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Nachricht |
Werni
Anmeldungsdatum: 19.01.2016
Beiträge: 3
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 Werni Verfasst am: 19. Jan 2016 08:43 Titel: Dämmstärke berechnen |
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Meine Frage:
Hallo,
ich hoffe jemand kann mir helfen. Mein Ziel ist es eine eigene kleine Heizkammer zu bauen. Im Inneren der Kammer soll bis zu einer Temperatur von 175°C geheizt werden können. Das Heizen geschieht über zwei Heizstäbe mit je 144 W Heizleistung. Der Innenraum der Fläche beträgt A = 0,427m^2. Die Außentemperatur der Heizkammer soll nicht mehr als 40°C sein. Als Isoliermaterial möchte ich eine Aerogel XTF Matte verwenden. Diese ist Hitzebeständig und besitzt einen Wärmeleitkoeffizienten von lambda = 0,028W/mK @ 200°C.
Nun zu meiner Frage: Wie berechne ich die benötigte Isolierstärke?
Meine Ideen:
Mein bisheriger Ansatz:
-Ansatz: Leistung der Heizstäbe geht 1:1 in Wärmeenergie über.
-Berechnung des Wärmestroms: 288W = Q = (lambda*A*dT)/s
-Auflösung nach s = 5mm
Kann es wirklich sein, dass ich mit nur 5mm dämmen muss??? Das kommt mir etwas sehr wenig vor. Die Temperaturschränke aus der Industrie haben in dem Temperaturbereich ca. 5cm.... |
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positive
Anmeldungsdatum: 06.12.2013
Beiträge: 494
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| positive Verfasst am: 19. Jan 2016 15:04 Titel: Re: Dämmstärke berechnen |
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| Werni hat Folgendes geschrieben: |
Kann es wirklich sein, dass ich mit nur 5mm dämmen muss??? Das kommt mir etwas sehr wenig vor. Die Temperaturschränke aus der Industrie haben in dem Temperaturbereich ca. 5cm.... |
Aus dem Lambda-Wert kann man nicht auf die Dicke schließen. Ausserdem hat man immer einen Wärmeverlust. Du musst diesen Wert durch die Dicke (in Meter) des Dämmmaterials teilen, dann hast du m^2, der Watt/(m^2*K) ist. Die Frage ist eher, ob bzw. ab wann sich dicke Dämmung wirtschaftlich lohnt. |
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Werni
Anmeldungsdatum: 19.01.2016
Beiträge: 3
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| Werni Verfasst am: 19. Jan 2016 15:27 Titel: |
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Hallo,
vielen Dank für die Antwort.
Mir geht es bei der Dämmung eher darum, mir an der Außenseite nicht die Finger zu verbrennen. Wie dick muss ich dämmen, um maximal 40°C an der Außenseite zu erreichen. |
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positive
Anmeldungsdatum: 06.12.2013
Beiträge: 494
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borromeus
Anmeldungsdatum: 29.12.2014
Beiträge: 509
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| borromeus Verfasst am: 20. Jan 2016 00:06 Titel: |
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| Werni hat Folgendes geschrieben: | Hallo,
vielen Dank für die Antwort.
Mir geht es bei der Dämmung eher darum, mir an der Außenseite nicht die Finger zu verbrennen. Wie dick muss ich dämmen, um maximal 40°C an der Außenseite zu erreichen. |
Bei welcher Umgebungstemperatur?
Mit Deiner Formel berechnest Du ja nur die Isolierung bei einer Heizung von 288 Watt auf einen größeren Schuhkarton wenn die Aussentemperatur 40°C ist, und nicht dass an der Oberfläche nicht mehr als 40°C erlaubt sind. |
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Werni
Anmeldungsdatum: 19.01.2016
Beiträge: 3
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| Werni Verfasst am: 20. Jan 2016 07:11 Titel: |
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Wie berechnet man das in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur?
Angenommen die Umgebungstemperatur beträgt 40°C und die Außenseite meines "Schuhkartons" darf nicht wärmer als 50°C sein.
@positive Genau die Formel habe ich doch oben verwendet 
Vielen Dank. |
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positive
Anmeldungsdatum: 06.12.2013
Beiträge: 494
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| positive Verfasst am: 20. Jan 2016 12:23 Titel: |
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| Werni hat Folgendes geschrieben: |
@positive Genau die Formel habe ich doch oben verwendet
Vielen Dank. |
Der Wäremverlust kann nicht gleich der Wäremeleistung von 288W sein, bei 5mm Dämmschicht, oder? Dann brauchst du keine mehr. Der sollte etwas niedriger sein.
