Temperaturregelung eines Heizdraht mit PTC(-Effekt) ?

Im Unterforum Alle anderen elektronischen Probleme - Beschreibung: Was sonst nirgendwo hinpasst

Suchen          Elektronik Forum Nicht eingeloggt       Einloggen       Registrieren



Elektronik- und Elektroforum Forum Index   >>   Alle anderen elektronischen Probleme        Alle anderen elektronischen Probleme : Was sonst nirgendwo hinpasst

Gehe zu Seite ( 1 | 2 Nächste Seite )      

Autor
Temperaturregelung eines Heizdraht mit PTC(-Effekt) ?
Suche nach: temperaturregelung (286) heizdraht (258) ptc (1415)

    










BID = 394859

der Tommy

Gerade angekommen


Beiträge: 5
Wohnort: Bonn
 

  


Hallo zusammen,

ich habe folgendes Problem, zu dem ich noch keine Lösung gefunden habe:

Ich muss ein dünnes, ca. 5m langes Eisenrohr (10mm Innendurchmesser)mit einem Heizdraht um ca. +20Grad erwärmen. Das Rohr ist normalerweise mit Wasser gefüllt, jedoch nicht immer. (nein, es geht hier nicht um einen Frostwächter für die Gartenbewässerungsrohre, die könnte ich einfach entleeren )

Die Heizleistung und Wirkungsgrad habe ich komplett durch berechnet. Ich benötige derzeit ca. 90W (12V). Ich wollte eigentlich Konstantandraht verwenden, mit dem das alles auch sehr gut klappt, wenn das nicht ein kleines Überhitzungsproblem wäre:
Da ich von aussen nicht sehen kann, ob das Rohr vollständig mit Wasser gefüllt ist oder leer ist, befürchte ich eine Überhitzung des Drahtes, wenn der nicht mehr seine Energie an Wasser, sondern nur noch an Luft abgeben kann. Da das Eisenrohr den Strom besser leitet, als der Draht, nahm ich lackisolierten Konstantandraht.

Das Rohr hat stellenweise Gummidichtungen, und die hat es mir leider schon angeschmolzen. Das ist ürbigens auch mit dem Lack passiert, was ja nicht weiter verwunderlich ist, bei ca. 600Grad Oberflächentemparatur.

Es muss mir irgendwie gelingen, die Oberflächentemperatur zu begrenzen, ich brauche aber noch meine ca. 15Watt/1m Heizleistung.

Gibt es keinen Widerstandsdraht, mit einem PTC. Konstantandraht hat ja einen konstanten Widerstandswert (daher ja der Name Konstantan). D.h. ein Widerstandsdraht, der bei ca. 100-150Grad einen so hohen Widerstand hat, das die Stromaufnahme zurückgeht ?

Kann ich ansonsten nur die Drahttemperatur durch eine geringere Heizleistung pro Meter reduzieren ? Notfalls lege ich auch den Draht doppelt (also die 5m hin und wieder 5m zurück), so verteile ich die 90W auf 10m Strecke nicht auf nur 5m.

Eine Temperaturregelung mittels Sensor geht leider auf Grund des sehr kleinen Rohres nicht. Auch muss ich eine lokale Überhitzung verhindern, etwas wenn das waagerechte Rohr nur zu Hälfte gefüllt ist und sich der Heizdraht stellenweise über das Wasser gebogen hat.

Wie funktionieren denn diese Heizfolien (für Terrarien, Autospiegel, etc.) wie sie Conrad z.B. hat. Auf der Folie ist ja auch nur ein Draht in Schleifen aufgebracht, und das Teil liefert auch ca. 35Watt bei einer Abmessung von ca. 30x15cm ? Das kommt ja auch ohne Regelung aus.

Hat einer von Euch einen Tipp für mich ??? Bin für jede Idee dankbar.

Gruss. der Tommy

BID = 394869

Humus

Aus Forum ausgetreten

 

  

Hey,

Willkommen im Forum und Frohe Weihnachten! =)

Für was soll dieses Rohr denn sein?

Ist es nicht möglich einen PTC-Widerstand mit ins Rohr zubauen? Der benötigt ja wirklich nicht viel Platz.

Dabei wäre es eventuell möglich den einfach zwischen den Konstantan-Draht zu löten? und die gelöteten Stellen halt schön mit Schrumpfschlau versehen, dass dein Strom sich nicht den leichtesten Weg sucht!

