Moin zusammen,
ich möchte gerne den stehenden Inhalt eines Kupferrohres auf maximal 50
Grad erwärmen und diese Temperatur dann halten.
Die Aufheizzeit ist nicht kritisch und nach außen ist genug Platz zur
Wärmedämmung, mit hohen Leistungen/Strömen ist also nicht zu rechnen.
Die maximale Spannung liegt bei 60 Volt - reine Gleichspannung.
Einfachste Möglichkeit ist wohl einen Drahtwendel (z.B. Konstantan) um
das Rohr zu legen.
Aber mit welchem Werkstoff isoliert man das Kupferrohr elektrisch vom
Draht?
Jemand eine Idee oder einen anderen Vorschlag?
Ach ja, ein Eingriff ins Rohr ist nicht möglich.
Hmm - Kapton - dolles Zeug,
Ich zitiere mal von einer Herstellerwebseite, damit nicht jeder suchen
muß:
"Kapton®xxx ist eine sehr dünne Folie mit sehr guter elektrischer
Spannungsfestigkeit (50µm - 7.000 VUd). Gegenüber anderen üblichen
Isolierfolien besitzt Kapton®xxx eine etwa doppelt so hohe
Wärmeleitfähigkeit (0,38 W/mK).
Durch diese beiden Eigenschaften eignet sich Kapton®xxx ideal für
elektronische Anwendungen. Die platzsparende Isolation trennt galvanisch
z.B. Leitungstransistoren von Kühlkörpern, verbessert jedoch die
Wärmedurchleitung erheblich. Ideal für das Wärmemanagment (Thermal
Management) in elektronischen Geräten."
Ein anderer Hersteller gibt an:
"...Wärmeleitfähigkeit von 0,37 W/mK sowie einen Arbeitsbereich von -40
bis +155° C ..."
Was gibt es denn noch für Alternativen?
auspuffdichtmasse.
temperaturbeständig bis ~1000°C. ist natriumsilikat mit glasfasern,
härtet an der luft aus.
allerdings ist die verarbeitung eine ziemliche schmiererei :/
ASinus schrieb:> Ein anderer Hersteller gibt an:> "...Wärmeleitfähigkeit von 0,37 W/mK sowie einen Arbeitsbereich von -40> bis +155° C ...">> Was gibt es denn noch für Alternativen?
Lackieren, waere eine Mgklt.
Scroll mal etwas runter, da findet man Angaben zur
Waermeleitfahaehigkeit.
Bisl Acrylspray koennte es tun, wird dann auch so in der Gegend liegen.
http://www.stannol.de/produkte/schutzlacke/http://www.stannol.de/produkte/schutzlacke/
5*10-4 cal/sec/cm2/cm/°C ~ 0,21 W/mK
Normales Tixoband darüber (1 Lage), dann den Widerstandsdraht und
darüber nochmal 1 Lage Tixoband, etwas Malerflies als Wärmedämmung
darüber oder fertigen Wärmedämmschlauch für Heizungsrohre darüber
schieben - Fertig!
60 Grad sind kein Problem...
das problem bei kunststoff ist, daß die temperatur des heizelements viel
größer sein kann als die solltemperatur des zu heizenden stücks.
oder anders, hier: der heizdraht muss so viel energie abgeben, um das
rohr auf 60°C zu bringen, und die temperatur zu halten.
als zusatz zu meinem vorschlag mit der auspuffpaste… den draht eventuell
vorglühen. bei nichrom bildet sich z.b. eine oxydschicht die *mit*helfen
kann zu isolieren.
> als zusatz zu meinem vorschlag mit der auspuffpaste… den draht eventuell
Ok wenn man Dampf geben will, bisl Waermeleitpaste und Glasfasergewebe
wie man es zum Gipskarton-Fugen abspachteln nimmt als Abstandhalter dann
die Wicklung und aussen herum Teflonband, Iiiiigor den Schalter ....
Hi
Egal was Du als Isolation verwendest. Ich würde als Heizdraht flachen
Nickelchrom- oder Kanthaldraht verwenden.
Findest Du, wenn Du bei ibäh den Suchbegriff: "nichrom flach" (ohne die
" " )eingibst.
Ichbin
Bei einer Lackschicht befürchte ich, daß sie mechanisch nicht lange
hält.
Immerhin sind es ja Materialien mit unterschiedlichen
Ausdehnungskoeffizienten.
