Selbstbau Durchlauferhitzer / Boiler

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  1. #1 Muc, 27.05.2019
    Zuletzt bearbeitet: 27.05.2019
    Muc

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    Hallo zusammen,
    will mir testweise einen Durchlauferhitzer bauen, der mit der Luftstandheizung Wasser durch Wärmetauscher erwärmt.
    Erster Versuch wird sein Wasser ohne Kanister direkt durch die Heißluft zu erhitzen. Da brauche ich eine große Oberfläche bei den Wärmetauschern. Nehme daher mehrere Wärmetauscher die eigentlich bei einer Wasserkühlung im PC zum Einsatz kommen (11€ pro Stück), erstmal 4 Stück hintereinander, gibt einen ca. 10cm x 10 cm x 10cm großen Wärmetauscher Block, Kosten = 44€. Temperatur müsste sich auch über die Durchlaufgeschwindigkeit des Wassers und durch die Last der Standheizung regeln lassen. Ich habe gefühlt keine Ahnung wie heiß das Wasser da wird, wenn ich die Standheizung auf 2kW aufdrehe. Vielleicht wird es ausreichend sein und das Wasser wird warm genug. Wenn das Wasser zB. von 15 Grad nur auf 30 Grad erhitzt wird, aber ich 37 Grad will, könnte ich auch einfach noch mehr Wärmetauscher kaufen um die Temperatur zu erhöhen (oder die Durchlaufgeschwindigkeit des Wassers nach unten regeln). Wärmetauscher:
    [​IMG]
    Hat jemand eine Ahnung wie man abschätzen / berechnen kann wenn man folgende Parameter abschätzen kann: T0_Wasser, T_Luft und Kontaktfläche_Wärmetauscher in cm²?

    Wenn das Wasser sich nicht hoch genug erwärmen lässt, dann verwende ich die Komponenten um so was ähnliches wie bei der Truma Therme zu bauen. Hier sieht man das Prinzip: https://www.obelink.de/warmwasser-b...rGR2oddNPTXRLbyz9wiQyMTKHwlnGTnoaAl_2EALw_wcB
    Erstmal ist diese Truma Therme derart überteuert, da zahlt man für bischen Plastik, ein Alurohr und einen 220 Volt Heizstab 177€ im billigsten Preis (gibts auch wo anders für 230€). Zuerst dachte ich ich baue mir einen Kanister wie bei der Truma Therme und schicke die Luft direkt da durch. Wenn ich mir aber mal dieses Alu Rohr anschaue, ist die Oberfläche derart gering, da kann der Wirkungsgrad nicht sonderlich hoch sein und man hat das Problem mit der Abdichtung. Werde deswegen das Wasser aus dem Kanister ständig mit einer 1 Watt pumpe durch den Wärmetauscher Block zurück in den Kanister pumpen. EIn Wärmetauscher alleine hat vielleicht schon mehr Kontaktfläche als das Teil. Nun ja, wenn das so baue, dann habe ich noch folgende Komponten rausgesucht.
    1. Kanister: https://www.wish.com/wishlist/596f6aa8d3d1a8280c498c47/product/5c887cd3b1135961d4436c9e
    2. 300W 12V Heizstab: https://www.wish.com/wishlist/596f6aa8d3d1a8280c498c47/product/5afe9f19593627610cf52313
    3. 120W 12V Heizstab: https://www.wish.com/wishlist/596f6aa8d3d1a8280c498c47/product/5583b54875a05e3f742beec2
    4. 4 x Wärmetauscher: https://www.wish.com/wishlist/596f6...b7067bf080077131c602700?&source=wishlist_feed
    5. Temperatur Controller: https://www.wish.com/wishlist/596f6aa8d3d1a8280c498c47/product/7h598dd9deccc463750417c2b2?&source=wishlist_feed
    6. Pumpe 100l/h, 1 Watt https://www.wish.com/wishlist/596f6...abefe656931da0cd8923b23?&source=wishlist_feed
    Kosten
    1. 17€
    2. 35€
    3. 5€
    4. 11€ ->44€
    5. 14€
    6. 3€
    Vorteile: 1. Ich kann jede Temperatur einstellen die ich haben will. 2. Das ganze läuft direkt auf 12 Volt und ich muss keinen Wechselrichter (mit Verlustleistung) laufen lassen. 3. Das ganze wird wesentlich Kompakter. 4. Wirkungsgrad ist wesentlich höher. 5. Ich kann den Kannister mit Armaflex dämmen. 6. Wenn der Kannister kaputt geht (Frost) kann ich für paar Euro einen neuen kaufen. Nachteil: Ich habe eine 1 Watt Pumpe am laufen.
    Was meint ihr? Idee die es sich lohnt auszuprobieren?
     