Das ist nur eine Idee, nicht die schönste und ich weiß auch nicht ob das so funktioniert...

Dann was noch eine möglichkeit wäre, einen PTC zusätzlich in den Rohrbauen und außerhalb des Rohres eine einfache beschaltung um den Strom zu begrenzen, wenn die Temperatur erreicht ist und dann wieder nachzu regelen wenn nötig!

Zu diesem Terrarienheizungen kann ich leider nichts sagen, hatte ich noch nicht in meinen Händen

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Humus am 26 Dez 2006 12:42 ]








BID = 394893

nabruxas

Monitorspezialist



Beiträge: 8512
Wohnort: Alpenrepublik


Zitat :
Ist es nicht möglich einen PTC-Widerstand mit ins Rohr zubauen? Der benötigt ja wirklich nicht viel Platz.


Gibt es auch in SMD Ausführungen! (z.B. Laptop)
Allerdings wird es mit der Strombelastbarkeit nichts, also externe Regelung.
Alternativ: KTY10

[ Diese Nachricht wurde geändert von: nabruxas am 26 Dez 2006 14:42 ]

BID = 394926

Onra

Schreibmaschine



Beiträge: 2388

Hallo,
es gibt selbstregulierende Begleitheizungen für verschiedene Temperaturen:
http://www.google.de/search?hl=de&a.....ng_de
O.

BID = 394963

Humus

Aus Forum ausgetreten


Zitat :
Allerdings wird es mit der Strombelastbarkeit nichts, also externe Regelung.


Das war auch das Problem das ich in dieser ausführung gesehen habe... Aber eine externe Reglung ist ja auch kein großer aufwand!

BID = 395057

der Tommy

Gerade angekommen


Beiträge: 5
Wohnort: Bonn

Ja Danke schon mal für Eure Hinweise.

Ich hatte auch überlegt, eine PTC-Widerstand in das Rohr zu legen, doch ich sah gleich 2 Probleme:
1. der zu hohe Strom bei 12V Spannung immerhin noch ca. 7,5A. Dann muss ich leider das Rohr öffnen, um den externen Schaltkreis zu verlegen. Das ist zwar möglich, aber schlecht.
2. Wenn das waagerechte Rohr nur halb gefüllt ist, und der Heizdraht nicht ganz dicht am Rohrboden anliegt, sondern stellenweise sich nach oben, aus dem Wasser biegt, habe ich an der dieser Stelle eine Überhitzung. Die wird vom PTC dann nicht erfasst.

Daher dacht ich es würde vielleicht einen Widerstandsdraht mit einem PTC-Verhalten geben. Also keinen Konstantan-Draht, der ja gerade speziell entwickelt wurde, um über den gesamten Temperaturbereich der Drahtes einen konstanten Widerstand hat. Sondern vielleicht aus einem Material, das weniger las Heizdraht taugt, weil gerade beim Aufheizen der Widerstand sprunghaft ansteigt.
Ich benötige bei der Länge von ca. 5m etwa 1,6Ohm Widerstand (90W=12V/i -> i= 7,5A; 12V=r*7,5A -> r=1,6Ohm; 1,6Ohm /5m =0,3Ohm/1m Länge).
Zugegeben, ich finde kaum einen Widerstandsdraht, mit nur 0,3Ohm pro 1m. Der von Conrad liegt bei 2,5Ohm/m. Ist aber auch Konstantan. Aber das wäre nicht das Problem, notfalls könnte ich auch mehrere Heizdrähte nacheinander schalten.
Eigentlich würde mir ein Drahtmaterial reichen, was bei Erwärmung seinen Widerstand nur um wenige 1/10-Ohm ansteigt, und über die 5m Länge dann so selbst die Stromaufnahme begrenzt.

Liege ich denn total falsch in meiner Annahme, dass je länger der Draht ist, nicht automatisch die Oberflächentemperatur zurückgehen muss. Denn habe ich nur 5m Drahtlänge (Oberfläche) die 90W verbraten müssen, da komme ich mal locker auf 400-600Grad Oberflächentemperatur, wenn der Draht frei in der Luft hängt, also nicht durch eine Medium (hier Wasser 4160 J/kg Wärmekapazität) gekühlt wird.
Verdoppel ich die Länge auf 10m, so habe ich doch theoretisch die doppelte Länge, um die 90W an die Luft abzugeben, was die Oberflächentemperatur ca. halbieren dürfte ?

