Wie gehe ich vor, um eine Heizung aus Batterien zu erstellen (AA / AAA / 9V / C / D reicht aus) das dauert so lange wie möglich (je länger, desto besser)?
Ich habe diesen Beitrag gesehen. Aber das dauert nur 45 Minuten und scheint nicht sehr effizient zu sein. Gibt es eine Möglichkeit, die Heizung lange zu halten? Vielleicht, indem sie nicht so heiß wird?
Ich brauche etwas Wärme bis zu \ $ 60 ^ {\ circ} \ $ F deg (wenn sich beispielsweise ein Rohr bei \ $ 30 ^ {\ circ} \ $ F deg befindet, möchte ich es auf \ $ 60 ^ {\ circ} \ $ F erwärmen ).
Kommentare
- Wie viel braucht es zum Aufheizen? Das bestimmt so ziemlich alles andere.
- 50- Zum Beispiel 60 Grad (nicht sehr heiß, ich weiß) Vielen Dank für Ihre Antwort.
- Liegt das 50-60 über der Umgebungstemperatur oder einem Zieltemperaturbereich? F / C?
- Können Sie verwenden Chemische Energie direkt zum Erhitzen Ihres Rohrs? Beispielsweise kann eine alkalische AA-Batterie 6 Wattstunden Energie enthalten. Zum Vergleich: Eine einzelne Teekerze soll beim Verbrennen 150 Wh freisetzen.
- wie groß ist eine Pfeife?
Antwort
Mein Bauchgefühl ist, dass ich mit dieser Art von Batterie nicht mehr als erhalte Ein Handwärmer ist nicht sehr praktisch. Um eine Schätzung zu erhalten, ob die Idee einer batteriebetriebenen Heizung machbar ist, müssen Sie sich die benötigte Energie ansehen:
Beim Heizen von Dingen wird die Energie verwendet, um zwei Dinge zu tun:
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Erhöhen der Temperatur: Um 1 kg Wasser von 30 ° F auf 60 ° F zu erhitzen, benötigen Sie die folgende Energie: (4180 J / K) * 16,7 K = 70 KJ (Wärmekapazität mal Temperaturdifferenz in Kelvin). Als Referenz: Eine alkalische AA-Batterie hat ungefähr 9360 J ( Quelle ). Sie können Ihre eigenen Daten ersetzen, z. Ihre Rohrkombination (wassergefüllt?), um das Ergebnis für Ihre Anwendung zu erhalten.
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Ersetzen der Wärme, die aufgrund einer schlechten Isolierung verloren geht: Wenn z. Ihr Rohr ist wärmer als die Umgebungstemperatur, es wird kälter. Hier können Sie auch die Energie berechnen, die auf diese Weise verloren geht: P = (Temperaturdifferenz) / (Wärmewiderstand), wobei P der in W (= J / s)
Ich würde mit dem Einstecken der Zahlen für Teil 1 beginnen und dann eine Schätzung für Teil 2 hinzufügen („Wenn ich Isolierung X verwende, wie viel Energie würde ich benötigen, damit die Temperatur für die Zeit X konstant bleibt?“). Vergleichen Sie dann den Energiebedarf mit der Menge, die in dem Batterietyp gespeichert ist, den Sie verwenden möchten.
Ich denke, Sie können von einem Wirkungsgrad von nahezu 100% ausgehen, aber die Batterien sollten besser warm sein, sonst liefern sie ihre nicht volle Leistung.
Antwort
Die Formel zur Berechnung der Energie, die zum Aufheizen von etwas benötigt wird, lautet: Q = Masse * spezifische Wärme * Temperaturunterschied. Die Starttemperatur wird nicht unbedingt benötigt, nur die Differenz. In Ihrem Fall wären das ungefähr 17 Grad Celsius (sorry, metrisches System hier). Um 10 g Aluminium zu erhitzen, benötigen Sie Q = 0,01 kg * 0,91 kJ / kg * 17 = 154,7 J (Denken Sie daran, dass 10 g Aluminium nur etwa 2 Gramm mehr wiegen als eine 1-Dollar-Münze – es ist also nicht sehr viel)
Ich denke, mit einem sehr effizienten Setup könnten Sie dies auf drei bis vier Stunden bringen. (2.300 mAh * 1,5 V = 3,5 Wh, Zeit abhängig von Ihrem Ausgangsstrom und der maximalen Leistung Ihres Akkus).
Zu Ihrer Frage, wie Sie die Lebensdauer verlängern können: Verwenden Sie einen sehr effizienten Widerstand (fast 100%) Effizienz) Heizschlange und ein PID-Regler (oder sogar, wenn Sie den integralen Bestandteil weglassen möchten, ein PD-Regler) zur Steuerung der Heizung. Wikipedia hat ziemlich gute Artikel über PID-Regler.
Sie können ein Arduino oder einen anderen Mikrocontroller verwenden, um dies zu implementieren. Denken Sie daran, energieeffizient zu bleiben, daher ist ein Arduino mit all seinen Peripheriegeräten wahrscheinlich nicht die beste Wahl. Vielleicht versuchen Sie stattdessen einen einfachen AtMega 168-Chip. Dieses Tutorial könnte hilfreich sein: http://interface.khm.de/index.php/lab/interfaces-advanced/sleep_watchdog_battery/