Hallo zusammen, da ich neu hier bin ganz kurz zu meiner Person. Mein Name ist Florian, bin 24 und studiere Maschinenbau. Hoffe ich bin hier auch richtig. Wenn nicht tut es mir sehr leid. Ich bin auf der Suche nach einem Heizelement der (relativ) einfachen Art. Habe in erster Linie an ein Peltier Element gedacht, da mir ein Heizdraht Heizmatte zu ineffizient erscheint...?? oder gibt es etwas in dieser Richtung? Ziel ist es, eine Fläche von 10x10 mm +-5mm auf ca 45°C +- 5°C bei Zimmertemperatur zu erhitzen. über einen kurzen und variablen Zeitraum von 5 sec- max ca.30 sec. Dieser Vorgang soll möglichst oft wiederholt werden können, ohne gleich die Akkus laden zu müssen. Das Ganze muss mit Akkus betrieben werden. Entweder 2 Parallel geschalteten AA Batterien (1,2V bei je 2500-3000 mAh) oder 4 Parallele AAA (1,2V bei 1500-1900 mAh). Anzusteuern ist es über einen Taster… Ohne Sicherung ect. Wobei ich über eine Tempersteuerung auch nachdenke um das ganze nicht wärmer wie 50°C zu bekommen. Diese darf aber nicht zu groß werden, da das ganze in einem Bauraum vom ca. 30x30x100 mm untergebracht werden sollte. Wenn dann noch Platz vorhanden ist, wäre eine Ladeschaltung über einen 5V DC anschluss auch echt cool, aber kein Muss. Denke das überschreitet die Baugröße. So… Dies wären meine Kriterien die ich mir an das ganze gesetzt habe. Hat jemand für das ein oder andere ne Idee wie ich dies realisieren könnte?? Habe zurzeit ein TEC1-01703 Peltier zur Probe mal hier, was wenn ich das im Kopf mal überschlage die Akkus recht schnell leer bekommt denke ich.
Florian schrieb: > Ich bin auf der Suche nach einem Heizelement der (relativ) einfachen > Art. Das ist typischerweise ein Widerstand > Habe in erster Linie an ein Peltier Element gedacht, da mir ein > Heizdraht Heizmatte zu ineffizient erscheint...?? Der Wirkungsgrad eines Widerstandes zur Erzeugung von Wärme beträgt 100 %. :-) > Ziel ist es, eine Fläche von 10x10 mm +-5mm auf ca 45°C +- 5°C bei > Zimmertemperatur zu erhitzen. Es gibt da wohl Formeln, mit denen Du die dafür nötige Wärme- leistung errechnen kannst. Das müsstest Du aber schon selbst erledigen. > über einen kurzen und variablen Zeitraum von 5 sec- max ca.30 sec. > Dieser Vorgang soll möglichst oft wiederholt werden können, ohne gleich > die Akkus laden zu müssen. > Das Ganze muss mit Akkus betrieben werden. Entweder 2 Parallel > geschalteten AA Batterien (1,2V bei je 2500-3000 mAh) oder 4 Parallele > AAA (1,2V bei 1500-1900 mAh). Ob ein solcher Akku ausreicht, lässt sich erst dann sagen, wenn man die nötige Wärmeleistung weiss. > Wobei ich über eine Tempersteuerung auch nachdenke um das ganze nicht > wärmer wie 50°C zu bekommen. Das ist sinnvoll und elektronisch auch nicht besonders aufwändig. Gruss Harald
Harald Wilhelms schrieb: >> Habe in erster Linie an ein Peltier Element gedacht, da mir ein >> Heizdraht Heizmatte zu ineffizient erscheint...?? > > Der Wirkungsgrad eines Widerstandes zur Erzeugung von Wärme > beträgt 100 %. :-) Ist nicht das Peltier doch besser? Es setzt die eingesetzte Energie auch in Wärme um, aber gleichzeitig schafft es noch auf der anderen Seite schon vorhandene Wärme auf die warme Seite rüber. Wenn es einen nicht stört daß es auf der anderen Seite kälter wird und man von dort schnell genug wieder neue Raumwärme nachliefern kann (z.B. "Kühl"körper und Lüfter), wird das Peltier deshalb unterm Strich besser als der Widerstand beim Erhitzen dieser Fläche sein.
Es fehlen einige Angaben zu Deinem Projekt. Interssant wäre z.B. das zu erwärmende Material und vorallem dessen Volumen und in welchem Zeitraum das ganze auf Temperatur sein soll. Rechne das ganze erstmal aus, dann weisst Du wieviel Wärmeenergie notwendig ist. Je nach benötigter Wärmemenge kann man dann Entscheiden was passend wäre. Übrigends haben TEC-Elemente einen relativ schlechten Wirkungsgrad, was bei Akkubetrieb wohl nicht wirklich sinnvoll ist. Mfg Hans
Florian schrieb: > Hoffe ich bin hier auch richtig. Wenn nicht tut es mir sehr leid. Nein, hier ist das Kinderwickelforum. Florian schrieb: > der (relativ) einfachen > Art. > Habe in erster Linie an ein Peltier Element... Florian schrieb: > Heizdraht Heizmatte zu ineffizient erscheint...?? Florian schrieb: > ohne gleich > die Akkus laden zu müssen. Florian schrieb: > wenn ich das > im Kopf mal überschlage die Akkus recht schnell leer Da ist es mit den Grundlagen noch nicht so weit. Nach einem halben Semester schon solche praktischen Aufgaben...?
