Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Heizdraht berechnung


von Marcus N. (sisco86)


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Hallo Leute,

ich weiß das über dieses Thema schon das ein oder andere mal gesprochen 
wurde. Aber ich steige hier nicht durch.

Also. Ich habe ein I-Y(ST)Y 4x2x0,8 verlegt.

Ein Adernpaar (4a/4b) ist noch frei.

Mein Problem.

- Der Leitungsweg beträgt ca. 150-200m
- Aller 20m hängt ein Gehäuse (40x40x20mm)
- Ich habe im besten Fall ein Netzteil von 12-24V mit 130A
- Die Umgebungstemperatur beträgt ständig -25°C

Ich wollte jedes Gehäuse mit einem Heizdraht ausstatten um jedes Gehäuse 
wenigstens auf 0°C zu erwärmen (mehr ist mir auch recht. Jedoch nicht 
mehr als 45°C)

Klappt das mit einem Adernpaar und diesem Netzteil und wenn ja, was 
bräuchte ich für einen Draht und vor allem wie viel in jedem Gehäuse.

von Klaus (Gast)


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Hallo,

du wirst wohl nicht drumherum kommen das Ganze durch Versuch zu 
ermitteln da zu viele (eigentlich alle) Parameter unbekannt sind.

Vorschlag:
montiere in einem Kästchen einen Leistungswiderstand (z.B. 10 Ohm) und 
lege 12 Volt an. Das Ganze hat dann eine Heizleistung von etwa 1.4 Watt. 
Die 1,4 Watt richten keinen Schaden an.
Lass das mal 1 Stunde so laufen und mess dann die Temperatur im Kasten 
und die in der Umgebung.
Jetzt weisst du um wieviel sich die Temperatur bei 1.4 Watt im Inneren 
gegenüber der Umgebung erhöht.
Brauchst du doppelte Temperaturerhöhung dann vervielfache einfach die 
Leistung dementsprechend durch geringeren Widerstand (Verlustleistung 
beachten) oder erhöhte Spannung.

Mehr kann ich Dir nicht raten!!!

Gruss Klaus

von Klaus (Gast)


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Klaus schrieb:
> Brauchst du doppelte Temperaturerhöhung dann vervielfache einfach die
> Leistung dementsprechend durch geringeren Widerstand (Verlustleistung
> beachten) oder erhöhte Spannung.

Ich hätte schreiben sollen:
Brauchst du doppelte Temperaturerhöhung dann verdopple die
Leistung.
Brauchst du dreifache Temperaturerhöhung dann verdreifache die
Leistung dementsprechend durch geringeren Widerstand (Verlustleistung
beachten) oder erhöhte Spannung.

Gruss Klaus

von Klaus (Gast)


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10 Ohm,  12 Volt das sind natürlich ~14 Watt

also mit 100 Ohm anfangen !!!!

von Peter II (Gast)


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Klaus schrieb:
> Brauchst du doppelte Temperaturerhöhung dann verdopple die
> Leistung.

das wird wohl nicht aufgehen, denn die Abwärme wir größer je größer die 
Temperaturdifferenz zu umgebung. Das wird wohl am ende Quadratisch sein. 
Also für die doppelete Temperaturerhöhung die 4 fache leistung.

Damit das Kabel selber nicht zur Heizung wird, sollte du mit anderen 
Spannungen arbeiten, sinnvoll ist 40V damit ist es noch sicher.

von Klaus (Gast)


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Peter II schrieb:
> das wird wohl nicht aufgehen, denn die Abwärme wir größer je größer die
> Temperaturdifferenz zu umgebung.

Ja, richtig, das ist ja gerade die Proportionalität zur Leistung!!!
(mit leichten Einschränkungen wegen anderer Effekte)


Eine Alternative wäre halt dann wircklich eine aktive Regelung !!!

Gruss Klaus

von Klaus (Gast)


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Peter II schrieb:
> Das wird wohl am ende Quadratisch sein.
> Also für die doppelete Temperaturerhöhung die 4 fache leistung.

Neeeeeee !!!!

Beispiel:
Man schaue mal auf die Angaben bei einem Kühlkörper. Dort steht immer 
eine Konstante in Grad/Watt (== Temperaturerhöhung gegenüber der 
Umgebung im Verhälnis zur zugeführten Leistung)

In meinem Vorschlag wollte ich den "Marcus Nicht Wichtig" dazu animieren 
genau diese Konstante für sein "Kästchen" zu bestimmen.

Wenn er die Konstante (Grad/Watt) hat kann er über die zugeführte 
Leistung seine Temperaturerhöhung festlegen.

von Rainer W. (rawi)


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Peter II schrieb:
> Das wird wohl am ende Quadratisch sein.
> Also für die doppelete Temperaturerhöhung die 4 fache leistung.

Wieso sollte der Wärmemengenverlust durch das Gehäuse nichtlinear sein?
http://de.wikipedia.org/wiki/Wärmeübergangskoeffizient

von Michael A. (Gast)


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Marcus Nicht Wichtig schrieb:
> Also. Ich habe ein I-Y(ST)Y 4x2x0,8 verlegt.
>
> - Aller 20m hängt ein Gehäuse (40x40x20mm)
> - Ich habe im besten Fall ein Netzteil ... mit 130A

Den Strom willst du hoffentlich nicht über das Kabel schicken, oder?