Auspuffdichtmasse - ist wirklich eine ziemliche Schmiererei. Eignet sich
aber gut, um die Kontaktstellen an ihrer Position zu halten.
Tixo gibt es wohl nicht mehr und das heute übliche Büroklebeband ist
nicht temperaturfest. Den Versuch habe ich schon durch.
Falls für "normale Klebebänder" (Textil, Panzer-, Duct- etc.) überhaupt
Temperaturen (nur in ungesicherten Quellen) zu finden sind, liegen die
alle bei 60-75°C und das reicht nicht. Der Heizdraht drück sich schon
nach kurzer Zeit sehr stark in das Band hinein. Nach außen geht das. Zur
sicheren elektrischen Isolation gegen das Kupferrohr...??
Klebebänder für höhere Temperaturen sind meist aus Alu oder Blei und
haben den Vorteil der guten elektrischen Leitfähigkeit... toll...
Selbst Elektroisolierband ist nur bis knapp über 100°C angegeben und hat
keine Angaben über die Wärmeleitfähigkeit.
Das eingangs erwähnte Kapton-Band ist immerhin mit einer Dauerlast von
350°C angegeben.
Muß ja auch kein Klebeband sein.
Ichbin schrieb:> ...Ich würde als Heizdraht flachen> Nickelchrom- oder Kanthaldraht verwenden. ...
Warum?
Flachdraht hat gegenüber Runddraht mehr Fläche um die Wärme an das Rohr
abgeben zu können und dürfte daher bei gleicher Heizleistung nicht so
warm/heiß werden. Zudem ist durch die größere Fläche weniger Druck auf
den Isolierwerkstoff zu erwarten.
ichbin
Links und rechts der Heizstelle einen Ring um das Rohr legen und dann
einfach ein paar Lagen Kupferlackdraht wie man ihn für das Wickeln von
Spulen und Transformatoren verwendet, dazwischen wickeln. Natürlich
sollte dieser entsprechend Dünn sein - kann man ja ausrechnen. Der Lack
hält 100° mit Links aus und die Spannungsfestigkeit geht bis in den
3-stelligen Bereich. Eine passsende Isolationsfolie gibt es in der
gleichen Rubrik.
Sebastian S. schrieb:> ein paar Lagen Kupferlackdraht ... dazwischen wickeln.
Du meinst, das Kupferrohr quasi als "Eisenkern" missbrauchen und die
ganze Kupferspule als Heizdraht verwenden?
Eigentlich keine schlechte Idee und bei Trafos bzw. E-Motoren halten die
Wicklungen ja auch ziemlich lange.
Der Gedanke hat was.
Sebastian S. schrieb:> Eine passsende Isolationsfolie gibt es in der> gleichen Rubrik.
Die Folie wäre noch interessant. Welche Rubrik meintest du?
>Die Folie wäre noch interessant. Welche Rubrik meintest du?
Isolationsfolie, wie man sie zwischen die Trafowicklungen legt.
Die soll elektrisch isolieren, aber keinen Wärmeschild bilden.
Sollte es alles im Trafozubehörhandel geben, zusammen mit dem
Kupferlackdraht.
Glasfaserschlauch (zB ebay -> 181563391478) wird zur wärmefesten
Isolation eingesetzt. Kenne ich nur in kleinen Durchmessern, es wird
also schwierig, deinem Rohr so etwas anzuziehen. Aber dein Heizdraht
wird locker reinpassen.
Um welche Rohrabmaße geht es denn dabei?
Da die Temperatur nach Aufheizung gehalten werden soll, ist es sogar von
Vorteil, wenn die Isolation etwas mehr Wärmekapazität hat.
Deswegen wäre meine Empfehlung so eine Knete zum Brennen, Fimo oder für
Ostler Suralin. Davon eine Schicht Einbrennen und darauf die
Heizwicklung. Dann natürlich noch eine Außenisolierung drumherum.
Von ELV gibt es Frostschutzheizkabel, aber die sind nur für niedrige
Aussentemperaturen gedacht, z.B.
Artikel-Nr.: 68-05 39 80 Niederspannungs-Kabelheizung NSH 14-10, 14 W,
10m, IP 65 , wird mit einem Netztrafo betrieben
oder Artikel-Nr.: 68-09 47 47 Heizkabel mit Frostschutz, 230V, 2,5m
Michael B. schrieb:> Um welche Rohrabmaße geht es denn dabei?
