Värmeelement

[Bittämjaren]

Kalkylatorn beräknar hur lång tråden blir samt strömmen i den men INTE hur varm den blir, pröva 12V 500W 0,3mm = 10mm lång... hur långlivad blir den tråden tror ni
I tugo's fall där maxeffekten skall vara 500W, tror jag man behöver använda 2 till 3 mm tråd innan det blir hanterbara temperaturer på tråden, samt trådstabilisator för att undvika kortslutning och effekt förlust som du säger McB, packa och gjuta alltihopa med magnesiumdioxid om jag inte minns fel för att få bra värmeledningsförmåga från värmetråden och ut i höljet (röret).

[Göran]

Nej, kalkylatorn räknar inte ut temperaturen hos tråden och temperaturen blir ju avgörande för vad som händer. I framtiden kanske kalkylatorn blir mer komplett.

[tugo]

Hej!
Tack för de svar som kommit in, medan jag varit inaktiv på forumet. Meddelas kan dock att mitt hemmasnickrade element verkar fungera. Kylen blir kall. Jag vågar dock inte lita på grejorna ännu och eftersom jag endast är i stugan under helgerna så kopplade jag in mina köpedumplaster när jag åkte hem. Och det var klokt, eftersom jag hade blivit mycket oroad om jag lämnat mitt hemsnickeri på efter att ha läst era inlägg. Hu!

Som det ser ut nu så gjorde jag en slinga av 1 mm kanthaltråd med längden 23 cm. Alltså ett element som ska kunna ge 500 W - eller efter mitt behov - som ska kunna ta emot 500W dumpad energi. Jag har 2X90 W solpanel och en Black 300 som levererar ström och nu under helgen då solen sken, samt att det blåste en hel del, så dumpade jag som mest in 170 W i den stackars tråden, enligt min morningstar-panel. Min oro som fick mig att koppla ur slingan grundade sig främst i att tråden blev mycket varm, så pass varm att värmen leddes in i den kabel som matar elementet. Kabeln jag använder ar ca 16 mm2, och det som oroade mig var att den skulle bli så varm att det trä där den sitter klamrad skulle riskera att antändas. Ja, och som står att läsa i inlägg ovan så kan man ju glömma att jobba med tennlödning där man ansluter elementet mot matningen. Det hade jag dock redan gissat, så jag bankade i i hop kablarna med ett crimpverktyg redan från början. Och inte för att verka smart, så vill jag ändå nämna att jag faktiskt hade funderingar på att dubblera tråden för att fördubbla kvadraten. Jag kommer att återigen ta detta under övervägande.

Ett helt annorlunda bekymmer är att undvika kortis i elementet. Elementet sticks in i ett stålrör och det är antagligen oundvikligt att ledaren kommer i kontakt med röret. Visst skåpet blir då strömförande, men så länge endast en punkt av tråden går emot så blir det i alla fall inte kortslutning. För att ändå minska risken för kontakt, så trädde jag på glaspärlor på tråden. Låter kanske lite märkligt, men glaspärlorna tog jag från kylskåpets orginalelement, där de var påträdda som isolering på ledarna. Utöver detta så satte jag en liten klutt med eldfast bruk för att hålla fast elementet i röret. Efter provkörningen, vilket man kan kalla helgens test, så klamrade jag om kabeln som jag tyckte blev varm mot en keramisk platta. Jag märkte då att några glaspärlor spruckit, antagligen av värmen. Dessutom så hade det eldfasta bruket pulveriserats.

Mina funderingar efter att ha tagit del av synpunkter i forumtråden:

Jag kommer till att börja med inte lämna mitt hemsnickeri inkopplat när jag inte finns på plats.

Jag kommer antagligen att dubblera eller rent av tredubbla arean på tråden.

Jag ska prova att fixera tråden med lera.

[Bittämjaren]

Som en fortsättning på det 6:e inlägget i den här tråden kan jag visa några bilder:

Det här värmelementet är lindad med c:a 1,5m lång tråd som är 1mm diam., det blir c:a 1,5 ohm resistans och ger c:a 350W värme, temperaturen blir så hög att man närmar sig smälttemperaturen på tråden. Den inre spiralen 9mm och den yttre 17mm diam (beklagar den suddiga bilden).

Tändvärmeelement.JPG (8.2 KB) Visad 7429 gånger

Så här ser det ut efter c:a 2års drift i min pelletsbrännare, framkanten har böjt sig ned och tråden har brunnit av inuti någonstans. Röret med glimmerisolering som värmespiralen sitter inuti är borttagen.