  2. #2 woifi9055, 27.05.2019
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    ich hoffe mich nicht verrechnet zu haben: zb um 1,5l/min um 20K anzuheben brauchst du 120kJ, das sind dann 2kW Dauerleistung, wenn du das im Kreis laufen lässt wirds schon warm im Kanister, als direkter Durchlauferhitzer zum Duschen wahrscheinlich zu wenig. Da sind jetzt auch noch keine Verluste drin und die werden bei deiner Konstruktion immens sein, ich glaube eine Kupferspirale über dem Gaskocher ist da effizienter.
     
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  3. #3 rapidicus, 27.05.2019
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    als vergleich könnte man(n) einen haushaltsdurchläufer heranziehen, die haben min. 22kW.
    also könnte es mit den 2kW schon knapp werden....

    gruß, stefan
     
  4. Muc

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    Also ist wahrscheinlich der klügere Weg einfach zu berechnen wie viel es braucht um eine Menge Wasser zu erwärmen und dann einen geschätzten Wirkungsgrad anzunehmen (die Luft wird ja auch noch ziemlich warm hinten raus kommen. Denke man wird vielleicht 15-40% Energie der heißen Luft entziehen können.
    Also es gibt auch Durchlauferhitzer mit 3kW, ich möchte ja auch relativ langsam fließendes Wasser und kein Strahl mit einer Temperatur von heißem Wasser wie man es aus dem Haushalt kennt (und sich verbrennen kann) brauch ich auch nicht, so gut lauwarm mit 35 Grad wäre voll ausreichend. Wahrscheinlich wirds nicht ausreichend funktionieren, wenn man nur 2kW zur Verfügung hat, aber da ich die Komponenten eh später brauche, werde ich es mal ausprobieren. 40% von 2kW sind gerade mal 0,8kW und das ist eher ein optimaler Wert den man wohl nicht erreicht.

    Wie viel kW liefert denn eigentlich ein Gaskocher? Ich denke das kann auch nicht dann ausreichen. Die Flamme ist zwar wesentlich heißer, aber die Kontaktfläche geringer...
     
  5. #5 Muc, 27.05.2019
    Zuletzt bearbeitet: 27.05.2019
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    Habe jetzt nochmal kurz gegoogelt, ich glaub die Rechnung von dir stimmt^^

    Die Formel lautet:
    Leistung = Masse * spezifische Wärmekapazität * Temperaturunterschied
    Q = m(Wa.) * cp(Wa.) * t_dif

    Q in J
    1kWh = 3,6 kJ
    cp(Wasser) = 4,2kJ/kg/°C

    Sagen wir mal wir duschen 10 Minuten mit 1 liter pro Minute (ich weiß das ist sehr wenig aber wohl noch ausreichend). Das ergibt 10 Liter Wasser welcher 0,8kwH *10/60 Energie zugeführt werden, entsprechend 0,13kWh oder ca. 0,5kJ

    Damit bekommen wir t_dif = Q1/(mWa)*cp(Wa) = 500/ (10*4,2) = 11,9 Grad (Wohlgemerkt bei optimistischen 40% Wirkungsgrad).

    Bei ner 5kW oder sogar 8kW Standheizung könnte man da echt drüber nachdenken, sonst ist es wohl sinnvoller mit einem Kannister, da hat man dann aber recht schnell warmes Wasser...
     
  6. #6 woifi9055, 27.05.2019
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    Tja die physik lässt sich nicht überrumpeln, drum hat man bei frischwarmwasserbereitern auch 20-50kw wärmetauscher, aber warum baust du nicht mit 3wegeventil, 1.stellung zirkulation um den kanister warmzubringen kann ja länger dauern, 2. Stellung warmwasserentnahme.
     
  7. Muc

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    Man braucht ja eigentlich kein 3 Wegeventil.
    [​IMG]
     
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