Steht noch nicht so ganz fest. Hängt z.B. von der benötigten Oberfläche
und dem Bauaufwand ab.
Planziel wäre 10mm Außendurchmesser. Dicker wäre möglich, dünner eher
nicht.
10mm würde auch mit dem Glasfaserschlauch noch gehen. Da fehlt mir jetzt
aber noch die Wärmeleitfähigkeit.
Michael B. schrieb:> ...Vorteil, wenn die Isolation etwas mehr Wärmekapazität hat...
Ja - das macht ja auch die Kupferspule interessant.
Bei dem Rest bin ich noch am lesen
ASinus schrieb:> 10mm würde auch mit dem Glasfaserschlauch noch gehen. Da fehlt mir jetzt> aber noch die Wärmeleitfähigkeit.
Die ist doch weitgehend gleichgültig, wenn, wie du im ersten Beitrag
schreibst, die Aufheizzeit keine Rolle spielt.
Bei einer Maximaltemperatur von 50°C würde ich auch daran denken das
Kupferrohr mit einem Mantel aus einem zweiten Rohr zu umgeben, und durch
den Zwischenraum thermostatisiertes Wasser zu pumpen.
Das dürfte eine gleichmäßigere Temperaturverteilung entlang des Rohres
ergeben, als sie mit einer Heizwicklung möglich ist.
Das Rohr selber aufheizen....
Warum muss es Kupfer sein? Bei den einfachen Solarleuchten sind oftmals
dünnwandige, ca 10mm starke Edelstahlröhrchen als Fuß dran. Da sollten
20A und ein paar wenige Volt ausreichen um das ordentlich warm werden zu
lassen.
ichbin
Hp M. schrieb:> ASinus schrieb:>>... Glasfaserschlauch ... Wärmeleitfähigkeit.>> Die ist doch weitgehend gleichgültig, wenn, wie du im ersten Beitrag> schreibst, die Aufheizzeit keine Rolle spielt.
Schon richtig - die Temperatur der Heizung müß dann aber höher sein.
Damit steigt die notwendige Leistung. Nicht so schön.
Hp M. schrieb:> das Kupferrohr mit einem Mantel aus einem zweiten Rohr zu umgeben,> und durch den Zwischenraum thermostatisiertes Wasser zu pumpen.
Im ersten Versuch hatte ich sehr dünnes Rohr um das eigentliche Rohr
gewickelt und die Wärme aus einem beheizten Tank geholt.
Hat mit zwei Einschränkungen funktioniert. Erstens ist die
Temperaturdifferenz zwischen Eingang und Ausgang sehr hoch.
Und zweitens (Hauptgrund)war die Konstruktion einfach zu schwer.
Mixmax schrieb:> Warum den nicht direkt mit dem KupferRohr heizen?
Weil ich die Spannung nicht auf dem Rohr haben will.
Ist im übrigen auch der Punkt, der die Idee mit der "Heizspule" aus
Kupfer zum Wackeln bringt. Wobei ich die Folgen des zwangsläufig
entstehenden Magnetfeldes noch nicht ganz überblicken kann.
Die folgenden Materialinformationen stammen aus dem Bereich der
Faserverbundwerkstoffe, hauptsächlich aus dem Flugzeugbau. Da die
Streuungen in Abhängigkeit des Produktes teilweise doch beträchtlich
sind, schreibe ich hier nur eine grobe Zusammenfassung.
Die Werte sind also nur zur Übersicht zu gebrauchen!
Glasfasern:
Zitat "...Glasfasern sind unbrennbar, temperaturbeständig bis ca. 400
°C..."
Zitat "...Bei 540°C behalten Glasfasern etwa 25% ihrer ursprünglichen
Festigkeit... "
spez. elektrischer Widerstand (E-Glas): 10^15 Ω/cm/20 °C
Wärmeleitfähigkeit: 1 bis 1,7 W/m • K
(gibt übrigens auch doppelseitiges Klebeband für Kühlkörper, das mit 0,8
W/m•K angegeben ist)
Kohlenstoffasern: (sind elektrisch leitend.)
spez. elektrischer Widerstand: 1,6 x 10^-3 Ω/cm/20 °C
Wärmeleitfähigkeit: 10 bis 17 W/m • K
Aramidfasern (z.B. Nomex oder Kevlar):
spez. elektrischer Widerstand: 10^15 Ω/cm/20 °C
Wärmeleitfähigkeit: 0,04 W/m • K
Zitat "...sehr hitze- und feuerbeständig. Aramide schmelzen bei hohen
Temperaturen nicht, sondern beginnen ab etwa 400 °C zu verkohlen. ..."