P824B0646-2.JPG (51.97 KB) Visad 7531 gånger

Och detta värmelement matas med 24V och har dessa "värmeproblem" vid c:a 350W med en fläkt som blåser igenom elementet, hur tror du att det blir för dig med 500W värme instängt i ett mindre rör utan luftkylning, du måste fylla ditt rör med något värmeledande och elektriskt isolerande pulver för att få det att fungera riktigt bra, det är min åsikt.

Edit: rättat text

[tugo]

Hej Bittämjaren!

Jag tackar för ditt engagemang. Och bilderna i ditt senaste inlägg var kul att se. Använder du dessa element för att tända pellets? Intressant. Hur som helst så har din varning för att bränna av tråden gått fram. På tur för mig är nu att göra prover i verkligheten med hemmagjorda dumplaster. Jag planerar att först kolla hur röd tråden blir med en area på 1mm, sedan två parallella slingor, sedan tre.

Om du i ditt fall ska tända pellets så behöver du ju glöd för att få fjutt på brasan, men för mig räcker det ju med värmen och tråden behöver ju inte alls glöda.

En helt annan fråga. Den tråd jag köpt hette något i stil med Nikrothal och jag gissar på att huvudbeståndsdelarna är nickel och krom utifrån namnet. Om min gissning är riktig så är tråden ungefär det samma som rostfri tråd. Är det på det viset så har jag i mitt metallager i verkstan en hel del gamla trådar och tillsatsmaterial för svetsning som jag kan experimentera vidare med - dock alltid med utgångspunkt från "Görans kalkylator".

Rakt på sak: Är det någon ide att börja labba med "vanligt" rostfritt material för att bygga värmeelement? Det kanske till och med finns andra bättre lämpade metaller?

[Bittämjaren]

Hej igen tugo !

Titta på den här sidan med materialspecifikationer från Kanthal AB:
http://www.kanthal.com/en/products/mate ... of-alloys/
Det finns mycket att läsa på den här vebbsidan och vill du börja från början: http://www.kanthal.com/
Och då kan du avgöra hur nära "vanlig" rostfri tråd kommer de olika nikrothallegeringarna.

Pelletsbrännaren behöver intensiv värme för att kunna starta brasan så det jag har byggt är helt enkelt en 24V varmluftspistol på 350W (lite för klent), för en 24V varmluftspistol finns ju inte att köpa i affären vad jag vet.

[McB]

Det blir ett problem med flera trådar, dom måste isoleras från varandra. Kommer dom åt varandra agerar dom som en grövre tråd på dom platserna
vilket ger mindre motstånd och ökar risken för avbränning där dom inte kommer åt varandra, har en brunnit så gör resten det strax efter.

Som isolator finns nog bara ett material som fungerar med så höga temperaturer och är keramik, leder inte ström som torr, tål löjligt höga temperaturer med mera.

Jag gissar på att det behövs någon form av styrning för att detta ska funka utan problem, en temperatur styrd GTO eller IGBT-tyristor men jag är inte säker på att man kan använda dom på samma sätt som med växelström.

Magnesiumoxid kan bli problem att köpa i ren form då det ingår i diverse hälsoprodukter, men jag kan fixa lite på jobbet


Annars funkar det med någon form av keramisk ingjutning som man låter torka helt och sen värmer upp långsamt till 300 grader och håller på 300 under 1 dygn för att säkra att den är helt genom torr. Funkar med lägre temperatur om man ökar tiden.

Edit: Om du kollar på sidan 13 i PDF:n jag länkat till tidigare, kanske kan användas som inspiration till bygget.

[tugo]

Då har man experimenterat lite. Jag borde ha gjort det jag gjorde under helgen från början. Jag anslöt 1 mm kanthaltråd, ca 25 cm direkt att dumpa emot. Jag kunde på min Morningstar TS-60 se hur mycket som dumpades ut och följa trådens olika stadier av glödande. Min panel och snurra dumpade mellan 75w och 175w, det gick lite upp och ned eftersom vinden var byig och moln kom och gick. Tråden reagerade förstås och växlade mellan röd till lysande gul. Hela tiden väntade jag mig att det skulle komma en energistöt som skulle bränna av tråden, men den kom aldrig under de minuter jag hade tråden under bevakning. Eftersom jag tyckte att tråden verkade bli oroväckande varm, så testade jag att vira ihop två trådar för att fördubbla arean och då blev den förstås inte lika glödande. Jag provade inte med att vira ihop tre men det kanske jag gör nästa helg. Däremot så provade jag med en rostfri cykeleker, men då sa min Morningstar ifrån. Antagligen blev det väl som kortis.

Det blir ett problem med flera trådar, dom måste isoleras från varandra. Kommer dom åt varandra agerar dom som en grövre tråd på dom platserna
vilket ger mindre motstånd och ökar risken för avbränning där dom inte kommer åt varandra, har en brunnit så gör resten det strax efter.