Was wäre denn wenn ich normalen Kupferdraht nehme, und 15m (also 3 Bahnen) verlege. Da brauche ich nur noch einen Widerstand (1,6Ohm/15m= 0,106 Ohm/m). Wäre ich da nicht schon im Bereich des Eigenwiderstands von Kupfer ? Dann würde ich gut leitenden Kupferdraht über die 15m die 90W verbraten lassen. Hat Kupfer nicht einen PTC ?

Ich meine Eisendraht hat eine noch höheren Innenwiderstand. Ich könnte da doch auch Eisendraht nehmen (Mal abgesehen davon, das der rostet). Ansonsten habe ich im Hof noch Edelstahldraht (0,3mm) und ne halbe Rolle feinen Alu-Draht, denn ich noch verwenden kann.

Mein Problem ist zudem, dass mein Multimeter vermutlich in diesem kleinen Widerstandsbereichen zu ungenau mit der Messung ist.

Wenn das von mir totaler Schwachsinn ist, wo mache ich einen Denkfehler?

Gruß. der Tommy

BID = 395060

der Tommy

Gerade angekommen


Beiträge: 5
Wohnort: Bonn

Hallo nochmal ich,

Der Hinweis von Onra war gut. Auf "Heizband" bin ich nicht gekommen

Habe das mal im Datenblatt des Hersteller gestöbert und siehe da, es gibt sie, die "self-regulating conductive fibre" Allerdings erfährt man natürlich nicht, aus welchem Material sie besteht. Hier ist der Link zum Datenblatt:
http://docs-europe.electrocomponent.....e.pdf

Es sieht mir so aus, das der Hersteller 2 x 2,3qmm Kupferkabel als Spannungsversorgung legt, die über die "Spacer"-Schicht von einander isoliert werden. Der Widerstandsdraht umwickelt die Kupferleitung und wird so gespeist. Viele kleine (kurze) Heizdrähte, statt einen langen. Also gleiche Prinzip wie ich mir überlegte, mehrer Heizdrähte nach einander zu schalten, nur der macht es hier in ganz kurzen Abständen.
Als Wärmeschild dient dann der hochtemperatur-Polymer und das darauf liegende Kupfergeflecht. Alles das sagt mir, das in inneren des Kabels recht hohe Temperaturen herrschen, die dann über eine große Kabeloberfläche verteilt werden, was effektiv die 40W/m ergibt.

Die Frage die ich mir nun stelle, wenn ein Hersteller sich eine solchen Aufwand in der Produktion macht, dann wird das wohl so einfach, wie ich mir das vorstelle, nicht zu realisieren sein (ich vermute PTC-Verhalten des Widerstandsdrahtes passt da nicht)

Naja... ich bleib da mal dran.

BID = 395112

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
vermute PTC-Verhalten des Widerstandsdrahtes passt da nicht)
In der Tat sind die Temperaturkoeffizienten von metallischen Leitern zu gering, um bei einer so geringen Temperaturdifferenz regulierend zu wirken.
Solche PTCs bestehen aus einem Polymer (es gibt auch keramische Massen), das mit leitenden Partikeln wie Grafit oder Silber gefüllt ist. Durch die Wärmeausdehnung des Kunststoffs berühren sich die Partikel ab einer bestimmten Temperatur nicht mehr und dann steigt der Widerstand steil an.

Warum heizt du das Eisenrohr nicht direkt, indem du einen starken Strom aus einem Transformator durchschickst ?
Eine Lötpistole hat vermutlich zu wenig Spannung und zuviel Strom, aber der Trafo aus einem Mikrowellenherd, bei dem man die Hochspannungswicklung heruntergesägt und durch einige Windungen sehr dicken Kupferdraht ersetzt hat, könnte gut funktionieren.



_________________
Haftungsausschluß:



Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.



Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.



Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !

BID = 395201

der Tommy

Gerade angekommen


Beiträge: 5
Wohnort: Bonn

Ahhh ! Jetzt bin ich schlauer. Nun ist mir klar warum Polymere dafür genommen werden.

Mit "Rohr direkt heizen" meinst du vermutlich das Eisenrohr als als Widerstand selbst zu nutzen, statt dem Draht, oder ?