Hallo, wenn man schon eine technische Aufgabenstellung hat und diese nicht selber umsetzen kann, dann sollte man sich zumindest bemühen, technisch relevante und korrekte Angaben zu machen. > Florian schrieb: > Ziel ist es, eine Fläche von 10x10 mm +-5mm auf ca 45°C +- 5°C bei > Zimmertemperatur zu erhitzen. Eine Fläche erhitzen??? Eine Fläche hat keine Masse und damit auch keine Wärmekapazität. > über einen kurzen und variablen Zeitraum von 5 sec- max ca.30 sec. > Dieser Vorgang soll möglichst oft wiederholt werden können, ohne gleich > die Akkus laden zu müssen. Und was soll jetzt diese Info, die praktisch ohne Wert ist? > Das Ganze muss mit Akkus betrieben werden. Entweder 2 Parallel > geschalteten AA Batterien (1,2V bei je 2500-3000 mAh) oder 4 Parallele > AAA (1,2V bei 1500-1900 mAh). Und wer hat festgelegt, dass die Akkus parallel geschaltet werden müssen? Zu den Heizelementen wurde ja schon was geschrieben. Wozu du da unbedingt Peltierlemente benutzen willst, ist unklar. Ansonsten setzt so ziehmlich jedes beliebige Heizelement die elektrische Energie zu 100% in Wärme um. Das wurde auch schon geschrieben. Um die Sache extrem einfach zu machen und auf die Temperaturregeleung verzichten zu können, denke mal über die Verwendung von PTC-Elementen als Heizung nach. Diese regeln die Temp. selbst. http://www.eichenauer.de/cms/fileadmin/eichenauer/pdf/Bereiche/Automotive_Produkt%C3%BCbersicht.pdf http://www.epcos.com/inf/55/db/PTC_12/PTC_Heating_B59060_A60.pdf Gruß Öletronika
U. M. schrieb: > Eine Fläche hat keine Masse und damit auch keine Wärmekapazität. Aber immerhin hat eine Fläche eine Oberfläche, über die Wärme an die Umgebung abgegeben wird. Für die Wärmeverluste ist sie damit ausschlaggebend. Für die Erwärmungsgeschwindigkeit wiederum müßte man neben der Masse auch die spezifische Wärme, hilfsweise das zu erwärmende Material kennen.
Hallo, vielen Dank für die schnellen Antworten, auch wenn die meisten eher destruktiver Natur waren. Aber nun gut. Trotzdem vielen Dank. Ich denke ich sollte klarstellen, dass dies keine Aufgabe aus meinem Studium ist, da ich Elektrotechnik noch nicht im Lehrplan hatte und dementsprechend noch nicht gehört habe. Und entschuldige mich hier aufrichtig, sollte ich mich nicht würdig genug ausgedrückt haben. Kommt einem so vor, als warten hier manche nur darauf Leute wie mich in der Luft zu zerreißen ^^ Es wurden aber ein paar interessante Stichpunkte in den Raum geworfen, wo ich einen Ansatz bekomme, welche Rechnungen ich alles erledigen sollte (vielleicht auch vor meinem Beitrag hätte machen können, ja…) Es geht lediglich um eine Oberfläche. Diese kann auch aus Papier oder auch dem eigenen Finger bestehen. Das Volumen und das Material sind also nicht wichtig. Im Grunde reicht es mir, wenn ich ein Bauteil habe, was eine Ebene Oberfläche in besagter Größe hat (der Einfachheit ohne Toleranz von 10x10 mm) und seine eigene Oberfläche auf besagte Temperatur aufheizt. Das ein Heizelement in irgendeiner Art immer ein Wiederstand ist, war mir bewusst. Jedoch suche ich eben diese, dessen Hauptaufgabe die Wärmeerzeugung ist und nicht der Wiederstand. Möglichst flach und möglichst stromsparend.