Werde wohl mal einen Dummy aus Glasfasermatte und Wärmeleitpaste
wickeln.
Wie ich das Gematsche mit dem weißen Klebezeug hasse...
Oder hat noch jemand einen noch besseren Vorschlag?
Zwischenstand:
Die ersten Meßergebnisse sind recht gut.
Die Wärme wird sehr zügig vom Draht abgeleitet und die
Temperaturverteilung im leeren Rohr ist auch schön gleichmäßig.
Der Bedarf an Wärmeleitpaste ist allerdings sehr hoch. Das
Glasfasergewebe enthält doch sehr viel Hohlraum, der gefüllt werden will
und dafür ist die Wärmeleitpaste ja eigentlich nicht gedacht.
Alternativ dachte ich im ersten Augenblick an Maschinenfett, Vaseline
o.ä.
Das ist zwar elektrisch nicht leitend, vom Temperaturverhalten
(Viskosität) mal abgesehen, findet man (zumindest ich) über die
Wärmeleitfähigkeit wenig bis nichts sinnvolles.
Darf ich hier noch mal euer Wissen anzapfen?
Oder soll ich dazu besser einen eigenen Thread aufmachen?
ASinus schrieb:> Glasfasergewebe enthält doch sehr viel Hohlraum, der gefüllt werden will
Glasfaser-"vlies" nehmen, das ist recht duenn.
Da messe ich gerade mal ~15 um
Das ist das Material welches man als oberste Schicht nimmt.
Die gewebten Matten welche fuer Stabilitaet in einer GFK-Konstruktion
sorgen sollen sind nat. viel zu dick. Meist liegt das wenn man Harz
kauft neben den dicken Matten auch bei.
---
(Etwas dicker und steifer sind die Streifen zum abspachteln mit Gips aus
der Bauabteilung, kann man aber auch fuer anderes missbrauchen nur eher
nicht in der Top-schicht mit Harz, wg. der Loecher)
> Da messe ich gerade mal ~15 um
Oups, da fehlt nat. eine Null.
Sodele, nochmal schnell rausgekramt Mikrometer meint so zwischen
0,1 - 0,15 Millimeter
Sorry!
cd ~ schrieb:> Glasfaser-"vlies" nehmen, das ist recht duenn.
Stimmt.
Werde ich berücksichtigen.
Dank dir, auch für das Nachmessen.
Etwas anderes als diese weiße klebrige Pampe wäre trotzdem nett.
Tom schrieb:> Was sprach denn gegen Kapton?
Nichts.
Außer der Verfügbarkeit über die Feiertage.
Hab das Band auf dem Zettel und dieser hier, wird nicht der letzte
Versuchsträger sein.
Immerhin hab ich jetzt schon mal ein paar Messwerte und kann konkreter
weitermachen.
Außerdem kann ich jetzt Änderungen relativ beurteilen.
Bei Bedarf beschreibe ich auch gerne meine Erfahrungen mit dem
Kapton-Band.
ASinus schrieb:> Hab das Band auf dem Zettel und dieser hier, wird nicht der letzte> Versuchsträger sein
Mmh, hast du bereits eine Vorstellung davon wie heiß dein Draht wird?
Also grob überschlagen gerechnet oder einfach mal gemessen.
War halt ein Vorschlag darauf ziehlend was man halt im Haushalt evtl. so
findet. Es wuerde mich jetzt nicht weiter wundern wenn auch
moeglicherweise etwas mutig es evtl. reichen wuerde auch einfach eine
oder zwei Lagen eines Taschen- oder Kosmetiktuches zu verwenden.
Mit waermleitpaste imprägniert o. getraenkt z.B. in Silikonöl ist das
auch fuer wenigstens 200 °C gut. Die sind teils wirklich duenn, wenige
10 Mikrometer (40-50) um hobbytechnisch gelegentlich Transistoren
-provisorisch- elektrisch isoliert zu befestigen reicht es, eine geringe
Feuchtigkeit welche ggf. enthalten ist ist nach ersten durchheizen kein
Thema mehr. 100% Zellstoff hat eine Entzündungstemperatur um 470 Grad.