Ich vermute mal, wenn ich das Eisenrohr direkt an einen Bleiakkus mit 12V, 42AH anklemme, werde ich schon schnell merken, ob der Eigenwiderstand des Rohres (ca. 1,6Ohm auf die 5m Länge ) groß genug ist, oder ob die Funken fliegen ?
Mein Problem ist zur Zeit noch, ich weiß nicht wie hoch der Widerstand des Eisenrohres selbst ist. Ich traue da meinem Multimeter nicht wirklich. Das zeigt bereits 0,3Ohm an wenn ich nur die beiden Messspitzen aufeinander halte.

Hat jemand vielleicht einen groben Anhaltswert für den Eigenwiderstand pro Meter für Eisen und Kupfer?

In Anbetracht der erheblichen Kapazität meines Bleiakkus von immerhin 42Ah bei 12V, ist das ne Menge Energie, die da plötzlich in Freie will (42Ah sind immerhin 504W/h oder 1.814.400 Ws, was einer Kraft von 1.8 MJ, bzw. 1.8 MNm entspricht). Das reicht, um sich bei mir Respekt zu verschaffen

Kann es einen "Kurzschluss" überhaupt geben ? Oder fließt irgendwann nur ein so hoher Strom, das entweder die Stromquelle die Grätsche macht, oder halt die Leitungen (Sicherung). Nach dem Ohmschen Gesetz (oder war es die Gleichung ?) U=R*I -> I=U/R kann der Strom ja nur gegen unendlich gehen, wenn der Widerstand gegen 0 läuft. Das passiert ja in der Praxis nicht, das jeder Stoff einen Eigenwiderstand hat. Bei 0,1Ohm würden "lediglich" 120A fließen, bei 0,01Ohm bereits 1200A. Wie hoch ist der Schweissstrom bei einem Billig-Baumarkt-Elektroden-Schweissgerät ?

Fragen über Fragen, ich weiß. Eure Antworten waren mir sehr bislang sehr hilfreich. Danke.

Gruß. der Tommy.

BID = 395218

der Tommy

Gerade angekommen


Beiträge: 5
Wohnort: Bonn

Ohh, ich glaube das ist nicht so eine gute Idee, das Eisenrohr direkt zu heizen, also das Rohr direkt an die Stromquelle zu klemmen.

Hab gerade bei Wikipedia nach "spezifischem Widerstand" gesucht und fündig geworden ( http://de.wikipedia.org/wiki/Spezifischer_Widerstand )

Wenn ich alles richtig gerechnet habe, würde mein 12mm-Eisenrohr (Wandstärke 1mm) nur 0,01447 Ohm auf 5m Länge Widerstand leisten, also locker 829,3A Strom aufnehmen. Was da mein Akku von hält, oder das Rohr selbst ? Ich wollte eigentlich nur heizen, nicht schweissen.

Kurz die Berechnung:
R[Ohm] = rho[Ohm*qmm/m] * l[m] / A[qmm], also ist der Widerstand um so kleiner, je grösser der Querschnitt (Fläche A in qmm) des Leiters ist, was ja logisch ist, denn der Strom hat mehr Fläche, um sich zu verteilen, was den elektrischen Widerstand senkt.

Eisen hat eine spezifischen Widerstand (rho) von 0,1 Ohm*qmm/m, also leistet 0,1Ohm Widerstand bei 1m Länge (l) und einer Drahtstärke (Fläche A) von 1qmm.

Mein Eisenrohr hat leider nicht nur 1qmm Fläche, sondern gleich 34,55qmm (12mm Aussendurchmesser, 1mm Wandstärke). Und so komme ich nur auf 0,00289 Ohm/m oder 0,01447 Ohm auf die 5m Länge.

Kupferrohr leitet ja noch besser (rho=0,0178 Ohm*qmm/m), da wäre ich nur bei 0,002527 Ohm auf die 5m, was nur lächerliche 4669A verursacht.

Nee, nee, schade die Rohrheizidee wäre so einfach, aber nicht umsetzbar, es sei denn ich verlänger das Eisenrohr auf 110m.


