배터리로 소형 히터를 만드는 방법

내 직감은 이런 종류의 배터리를 사용하여 손 난로는 실용적이지 않습니다. 배터리로 작동하는 히터의 아이디어가 가능한지 추정하려면 필요한 에너지를 확인해야합니다.

제품을 가열 할 때 에너지는 다음 두 가지 작업에 사용됩니다.

1. 온도 상승 : 1kg의 물을 30 ° F에서 60 ° F로 가열하려면 다음 에너지가 필요합니다. (4180 J / K) * 16.7K = 70KJ (열용량 곱하기 켈빈 온도차). 참고 : 알카라인 AA 배터리는 약 9360J입니다 ( 소스 ). 예를 들어 자신의 데이터를 대체 할 수 있습니다. 파이프 (물이 채워 졌습니까?) 조합을 사용하여 애플리케이션에 대한 결과를 얻습니다.

2. 절연 불량으로 인해 손실 된 열 교체 : 예 : 파이프가 주변 온도보다 따뜻해지면 더 차가워집니다. 여기에서 손실되는 에너지도 다음과 같이 계산할 수 있습니다. P = (온도 차이) / (열 저항) P는 W로 측정 된 손실 열 (= J / s)

1 부의 숫자를 입력 한 다음 2 부에 대한 추정치를 추가합니다 ( “절연 X를 사용하는 경우 X 시간 동안 온도를 일정하게 유지하려면 얼마나 많은 에너지가 필요합니까?”). 그런 다음 필요한 에너지를 사용하려는 배터리 유형에 저장된 양과 비교합니다.

효율성이 거의 100 %라고 가정 할 수 있지만 배터리를 따뜻하게 유지하지 않으면 배터리가 제대로 작동하지 않을 수 있습니다. 최대 전력.

무엇을 가열하는 데 필요한 에너지를 계산하는 공식은 다음과 같습니다. Q = 질량 * 비열 * 온도 차이. 시작 온도는 반드시 필요한 것은 아니며 차이 만 필요합니다. 귀하의 경우 약 섭씨 17 도입니다 (죄송합니다, 여기 미터법). 따라서 알루미늄 10g을 가열하려면 Q = 0.01kg * 0.91kJ / kg * 17 = 154.7 J가 필요합니다 (알루미늄 10g의 무게는 1 달러 동전보다 약 2g 더 많으므로 그다지 많지 않습니다)

매우 효율적인 설정으로 약 3 ~ 4 시간 동안 지속될 수 있다고 생각합니다. (2,300mAh * 1.5V = 3.5Wh, 출력 전류 및 배터리의 최대 전력에 따라 달라짐)

지속 시간을 늘리는 방법에 대한 질문 : 매우 효율적인 저항을 사용하십시오 (거의 100 % 효율) 가열 코일과 PID-Controller (또는 통합 부분을 생략하려는 경우 PD-Controller)를 사용하여 가열을 제어합니다. Wikipedia에는 PID 컨트롤러에 대한 꽤 좋은 기사가 있습니다.

이를 구현하기 위해 arduino 또는 다른 마이크로 컨트롤러를 사용할 수 있습니다. 에너지 효율을 유지하는 것을 잊지 마십시오. 따라서 arduino는 모든 주변 장치에서 최선의 선택이 아닐 수 있습니다. 대신 간단한 AtMega 168 칩을 사용해보십시오. 이 자습서가 도움이 될 수 있습니다. http://interface.khm.de/index.php/lab/interfaces-advanced/sleep_watchdog_battery/