht kleben sondern eine zweite, gleiche Gastro darunter machen so
> daß die Matte vollflächig angedrückt wird

Und wie soll die den Anpressdruck über 300x400mm aufrechterhalten, mit 
oben und unten 1mm Blechstärke, verzug durch Erwärmung und unebenheiten 
aus der Produktion? schon 0,5mm Luft und die Heizmatte erreicht 300 °C 
bei oben genannten bedingungen. Was spricht gegen Verkleben?

Aber eine ordentliche Verklebung setzt vorraus, dass beide Seiten frei 
von Klebstoffresten, fetten und ölen sind.

[Irgend W. (Firma: egal) (irgendwer)]

Timo N. schrieb:
> bei denen Luft dazwischen ist
> und sich die Heizmatte auf 200°C aufheizt

Mein Ansatz wäre die Luft da rauszubekommen. Eventuell mal versuchen, 
den Raum mit Öl auffüllen. So in der Art wie man es z.B. bei Trafos 
macht. Im Prinzip dürfte es dann langen die Heizmatte mit ein paar 
Federn oder so leicht anzudrücken.

Außenwand/Wanne -> Isolation -> Federn -> dünne Metallplatte zur 
Druckverteilung -> Heizmatte -> GN-Behälter. Diesen ganzen Raum dann 
füllen.

- https://de.wikipedia.org/wiki/Transformatoren%C3%B6l

Wärmeleitpaste und ähnliches funktioniert dann sehr gut, wenn sie nur 
einige µ dick ist um die Rauheit der beiden Oberflächen aufzufüllen, die 
beiden Oberflächen aber zusätzlich auch direkten Kontakt haben. Sowie 
das Zeug etwas dicker wird, isoliert das eher als dass es noch Wärme 
transportiert.

[Timo N. (tnn85)]

Hallo,

scheinbar muss ich Bilder nachschießen, damit verstanden wird, was mein 
Vorhaben ist. Sonst kommen zu viele Vorschläge, die für meine Anwendung 
nicht in Frage kommen.

Die Heizmatte war vorher schon an einem Edelstahlbehälter angeklebt 
(siehe Bild mit angeschmorten Kleberesten an verbogenem, defektem 
Behälter).
Die Klebereste fühlen sich auch leicht gallertartig an. Leider bin ich 
was Materialkunde bzw. Klebstoffe betrifft überhaupt nicht fachkundig. 
Die Klebeverbindung hat auf jeden Fall funktioniert. Wegen weiteren 
Anbauten kann ich keinen zweiten Behälter unten dran pressen oder auf 
was Fertiges zurückgreifen.

Die Heizmatte hat laut Aufschrift 140W und ist so 4cm hoch und so 
ungefähr 30cm lang (grob gemessen). Als 120cm² Fläche. Gemessen habe ich 
auch nur 0,52A Strombezug. Was bei 230V auch nur 120W bedeutet. Also 
grob 1W/cm².


Flip B. schrieb:
> Problem war wohl lediglich die originale Klebung mit doppelseitigem
> Acrylatklebstoff, oder trockenes aufheizen durch den Vorbesitzer.
>
> Seit dem ganzflächigen nachkleben mit Silikon habe ich nun schon viele
> Betriebsstunden ruhe.

Du scheinst die größte Erfahrung zu haben. Kannst du mir verraten, was 
für Silikon ich für die Verklebung verwenden sollte? gibt es da was 
Spezielles?
Fettfrei und Schmutzfreie Klebefläche ist klar. Darauf habe ich vorher 
schon geachtet. Jetzt muss ich natürlich auch noch die Wärmeleitpaste 
von der Heizmatte wegbekommen.


Ich hab übrigens vorher beim Kleben schon mit zig Klemmen versucht die 
Heizmatte an die Seitenwand des Edelstahlbehälters zu klemmen. Ich denke 
ohne eine feste ganzflächige Klebeverbindung geht es nicht.

[Flip B. (frickelfreak)]

Im ersten schritt die heizmatte säubern und prüfen, ob die noch 
einsatzfähig ist. am alten verbogegen Behälter klebt noch eine 
glasfaserschicht, die normalerweise auch elektrisch isolieren soll. 
Unebenheiten musst du abkratzen oder auffüllen. Das Bild sieht nach 
trockenlauf und damit überhitzung aus, das schadet der heizmatte 
nachhaltig.

Neue Heizmatten mit equivalenter Leistung und vielleicht vorteilhafter, 
kürzerer bauform  kosten dich ca. 15€ 
https://de.aliexpress.com/item/1005005737039021.html

Wenn die Heizmatte noch eine brauchbare oberfläche hat, dann einfach mit 
Neutralvernetzendem Silikon aus der kartusche ankleben (z.b. verkauft 
als Aquarium-Silikon) . Wie beim fliesenkleben reichlich Klebstoff mit 
einem 0,6er Zahnrakel quer zur heizmatte auf dem untergrund verteilen 
und dann die heizfolie mit einer rolle oder einem steiffen schwamm 
andrücken. Bei der klebefläche brauchst du vermutlich die heizmatte 
nicht fixieren während der aushärtung. Falls sich doch was abschält, 
einfach mit etwas paketband fixieren.