Im Umkehrschluss heisst das für mich, ich muss bei meiner Drahtheizung bleiben, und prinzipiell den Querschnitt des Drahtes nur klein genug wählen, dann geht es gar mit einem Kupferdraht. Bezüglich des Schmelzpunktes nehmen sich Kupfer und Konstantan gar nicht so viel, Cu:1084 Grad C, Konstantan :1225 Grad C. Es könnte echt auch mit einem billigen Kupferdraht gehen.

BID = 395251

Humus

Aus Forum ausgetreten


Zitat :
ch traue da meinem Multimeter nicht wirklich. Das zeigt bereits 0,3Ohm an wenn ich nur die beiden Messspitzen aufeinander halte.


Das sollte nicht so das Problem sein, wenn du weißt das du einen Widerstand von 0,3Ohm misst, wenn du die beiden Prüfspitzen zusammen hälst, dann ziehst du einfach von deinem Messergebis die 0,3Ohm ab.

Und wenn du deine Messung dann ganz genau haben willst, musst du auch die toleranz des Messgerätes berücksichtigen!

Bei einem Kupferdraht wirst du aber auch das Problem haben, das der sich als weiter erwärmt, da du ja keinen Strom begrenzt. Sondern konstant deinen Stromfließen lässt. Also quasi das gleiche Problem wie bei dem Widerstandsdraht, oder?

BID = 395320

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Wenn ich alles richtig gerechnet habe, würde mein 12mm-Eisenrohr (Wandstärke 1mm) nur 0,01447 Ohm auf 5m Länge Widerstand leisten, also locker 829,3A Strom aufnehmen. Was da mein Akku von hält, oder das Rohr selbst ? Ich wollte eigentlich nur heizen, nicht schweissen.

Ich hatte ja auch nichts von einer Autobatterie gesagt, sondern von einem Transformator und du wolltest lediglich rund 100W Heizleistung haben.
Bei einem Querschnitt von 37mm2 und einer gegenüber Kupfer 8fach schlechter angenommenen Leitfähigkeit des Stahls, hätte dein Rohr einen Widerstand von etwa 19mOhm. Dazu gehört dann ein Strom von 73A und eine Spannung von 1,4V.
Beides sind Werte, die man mit eimem Transformator bequem herstellen kann.


_________________
Haftungsausschluß:



Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.



Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.



Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !

BID = 395336

Humus

Aus Forum ausgetreten


Zitat :
Dazu gehört dann ein Strom von 73A und eine Spannung von 1,4V.


Und das Rohr darf man dann aber auch nicht mehr anfassen, oder?

Trägt diese Art zu Heizen zur schnelleren Alterung des Rohres bei? Oder macht das dem Rohr nichts aus?

BID = 395337

nabruxas

Monitorspezialist



Beiträge: 8512
Wohnort: Alpenrepublik


Zitat :
Und das Rohr darf man dann aber auch nicht mehr anfassen, oder?


Nur wenn es kalt ist, ansonsten gibt es Blasen!


Zitat :
Trägt diese Art zu Heizen zur schnelleren Alterung des Rohres bei? Oder macht das dem Rohr nichts aus?


Herdplatten werden ja auch nicht so schnell kaputt.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: nabruxas am 28 Dez 2006 16:28 ]

BID = 395338

Humus

Aus Forum ausgetreten

Ich meinte wegen den 73A, oder kann da nicht wirklich etwas passieren, da es nur 1,4V sind?


      Nächste Seite
Gehe zu Seite ( 1 | 2 Nächste Seite )
Zurück zur Seite 0 im Unterforum          Vorheriges Thema Nächstes Thema 


Zum Ersatzteileshop


Bezeichnungen von Produkten, Abbildungen und Logos , die in diesem Forum oder im Shop verwendet werden, sind Eigentum des entsprechenden Herstellers oder Besitzers. Diese dienen lediglich zur Identifikation!
Impressum       Datenschutz       Copyright © Baldur Brock Fernsehtechnik und Versand Ersatzteile in Heilbronn Deutschland       

gerechnet auf die letzten 30 Tage haben wir 42 Beiträge im Durchschnitt pro Tag       heute wurden bisher 1 Beiträge verfasst
© x sparkkelsputz        Besucher : 161598881   Heute : 1787    Gestern : 16985    Online : 369        17.10.2021    8:07
7 Besucher in den letzten 60 Sekunden        alle 8.57 Sekunden ein neuer Besucher ---- logout ----viewtopic ---- logout ----
xcvb ycvb
0.0477530956268