Wenn du nicht zu kräftig heizen möchtest, könntest du die kleinen 
Gehäuse noch mit Isoliermaterial in ein größeres Gehäuse packen.

von Harald M. (mare_crisium)


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Bau' doch einfach in jedes Gehäuse eine Glühlampe ein. Dann kannst Du 
ausprobieren, mit welcher Watt-Zahl der Lampen Du die richtige 
Temperatur hinkriegst.

mare_crisium

von mein Gott (Gast)


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Welchen Vorteil hat hier die Glühlampe gegenüber dem Widerstand - ausser 
dass das geschlossene Gehäuse innenbeleuchtet ist?
Ist die Leistung, die bei der Glühlampe nicht in Wärme, sondern in 
Licht, umgewandelt wird bekannt?

von mh (Gast)


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mein Gott schrieb:
> Ist die Leistung, die bei der Glühlampe nicht in Wärme, sondern in
> Licht, umgewandelt wird bekannt?

Was wird wohl aus dem Licht in dem geschlossenen Gehäuse?

von IR-Heizung (Gast)


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mein Gott schrieb:
> Ist die Leistung, die bei der Glühlampe nicht in Wärme, sondern in
> Licht, umgewandelt wird bekannt?

Das ist das klassiche Einsatzgebiet für den Hearball (R)
http://heatball.de/index.php

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Marcus Nicht Wichtig schrieb:
> Also. Ich habe ein I-Y(ST)Y 4x2x0,8 verlegt.
> - Der Leitungsweg beträgt ca. 150-200m
Nicht vergessen: bei 400m Gesamtleitungslänge (hin + rück) hast du da am 
letzten Kasten noch gute 8 Ohm für die Leitung mit einzurechnen...

von Harald Wilhelms (Gast)


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mh schrieb:
> mein Gott schrieb:
>> Ist die Leistung, die bei der Glühlampe nicht in Wärme, sondern in
>> Licht, umgewandelt wird bekannt?
>
> Was wird wohl aus dem Licht in dem geschlossenen Gehäuse?

Das wird aufaddiert und wenn Du das Gehäuse aufmachst, gibt es einen
Lichtblitz. :-)
Gruss
Harald

von Mib (Gast)


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> Das wird aufaddiert und wenn Du das Gehäuse aufmachst, gibt es einen
> Lichtblitz. :-)

An den sich niemand erinnern kann...

von Paul Baumann (Gast)


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Du kannst doch mit der Formel: Ww=m*c* Delta Theta ausrechnen, was für
eine Wärmemenge aufgebracht werden muß.

Ww Wärmemenge
m Masse
c spezifische Wärme (-> hier von Luft -> Tabellenbuch)
Delta Theta Temperaturdifferenz

Wenn Du das hast, kannst Du die Leistung errechnen, die Du umsetzen 
mußt,
um eine Temperaturerhöhung um 25 Kelvin zu kriegen.

MfG Paul

von Thomas R. (Gast)


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Er will aber nicht die Wärmemenge wissen, sondern die Leistung.
Und die hängt überwiegend von der thermischen Isolation der Box ab.
Wenn er die Luft in einer Thermoskanne warm halten will, braucht er 
weniger Leistung wie bei einer Bierflasche. Trotz gleichem Volumen.

von Michael A. (Gast)


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Paul Baumann schrieb:
> Du kannst doch mit der Formel: Ww=m*c* Delta Theta ausrechnen, was für
> eine Wärmemenge aufgebracht werden muß.

Diese Formel beschreibt die Wärmemenge beim Einschalten der Heizung, um 
die Box einmal von Umgebungstemperatur auf die Soll-Temperatur zu 
bringen.

Im stationären Zustand muß die Heizung nur die Wärme nachliefern, die 
durch Wärmeleitung über die Gehäuseoberfläche nach Außen an die Umgebung 
abgegeben wird. Je kompakter und kleiner das Gehäuse ist, um so weniger 
Leistung ist erforderlich.

von Paul Baumann (Gast)


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Thomas R. schrob:
>Wenn er die Luft in einer Thermoskanne warm halten will, braucht er
>weniger Leistung wie bei einer Bierflasche. Trotz gleichem Volumen.

Michael schrob:
>Im stationären Zustand muß die Heizung nur die Wärme nachliefern, die
>durch Wärmeleitung über die Gehäuseoberfläche nach Außen an die Umgebung
>abgegeben wird.


Das weiß ich doch. Es ging mir darum, überhaupt eine Größenordnung der
benötigten Leistung zu finden. Ich habe den schlimmsten Fall angenommen.
Heruntergehen kann man immer noch.

MfG Paul

von Thomas R. (Gast)


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Paul Baumann schrieb:
> Ich habe den schlimmsten Fall angenommen.

Nö!
Du hast den einfachsten idealen Fall angenommen.
Du hast angenommen, dass die Luft ideal vom Umfeld isoliert ist.
Nur dann gilt deine Formel Ww=m*c* Delta Theta.
Jede reale Situation erfodert eine höhere Leistung.

von Michael A. (Gast)


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Thomas R. schrieb:
> Nur dann gilt deine Formel Ww=m*c* Delta Theta.
> Jede reale Situation erfodert eine höhere Leistung.

Die Formel hat gar nichts mit Leistung zu tun, es sei denn, das 
Aufheizen muß innerhalb einer bestimmten Zeit erfolgen. Ohne Zeitangabe 
vergleicht man da Äpfel mit Birnen.

von Thomas R. (Gast)


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Michael A. schrieb:
> Thomas R. schrieb:
>> Nur dann gilt deine Formel Ww=m*c* Delta Theta.
>> Jede reale Situation erfodert eine höhere Leistung.
>
> Die Formel hat gar nichts mit Leistung zu tun, es sei denn, das
> Aufheizen muß innerhalb einer bestimmten Zeit erfolgen. Ohne Zeitangabe
> vergleicht man da Äpfel mit Birnen.

Im stationären Fall ist eine konstante Leistung erforderlich.
Die Leistung, um diesen zu erreichen, hängt von der Zeit ab.

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