Batterie beheizte Kaffee Tasse mit >= 60 Grad für >= 9

[george78]

Hallo Zusammen,


da ich aktuell etwas Zeit und Lust zum basteln habe, will ich mich meinem nervigen Problem, dem kalten Kaffe widmen.

Problem:
Mein Kaffee in der Tasse (etwa 200 – 250 ml) wird nach kurzer Zeit kalt (<60 Grad).

Meine Idee:
Eine Batteriebetriebene Tasse mit einem Heizdraht/Heizplatte in der Tasse die mir meinen Kaffee über längere Zeit 90-120 Minuten schön warm haltet.

Ich will keine Kabel Lösung (USB etc.), da ich die Tasse von Raum zu Raum schleppen muss und nicht jedes Mal eine Anschluss Möglichkeit suchen möchte.
Außerdem möchte ich eine normale Tasse dafür umbauen als etwas ohne Deckel, da sonst für jeden Trinkvorgang der Deckel ab und wieder aufgesetzt werden müsste.

Wobei brauche ich Hilfe?
Ich brauche jemand, der mir helfen kann alles verlässlich zu errechnen was ich für Komponenten bei diesem Bauvorhaben benötige.

Short facts:
250 ml in einer Tasse für ca. 120 min auf 60 Grad zu halten.


Viele Grüße und Dank
George

PS:
Bin für jeden Rat dankbar!

 

[patois]

Re: Batterie beheizte Kaffee Tasse mit >= 60 Grad für &gt

Hallo Zusammen,


da ich aktuell etwas Zeit und Lust zum basteln habe, will ich mich meinem nervigen Problem, dem kalten Kaffe widmen.

Problem:
Mein Kaffee in der Tasse (etwa 200 – 250 ml) wird nach kurzer Zeit kalt (<60 Grad).

Meine Idee:
Eine Batteriebetriebene Tasse mit einem Heizdraht/Heizplatte in der Tasse die mir meinen Kaffee über längere Zeit 90-120 Minuten schön warm haltet.

Ich will keine Kabel Lösung (USB etc.), da ich die Tasse von Raum zu Raum schleppen muss und nicht jedes Mal eine Anschluss Möglichkeit suchen möchte.
Außerdem möchte ich eine normale Tasse dafür umbauen als etwas ohne Deckel, da sonst für jeden Trinkvorgang der Deckel ab und wieder aufgesetzt werden müsste.

Wobei brauche ich Hilfe?
Ich brauche jemand, der mir helfen kann alles verlässlich zu errechnen was ich für Komponenten bei diesem Bauvorhaben benötige.

Short facts:
250 ml in einer Tasse für ca. 120 min auf 60 Grad zu halten.


Viele Grüße und Dank
George

PS:
Bin für jeden Rat dankbar!

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Leider viiiiieeeeeel zu Short facts

1) Aus welchem Material besteht die Kaffeetasse?

2) Aus welcher "Quelle" willst du die Energiemenge beziehen, die du benötigst, um die Wärmeverluste, welche über 120 min. hinweg entstehen würden, auszugleichen?

Mein Tipp: Kaffeetasse in einen Styropor-Block stecken,

oder :wink: von Mutti einen Kaffeewärmer stricken lassen, möglichst aus Angora-Wolle!

P.

 

[george78]

Hallo patois,

Danke für die schnelle Antowrt!

Ok next try:

1) Noch sehr flexibel, dachte aber eine schöne Thermotasse ohne Deckel und wenn es geht mit Glas oder Metal einsatz für meine Zwecke zu missbrauchen.

2) Es muss eine Batteri Quelle sein, dachte an 3 x 18650 Akkus (3,7 V mit 3400 mAh)

3) Strickaktion von Mutti, würde meinem Projekt die Grundlage entziehen ;-)

Danke & VG
George

 

[Octavian1977]

Stell Dich mal drauf ein, daß die Batterie wahrscheinlich schwerer und größer als die Kaffeetasse mit Inhalt wird.

Um den Energiebedarf zu ermitteln, misst Du die Raumtemperatur und die Temperatur des Kaffees bei 0 Minuten und einmal bei 120 Minuten. damit kannst Du dann den Energiebedarf ermitteln.