Ich meinte wenn auf der linken Seite der Formel 40 Grad in Watt stünde, dann könnte man auf die Dicke schließen. An der Oberfläche aussen hätte man 40 Grad. Vielleicht kennt sich ja jemand besser aus. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 20. Jan 2016 14:16 Titel: |
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| Werni hat Folgendes geschrieben: | | Kann es wirklich sein, dass ich mit nur 5mm dämmen muss??? |
Ja. Allerdings hast Du sehr großzügig abgerundet. Tatsächlich ergibt sich eine Schichtdicke von 5,6mm. Dabei ist allerdings eine konstante Temperaturleitfähigkit innerhalb der Dämmschicht vorausgesetzt, was in der Realität nicht der Fall ist, da die Temperaturleitfähigkeit stark temperaturabhängig ist. Bei 175°C, also an der Innenwand ist sie, wie von Dir genannt, etwa 0,028W/(m*K), bei 40°C, also an der Außenwand nur 0,020W/(m*K).
| Werni hat Folgendes geschrieben: | | Die Temperaturschränke aus der Industrie haben in dem Temperaturbereich ca. 5cm.... |
Wenn Du mit 5cm dämmen würdest, bekämest Du bei einem kontinuierlichen Wärmestrom von 288W eine Innentemperatur um die 500°C. Die Berechnung ist nicht ganz einfach, da die Wärmeleitfähigkeit nicht linear von der Temperatur abhängt und damit die Wärmeleitfähigkeit in der Isolation nicht konstant ist. Die Innentemperatur wird im Allgemeinen durch eine Temperaturregelung konstant gehalten. Wenn Du die in Deinem Fall nicht vorsiehst, werden kleinste Abweichungen von der berechneten Wanddicke zu einer deutlich höheren oder niedrigeren Innentemperatur als der gewünschten führen.
| positive hat Folgendes geschrieben: | | Aus dem Lambda-Wert kann man nicht auf die Dicke schließen. |
Warum denn nicht, wenn man die durchströmte Fläche und den Wärmestrom kennt?
| positive hat Folgendes geschrieben: | | Ausserdem hat man immer einen Wärmeverlust. |
Was meinst Du denn damit? Der gesamte Wärmestrom von 288W geht durch die Wände nach draußen, basta. Was meinst Du also mit "Verlust"?
| positive hat Folgendes geschrieben: | | Dann müsstest du von Watt in Temperatur umrechnen |
Wie willst Du das machen? Leistung und Temperatur sind doch vollkommen unterschiedliche physikalische Größen.
| borromeus hat Folgendes geschrieben: | Bei welcher Umgebungstemperatur?
Mit Deiner Formel berechnest Du ja nur die Isolierung bei einer Heizung von 288 Watt auf einen größeren Schuhkarton wenn die Aussentemperatur 40°C ist, und nicht dass an der Oberfläche nicht mehr als 40°C erlaubt sind. |
Das ist nicht richtig. Die Umgebungstemperatur spielt keine Rolle, sofern die erwünschte Innentemperatur überhaupt erreicht wird. Das ist aber wieder eine ganz andere Rechnung. Hier wurde davon ausgegangen, dass die Innentemperatur 175°C und die Temperatur an der Außenwand 40°C beträgt.
| positive hat Folgendes geschrieben: | | Der Wäremverlust kann nicht gleich der Wäremeleistung von 288W sein, |
Noch einmal meine Frage an Dich: Was soll denn der Wärmeverlust sein, wenn nicht der Wärmestrom durch die Außenwände? Und der ist gleich der elektrisch zugeführten Leistung.
Tipp an Werni. Isoliere deine Wärmekammer mit 1cm XTF oder auch dicker und statte sie mit einer Temperaturregelung aus. |
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positive
Anmeldungsdatum: 06.12.2013
Beiträge: 494
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| positive Verfasst am: 20. Jan 2016 17:31 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Warum denn nicht, wenn man die durchströmte Fläche und den Wärmestrom kennt? |
Stell mir doch nicht soviele Fragen, nicht jeder ist so klug wie du. |
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borromeus
Anmeldungsdatum: 29.12.2014
Beiträge: 509
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| borromeus Verfasst am: 20. Jan 2016 18:39 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: |
| borromeus hat Folgendes geschrieben: | Bei welcher Umgebungstemperatur?
Mit Deiner Formel berechnest Du ja nur die Isolierung bei einer Heizung von 288 Watt auf einen größeren Schuhkarton wenn die Aussentemperatur 40°C ist, und nicht dass an der Oberfläche nicht mehr als 40°C erlaubt sind. |
Das ist nicht richtig. Die Umgebungstemperatur spielt keine Rolle, sofern die erwünschte Innentemperatur überhaupt erreicht wird. Das ist aber wieder eine ganz andere Rechnung. Hier wurde davon ausgegangen, dass die Innentemperatur 175°C und die Temperatur an der Außenwand 40°C beträgt.
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Hmm, diese Aussage erscheint aber auch nicht richtig, weil wenn vor Heizbeginn mehr als 40°C im Raum sind, wird man kaum an der Oberfläche 40°C erreichen.
Ergänzung: wie schaut die Sache aus wenn die Umgebungstemperatur vor Heizbeginn 39°C ist. Wenn ich dann nicht mehr als 40°C an der Oberfläche des Ofens haben möchte muss die Isolierung entsprechend dicker sein, zumindest meiner Meinung nach. |
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