Florian schrieb: > vielen Dank für die schnellen Antworten, auch wenn die meisten eher > destruktiver Natur waren. Das sehe ich anders. > Es geht lediglich um eine Oberfläche. Diese kann auch aus Papier oder > auch dem eigenen Finger bestehen. Das Volumen und das Material sind also > nicht wichtig. Doch, das ist von entscheidender Wichtigkeit für die Berechnung der nötigen Heizleistung. > Das ein Heizelement in irgendeiner Art immer ein Wiederstand ist, war > mir bewusst. Jedoch suche ich eben diese, dessen Hauptaufgabe die > Wärmeerzeugung ist und nicht der Wiederstand. Die Hauptaufgabe eines Widerstands ist es, elektrische Leistung in Wärme umzuwandeln. Gruss Harald
Florian schrieb: > Es geht lediglich um eine Oberfläche. Diese kann auch aus Papier oder > auch dem eigenen Finger bestehen. Das Volumen und das Material sind also > nicht wichtig. Da bist du etwas auf dem Holzweg. Die Physik richtet sich nicht nach deinen Wünschen. Die Temperatur einer Oberfläche wird durch dein dynamisches Gleichgewicht von Energieflüssen bestimmt und dazu gehört eben auch der Energiefluß zur Erwärmung/Abkühlung des an die Oberfläche grenzenden Materials, in diesem Fall hauptsächlich durch Wärmeleitung.
Früher, in der guten alten Zeit, mussten auch Maschbauer etwas Physik belegen. Da lernte man dann die Grundlagen von Arbeit und Leistung. Auch Thermodynamik war Pflichtfach. Man konnte Einheiten ineinander umrechnen. Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit, Wärmewiderstand waren keine Fremdworte. Vorher, auf der Schule, lernte man lesen. Aber heute ist offensichtlich alles anders. Du fragst nach einer Lösung. Man zählt dir die Defizite in der Aufgabenstellung auf. Darauf gehst du nicht ein sondern gibst die beleidigte Leberwurst. Ich fasse dann mal zusammen: Ein Widerstand (ohne "e") setzt die zugeführte Leistung zu 100% in Wärme um. Wenn man ihn in der der Variante "PTC" nimmt, regelt er auch gleich noch die Temperatur. Es gibt ihn z.B. als Scheibe mit 10mm Durchmesser. Ein Peltier Element transportiert mehr Wärme als es elektrische Leistung aufnimmt. Es hat aber einen schlechten Wirkungsgrad und ist nur sinnvoll, bei geringen Temperaturdifferenzen. Außerdem hat es eine recht große Wärmekapazität, die auch beim Start aus dem Akku gefüttert werden will. Imho ist es die schlechtere Variante.
das mit dem Peltierlement ist schon ok. Bei Conrad gibt es ein entsprechendes mit Datenblatt dazu. Lt. diesem hast du bei 5,7W elektrischer Leistung eine Wärmepumpenleistung von 3,9W. Das entspricht auf der warmen Seite einer Heizleistung von 9,6W, wenn du die kalte seite auf Raumtemperatur hältst. Das entspricht einem Wirkungsgrad von ca. 170% bei kleineren Leistungen könnte der Wirkungsgrad sogar noch besser sein. die Nennspannung ist mit 1,9V angegeben, mit 1,5V hast du daher etwas weniger Leistung, aber um die Oberfläche aus 45° aufzuheizen, reicht das, wenn du nicht gerade Eiswürfel drauflegen willst. Eine Temperaturregelung wäre dringend anzuraten.
Vorteil eines Peltierelements: Man kann schneller regeln. Nachteil in deiner Anwendung: Das Peltierelement benötigt auf der anderen Seite Kühlkörper. Damit steigt die Oberfläche deiner Anordnung was letztendlich mehr Leistung erfodert als allein die 10x10cm Platte zu heizen.
Roland L. schrieb: > Lt. diesem hast du bei 5,7W > elektrischer Leistung eine Wärmepumpenleistung von 3,9W. Ich habe jetzt keine Lust, mich bei C durch die ganze Reihe von Peltier-Elementen zu klicken, um das von dir zitierte Datenblatt zu finden. Vermutlich hast du bei deinen Daten aber das kleine Wörtchen "max." ignoriert und damit die internen Verluste des Elements, die auftreten, wenn nicht nur ein Wärmefluß, sondern auch eine Temperaturdifferenz zwischen den beiden Seiten vorhanden ist. Einen Heizwiderstand kannst du thermisch von der Umwelt gut isolieren, ein Peltier-Element prinzipbedingt nicht.
> Lt. diesem hast du bei 5,7W > elektrischer Leistung eine Wärmepumpenleistung von 3,9W. Das entspricht > auf der warmen Seite einer Heizleistung von 9,6W, wenn du die kalte > seite auf Raumtemperatur hältst. > Das entspricht einem Wirkungsgrad von ca. 170% Die Rechnung stimmt leider nur bei einer Temperaturdifferenz von 0° (also wenn die berflächentemperatur nicht über der Raumtemperatur liegt). @Florian: wenn du nur eine heiße Oberfläche brauchst (z.B. um ein Strahlungsthermometer auszutesten), dann suche dir ein Heizelement mit möglichst geringer Wärmekapazität. Eine Heizfolie, die du nicht aufklebst sondern thermisch isolierst, könnte das richtige für dich sein. http://www.conrad.de/ce/de/product/532878/Heizfolie-selbstklebend-Thermo-L-x-B-110-mm-x-77-mm-Betriebsspannung-12-V-Leistung-12-W?ref=searchDetail
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