Das ist zwar noch ein Stück zur Glaswolle mit ca. 700 °C falls man die
so vergleichen kann. Aber solange das nicht offen liegt und in geigneter
Weise ummantelt ist sollte da auch nichts passieren ausser das es ggf.
mal kurz dampft. Die elektrische Leistung muesste dann halt ggf.
entsprechend begrenzt werden je nach dem wie stark sich das aufheizt
wenn sich kein Medium im Rohr befindet.
Je nachdem; just for fun-experiment, feste Installation mit
Dauerbetrieb, ?, usw. ...
cd ~ schrieb:> Mmh, hast du bereits eine Vorstellung davon wie heiß dein Draht wird?> Also grob überschlagen gerechnet oder einfach mal gemessen.
Die Temperatur eines Drahtes ist nicht so leicht zu berechnen.
Insbesondere, wenn Werte über die "Kühlung" nur grobe Schätzungen
(Träumereien) sind.
Deshalb hab ich ja fix diesen "Testballon" aufgeblasen.
Dazu schrieb ich:
ASinus schrieb:> Zwischenstand:>> Die ersten Meßergebnisse sind recht gut.> Die Wärme wird sehr zügig vom Draht abgeleitet und die> Temperaturverteilung im leeren Rohr ist auch schön gleichmäßig.
Gemessen hab ich die Oberflächentemperatur im leeren Rohr.
Es ging erst mal nur um den Übergang bis in das Rohr und den Abstand der
Windungen. Keine Wärmedämmung. Nichts, außer etwas Klebeband zur
Schmodderbekämpung.
Daher sind Aussagen über die elektrische Leistung momentan noch
bedeutungslos.
Feuchter Zellstoff dürfte mechanisch gesehen, ähnliche "Bauchschmerzen"
verursachen, wie eine (weiter oben) angesprochene Lackschicht.
Schlecht ist der Gedanke trotzdem nicht.
Außer dem Dampf.
Dampf bedeutet in einem geschlossenen System Druck und das ist gar nicht
gut.
Ach ja - austrocknen ist beim Wärmeübergang auch nicht toll.
Austrocknung bedeutet Schrumpfung bedeutet Lufteinssclüsse - gar nicht
schön.
Um mal eben schnell einen Chip zu testen sollte dein Vorschlag aber
ausreichen.
Dank dir.
€ Kamil Rezer
Hammer!!
Vielleicht ein wenig oversized, aber "Reserven" schaden nicht.
Das Lieferprogramm der Halbzeuge sieht auch gut aus.
Da muß ich doch die ganze Konstruktion noch mal überdenken.
...und ich Depp matsche mir hier einen zurecht.
Dank dir!
Sehr gern. Ich habe schon so was ähnliches mal gesehen. Man hat eine
Keramikplatte mit Rinnen für die Heizelemente (die aus Wolfram oder
ähnlichem Draht gewickelt worden waren) versehen, damit die
Keramikplatte in etwa gleichmäßig warm wird. Nicht einfach war es einen
großen Wärmebetrag aus der Keramik an die Kupfer zu koppeln, da, wenn es
dazwischen ein Luftspalt entsteht, der Wirkungsgrad sinkt. Und außen
herum hat man noch Isolierstoff angebracht (ich glaube das war Teflon),
damit die Wärme nach außen weniger abgegeben wird. Man hat noch einen
Temperatursensor für die Überwachung eingebaut.
Der Luftspalt ist das kleinste Problem.
Wenn die Keramit wirklich diese angegebenen Eigenschaften besitzt,
könnte sie einen Teil der mechanischen Lasten übernehmen und damit wäre
es u.a. denkbar, die Wandstärke des Kupferrohres zu reduzieren.
Aufgrund der Vorspannung zweier Halbschalen aus Keramik wäre auch "kein"
Luftspalt mehr vorhanden bzw. ein sinnvoller Einsatz von Wärmeleitpaste
bzw. Kleber möglich.
Bin zwar noch nicht fertig, sieht aber schon mal gut aus.
Zum Glück sind die Feiertag rum, so das man in ein paar Tagen auch
wieder jemanden erreichen kann, der auch ansprechbar ist.
KO-Kriterium könnte natürlich am Ende der Preis sein. Das wird sich aber
zeigen.
Parallel werde ich natürlich auch das Kaptonband testen. Schließlich
sind ja auch Reparaturen nicht auszuschließen.
Wärmedämmung ist ein anderes Kapitel. Da ist aber ausreichend Platz.
Werde euch auf dem Laufenden halten.