Hur menar du här? Tänker du dig att det är en risk med flera parallella slingor, genom att de kan komma åt varandra okontrollerat, eller gäller detta även om man som jag tvinnat i hop flera trådar som en flerkardelig kabel?

Som isolator finns nog bara ett material som fungerar med så höga temperaturer och är keramik, leder inte ström som torr, tål löjligt höga temperaturer med mera.

Vad tror du om vanlig lera, alltså sådan som man gör krukor av. Det borde väl funka?

[Bittämjaren]

Tänk på att om du tvinnar två likadana trådar så blir resistansen hälften mot en tråd och tre trådar blir en tredjedels resistans om de har samma längd.
Tvinnar du med två dubbelt så långa trådar så behåller du den totala resistansen och morgonstjärnan ser ingen avvikelse i belastningen du tillverkat.

[tugo]

Jag dubblar arean och jag dubblar längden = samma resistans, vilket betyder att effekten blir densamma. Temperaturen blir då hälften så hög i tråden, men effekten densamma. Alltså värmen är spridd över en större yta.

Riktigt?

[Bittämjaren]

JA !... alldeles rätt, i terorin alltså men....
Eftersom du befinner dig i verkligheten och tvinnat ihop två trådar så får du räkna bort ytorna som ligger i kontakt mot varandra och en del annat också men det har ingen praktisk betydelse nu när du är i "verkstaden" och mekar.

[McB]

Ser inget problem med att tvinna ihop så som du gjort, gäller bara att ta hänsyn till resistansen som bittämjaren säger!

Men om du tar 2 trådar och bara tvinnar dom i ändarna och lämnar dom separerade över större delen av längden, ändarna kommer då agera som dina tvinnade men mitten som ensamma.
Nu kan du få avbränning i anslutning till det tvinnade pga resistans ändringen som blir, skulle nu längden på ena vara lite kortare så brinner den osv tills det är helt av.
Strömmen går enligt minsta motståndets lag.

Finns det någon maxeffekt du kan som dumplast, eller sväljer den vad helst utom kortslutning?

Vanlig kruklera kan funka, men utan avbränning i en drejugn kan det bli svårt att få tillräckligt torr. Är den för blöt blir det kortis och är den lagom blöt så kan smälla och spricka pga vatten inneslutningar.
Sök på "gjuta keramik själv" och läs det du hittar om att gjuta keramiska delar till vedpannor så får du bra koll på vad som behövs och krävs.

[Bittämjaren]

Fortsättning på mina tidigare bilder, på den här bilden har jag tagit isär värmespiralen där framkanten har böjt sig ned.
Här kan man se "frätskadorna" i området där det har brunnit av, det har alltid varit den främre delen av innerspiralen som brunnit av.

Tändvärmeelement_avbrott.JPG (57.1 KB) Visad 7126 gånger

McB har du möjlighet att "köpa ut" 1,3mm APM tråd åt mig, längd motsvarande 1,3 ohm resistans så jag kan linda en 500 watt spiral, den jag har nu (den som du kan se på bilderna) är c:a 1,0 mm, 1,5 ohm, 350W. Den är avrullad från ett effektmotstånd som kommer från en skrotad hiss och består antagligen av vanlig kanthaltråd som inte har inte lika bra mekaniska egenskaper som APM tråden.

Göran har du några planer på att utöka sortimentet på 24V värmepatroner, jag har hål med 1"eller 3/4" rörgänga att använda i min värmepanna. Motståndet i min 24V shuntlast behöver vattenkylning.

[McB]

Dom "frätskadorna" uppkommer när slingorna inte är separerade, försök hålla 1mm mellan så håller det bättre.
Det är lite galvaniska grejer som händer när det ser ut så. Ett bra stöd är det enda för att undvika dessa problem.
Kan tyvärr inte fixa några slingor, ska pejla om det kan bli någon använd restbit över. Men då är den nog inte så tunn tyvärr.
Tunnaste tråden jag sett var runt 5 mm och det var länge sen

[tugo]

Efter att ha fått ta del av flera bilder på hemmagjorda element så kommer här en bild på mitt kylskåpselement. Det består av en dubbel 1 millimeters kantaltråd som är 53 centimeter och inbakad i vanlig kruklera. Först så gräddade jag en tre millimeters remsa ca 5 millimeter bred. Denna ligger som en kärna mellan tråden som ligger i en båge. Utanpå detta så har jag bakat på med lera. Det hela är väldigt skört och den första föll i bitar vid monteringen. Diametern på elementet är cirka 16 millimeter och röret där det ska stickas in är ca 20 millimeter. Röret ar vertikalt monterat och öppet upptill. I öppningen har jag fyllt med mycket fin sand. Jag återkommer när jag provkört.