Eine Isolierung der Tasse wird deutlich bessere Ergebnisse erzielen, insbesondere ein Deckel der das Verdunsten verhindert.

Edit:
Mal angenommen nach 120Minuten wäre der Kaffe auf Raumtemperatur (20°C) bräuchte man für 200ml Kaffe schon mal 33,52Ws um Ihn wieder auf 60°C zu bekommen. Verluste zur Übertragung der Wärme und aufheizen der Tasse fehlen dabei noch völlig.

 

[george78]

Da ich nicht weiss, welche Formel ich hier anwenden muss, wäre ich dir sehr dankbar wenn du mich an deinem Wissen teilhaben lassen könntest.

Ja das die Isolierung helfen wird ist mir klar, allerdings möchte ich einen validen "Startpunkt" haben mit dem ich beginnen kann. Im Moment ist alles spekuliert was ich glaube zu benötigen.

Das mit Deckel ist zwar gut, wenn du den Kaffee transportierst, aber wenn du immer wieder etwas daraus trinken möchtest ist es "umständlich" mit auf / absetzen des Deckels und ich möchte einfach nicht aus dem Deckel trinken.

Wäre sehr nett wenn du mir mit der Formel weiter helfen könntest.

 

[werner_1]

Wenn wir wissen, aus welchem Material die Tasse ist, kann man sich aus Tabellen den Wärmedurchgangskoeffizienten suchen. Dann benötigt man noch die ungefähren Maße der Tasse, um die Oberfläche auszurechnen. Die Kaffeetemperatur ist bekannt und die Raumtemperatur auch. Mit diesen Daten ermittelt man die erforderliche Energie (Wh) und kann dann die benötigte Akkukapazität ermitteln. Das Heizelement muss dann zur Batteriespannung passen und die richtige Heizleistung haben, wenn du auf eine Reggelung verzichten willst.

@Octavian: Du brauchst den Kaffe ja nicht aufzuheizen, du musst ihn nur warm/heiß halten; also die Wärmeverluste ausgleichen.

Q = kw*A*Δt
Q = Wärmemenge (W) 
kw = Wärmedurchgangaskoeffizient der Wand (W/(m²*K))
A = Oberfläche der Behälterwand (m²)
Δt = Temperaturdifferenz (°C) 

 

[george78]

Hallo werner_1,

Danke für das Angebot, anbei die Tasse die ich jetzt beispielhaft verwenden könnte.

IKEA Tasse mit 11 cm höhe 9 cm Durchmesse, Material ist "normales" Porzellan

 

[george78]

Danke für die Formel, das gibt mir zumindest mal eine Marschrichting an! Aber wo ist hier die Zeit abgebildet? Müsste hier nicht noch eine Variable für Zeit enthalten sein?

 

[werner_1]

Nimm einfach die ermittelte Leistung (W) mal der Zeit, die du warmhalten willst (s) = Ws.

 

[george78]

Habe jetzt anhand der Formel folgendes Berechnet.

Q=0,23665524
kw=,93 (Vermute das hier etwas nicht stimmt)
A=0,0063617
t= 40 (Annahme 20 Grad Raumtemp.)

Kann das stimmen?

 

[werner_1]

Ich wiederhole es mal wieder: Berechnungen nur mit Dimensionen, dann sieht man seine Fehler selbst.

Dein kw hat welche Dimension?
Deine Oberfläche hat welche Dimension?

 

[george78]

@werner_1:

Sorry kann dir echt nicht folgen, da ich nicht weiss, was du mir mit
"Berechnungen nur mit Dimensionen, dann sieht man seine Fehler selbst."
sagen willst.

Ich frage hier weill ich es wirklich nicht weiss und nicht vom "Fach" bin.

Danke
George

 

[werner_1]

Ich bin auch nicht vom Fach.

Du hast ein Q errechnet. Welche Dimension hat es?
Du hast ein kw vermutlich aus irgendeiner Tabelle. Dann steht eine Dimension dabei. Welche?
Du hast eine Oberfläche errechnt. Welche Dimension?

 

[T.Paul]

Vielleicht hilft etwas Absurdität um werners Anmerkung verständlich zu machen ...