[Timo N. (tnn85)]

Zu den Bildern:
Bild 1: Neuer Behälter im aktuellen Zustand mit aufgeklebter Heizmatte 
von altem Behälter übernommen
Bild 2: Alter Behälter
Bild 3: Neuer Behälter von der kurzen Seite.

Flip B. schrieb:
> Im ersten schritt die heizmatte säubern und prüfen, ob die noch
> einsatzfähig ist.

Ja ist sie. Hab ich anhand der Wärmebildkamera gesehen. Und eben auch 
die Stromaufnahme. Da ich sie vorher schonmal vom neuen Behälter 
entfernt habe, nachdem ich sie angeklebt habe (das ist schon der zweite 
Versuch), weiß ich, wie ich sie ohne sie zerstören wieder wegbekomme.

Flip B. schrieb:
> am alten verbogegen Behälter klebt noch eine
> glasfaserschicht, die normalerweise auch elektrisch isolieren soll.

Du meinst das braun verschmorte? Es fühlt sich wie gesagt gallertartige 
an. Nicht wie Glasfaser. Ich vermute es ist einfach nur der 
Silikonkleber, der vorher drauf war?

Flip B. schrieb:
> Unebenheiten musst du abkratzen oder auffüllen. Das Bild sieht nach
> trockenlauf und damit überhitzung aus, das schadet der heizmatte
> nachhaltig.

Unebenheiten gibt es nicht. Der Behälter ist neu und die Heizmatte passt 
sich gut an. Trockenlauf kann gut sein. Muss der Vorbesitzer gewesen 
sein.

Flip B. schrieb:
> Neue Heizmatten mit equivalenter Leistung und vielleicht vorteilhafter,
> kürzerer bauform  kosten dich ca. 15€
> https://de.aliexpress.com/item/1005005737039021.html

Der Behälter ist von den Maßen her der gleiche wie der vorherige. Also 
passt auch die Heizmatte gut. Bei Aliexpress habe ich mich schon 
umgeschaut, aber entweder sind die Heizmatten zu breit oder zu kurz.
Kürzer würde ich jetzt auch nicht nehmen, da ich ja dann auf weniger 
Fläche die gleiche Heizleistung ins Becken bringen muss.

Flip B. schrieb:
> Wenn die Heizmatte noch eine brauchbare oberfläche hat, dann einfach mit
> Neutralvernetzendem Silikon aus der kartusche ankleben (z.b. verkauft
> als Aquarium-Silikon) . Wie beim fliesenkleben reichlich Klebstoff mit
> einem 0,6er Zahnrakel quer zur heizmatte auf dem untergrund verteilen
> und dann die heizfolie mit einer rolle oder einem steiffen schwamm
> andrücken. Bei der klebefläche brauchst du vermutlich die heizmatte
> nicht fixieren während der aushärtung. Falls sich doch was abschält,
> einfach mit etwas paketband fixieren.

Top. Werde ich so machen. Mal schauen was draus wird. Den Silikonkleber 
und Rakel werde ich erstmal besorgen müssen.
Wo bekommt man so einen 0,6er (ist das die Schichtdicke?) her?

[Flip B. (frickelfreak)]

Timo N. schrieb:
> einen 0,6er (ist das die Schichtdicke?) her?

Zahnbreite, also bei dreieckigen zähnen doppelte schichtdicke. Es gibt 
die in kunststoff als  Leimspachtel / Kleberspachtel, nimm einfach die 
feinste zahnung die du kriegen kannst. Der vorteil ist wie schon gesagt 
eine garantiert gleichmäßige schichtstärke und gute entlüftung. Hätte 
ich keinen zur hand, würde ich den klebstoff mittig als gerade wulst 
auftragen und dann unter der heizmatte rauspressen bis er an jeder seite 
rausquillt, das geht bei so einer schmalen sache sicher auch. Am ende 
empfiehlt sich sicherheitshalber eine isolationsprüfung

[Timo N. (tnn85)]

Flip B. schrieb:
> Es gibt
> die in kunststoff als  Leimspachtel / Kleberspachtel

https://www.klebstoffe.com/wp-content/uploads/2021/04/TKB-Merkblatt-6-Spachtelzahnungen-16122019-Veroeffentlichung-HerstErkl-2021-03-31.pdf

Meinst du so eine A4-Zahnung z.b. Das ist die kleinste, die ich finden 
konnte.
Ist vielleicht übertrieben für meinen Fall, aber ich wollte es einfach 
genau wissen.

Flip B. schrieb:
> Am ende
> empfiehlt sich sicherheitshalber eine isolationsprüfung

Klar. Bisher hab ich 5MOhm gemessen von Heizkontakt zu Erde mit 500V 
Isotester Uni-T UT502C. Denke das ist ok.