Q=0,23665524 lustige Luftballons
kw=,93 kilometer Kuhfladen
A=0,0063617 Raumanomalien pro Sekunde
t= 40 paar Brüste

 

[wechselstromer]

Der TE solle einmal in seinem Physikbuch nach der Formel Q = m x c x Delta t suchen.

Das ist die Wärmemenge, die in dem Kaffe "steckt", sofern die Tasse keine "Verluste" hätte. Etwa wie ein Thermosgefäß.


Interessant wäre noch zu wissen, in welcher Zeit der Kaffee ausgetrunken wird.

U.U. wäre die Verwendung von Heizpads besser:

https://www.google.de/webhp?sourceid=ch ... handschuhe

Viele Grüße

wechselstromer

 

[wechselstromer]

Hallo george78,

die IKEA- Tasse, die Du hier nennst, hat aber - sofern es sich um Innenmaße handelt u. die Tasse bis zum Stehkragen gefüllt ist- ein -Volumen von ca. 700 cm³.

>IKAE Tasse mit 11 cm höhe 9 cm Durchmesse, Material ist "normales" Porzellan<


Also wäre die Tasse, mit dem von Dir im Eröffnungsthema genannten 200 cm³ bis 250 cm³ nur zu ca. 1/3 gefüllt.

Es muss also eine andere Tasse her. :lol: :lol:

Aber bitte keine short facs mehr. (Man spricht deutsch)

Viele Grüße

wechselstromer

 

[werner_1]

Der TE solle einmal in seinem Physikbuch nach der Formel Q = m x c x Delta t suchen.
Das ist die Wärmemenge, die in dem Kaffee "steckt",

Das hilft aber niemandem weiter und interessiert auch nicht, da diese Größe nicht verändert werden soll.
Die Trinkzeit wurde vom TE auch schon angegeben mit 40 (s oder min oder h).

Edit: Sorry. Das sollte wohl Δt sein mit 40°C.

Edit: Eigentlich wäre das ja eine Aufgabe für "kaffeeruler" :wink:
Duck und wech

 

[wechselstromer]

Der TE solle einmal in seinem Physikbuch nach der Formel Q = m x c x Delta t suchen.
Das ist die Wärmemenge, die in dem Kaffee "steckt",

Das hilft aber niemandem weiter und interessiert auch nicht, da diese Größe nicht verändert werden soll.

Diese Größe verändert sich schon, da der TE sicherlich auch den Kaffee trinkt.

Die Trinkzeit hat george78 leider nicht angegeben .

Stattdessen:
>250 ml in einer Tasse für ca. 120 min auf 60 Grad zu halten.<

Nun fragt man sich, wieviel Kaffee nach 2 Stunden noch in der Tasse ist? :lol: :lol:

werner_1: Eigentlich wäre das ja eine Aufgabe für "kaffeeruler" :wink:
Duck und wech

 

[bigdie]

Ich weis nicht, warum sowas immer elektrisch sein muss? Jedes Teelicht hat so viel Energie, wie ein 12V 10Ah Blei Akku und eine halterung unter der Tasse, kann man aus einer Konservendose und einer Schlauchschelle bauen. Und das Beste man braucht kein Ladegerät.

 

[george78]

Hallo Zusammen,


vielen Dank für die ganzen Rückmeldungen und Bemühungen mir bei der Umsetzung zu helfen.

1. Der Kaffee wird in der Regel über eine Zeit von 120 Minuten ausgetrunken.
2. Heizpads, sind leider nicht wiederaufladbar und damit im Unterhalt „teuer“ und vor allem umweltschädlich.
3. IKEA Tasse: Messung mit Schieblehre: Innendurchmesser oben = 72,5 mm, Höhe innen, = 97,0 mm, Innendurchmesser unten = 48,0 mm
4. 200ml. Wurden wie folgt ermittelt: Leere IKEA Tasse auf die Waage gestellt und meine übliche Kaffee Menge mit Wasser aufgefüllt und g mit ml. (1:1) umgerechnet.
5. Teelicht: Leider für mich aus mehreren Gründen nicht praktikabel, aber ich weiss dass in so einem Teelicht bis zu 40 Watt stecken soll.


Viele Grüße
George