Straße nach Schneeräumung Eisfreihalte n?

auf de.rec.heimwerken wird mir empfohlen die Hauszufahrt zu überdachen,...
drum stell ich hier in der Hoffnung auf Antworten nochmal die Frage: Hallo
Ich hab 200m Betonstreifenfahrweg vom Haus zur Straße mit gut 10% Steigung. Meine Überlegung: wenn ich alle Meter ein Loch in den Beton bohre und eine Eisenstange von sagen wir mal 2,5 m Länge da durch ins drunterliegende Erdreich schlage und das Bohrloch im Beton dann wieder ausgieße sollte die "Erdwärme" doch den Betonstreifen zumindest einige cm rund um die Eisenstange soweit erwärmen, dass dieser im Winter schneller wieder abtaut.
Kann irgendjemand dazu qualifiziert (event. sogar mit überschlägiger Rechnung) dazu Stellung nehmen?
Danke im vorhinein Helmut
auf die einzig halbwegs qualifizierte rückmeldung hab ich noch folgendes präzisiert:
> Boden hat schon bei Windstille einen Wärmeübergang von 0.17 Km2/W, du > brauchst also 48kW um bei -20 GradC die 400m2 Fläche auf 0 GradC zu halten, Nein, nein, darum gehts mir gar nicht, bei minus 20 ist der Schnee ohnehin griffig, es geht mehr darum die vom Schnee geräumten (seit heuer neuen) Betonfahrstreifen (- vorher Schotterweg/an der Grenze zum ausgewaschenem Bachbett) bei moderaten Minustemperaturen (um den Gefrierpunkt) tagsüber wenigstens teilweise aufzutauen und die Abtrocknung zu beschleunigen.
..snip..
> Man kann zwar durch Heat-Pipes auch ohne Wärmepumpe die Wärme holen > http://www.energieblog24.de/weichenheizung /
Da bringst du mich auf eine Idee: ein achtel Schnaps in einem hochvakuumieren, verschweißten 2 m 1/2 zoll Eisenrohr als Heatpipe,... ich glaub ich werd einfach mal einen Versuch starten,..
..snip..
wenn ich richtig informiert bin ist ab ca 2 metern Bodentiefe die Temperatur ganzjärig ziemlich genau bei +10 ° Celsius, die Frage ist ob Eisenstäbe als passive "Kühl(Wärme)rippen" ausreichen einige cm² Beton ringsum zeitweise um einige Grade anzuheben, Cu-stangen wären sicher besser aber die kann ich mir sicher nicht leisten. möglicherweise würde dieser passive Wärmetransport funktionieren wenn der oberste Meter der Eisenstenge (ab Betonunterseite)etwas gedämmt wäre, damit die in 2,5m aufgenommene Wärme nicht schon an die obersten Erdschichten abgegeben werden,..
geoingenieure vor! (bitte)
danke Helmut

Helmut Schlager wrote:
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Ich erwarte, daß die Stange durch die Luft oben stärker gekühlt als durch den Boden unten erwärmt wird, den oben haben wir konvektiven Wärmeübergang.
Michael Dahms

Am 10.11.2010 09:56, schrieb Michael Dahms:
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hallo Michael
du meinst also, dass sich ein Wärmestrom von unten nach oben einstellen müsste? wobei die Stange ja oben nicht in der Luftsondern im Beton (der aber luftgekühlt) steckt hast du eine Ahnung welche Wärmemenge sich durch eine 20mm dicke (betoneisen) Stange bei den fraglichen Temperaturniveaus (+10° und -~3° Celsius) bewgen lässt?
Helmut

Helmut Schlager schrieb:
  Quoted Text Here  
Hallo,
ausreichender Wärmetransport wird da wohl weder mit Eisenstangen noch mit Kupferstangen erreicht sondern mit Rohren in denen Wasser mit Frostschutzzusatz durch eine Umwälzpumpe transportiert wird.
Dieses Prinzip funktioniert jedenfalls bei Zentralheizungen und bei Erdwärmepumpen, natürlich nur bei richtiger Auslegung der Wärmeaustauschflächen, der Rohrdurchmesser und der Umwälzpumpe.
Bye

Am 09.11.2010 23:46, schrieb Helmut Schlager:
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Bei den Heimwerkern sind auch Ingenieure dabei, die Dir bereits gesagt haben, dass das nichts bringt. Ich will Dir mal überschlägig vorrechnen, wieviel Leistung Deine Eisenstange transportieren kann und wieviel Du eigentlich benötigst.
Eisen hat einen Wärmewiderstand von 80W/(m*K). Wenn Du an einer Eisenstange mit einem Querschnitt von 1cm² und 2,5m Länge 5K Temperaturdifferenz haben möchtest (8°C in 2,50m Tiefe, 3°C an der Oberfläche), dann fließt durch die Eisenstange eine Wärmeleistung von 5K * 0,0001m² / 2,5m * 80W/(m*K) = 0,016W.
Du willst also mit 16mW 1m² eisfrei halten. Wenn man MaWins Wärmeübergangswiderstand von 0,17 Km2/W des Bodens heranzieht und man statt mit -20°C mit nur -2°C rechnet, dann braucht man für 1m² bei absoluter Windstille 2K / (0,17K m²/W) * 1m² = 12W 12W halte ich aus dem Bauch raus aber für viel zu wenig. Dein Eisenstange liefert aber nur ein tausendstel.
Glaubst Du es jetzt?
Michael

On 10 Nov 10 at group /de/sci/ing/misc in article
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Naja, wenn er sauber arbeitet, kriegt er die 1000 Stangen pro m2 eingebaut. Er braucht dann aber kaum noch Beton :)
Die 80W/(m*K) sind wohl laut wikipedia etwas optimistisch, da steht was von 42 für niedrig legierten Stahl. Er kann auch Diamanten nehmen, braucht er wohl pi*Schnauze nur 35 Stangen/m2.
Also Idee gut, aber wohl nicht technisch/physikalisch durchführbar.
Saludos Wolfgang

Am 11.11.2010 01:15, schrieb Wolfgang Allinger:
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Auch Kupfer wäre 10mal besser als Stahl.
  Quoted Text Here  
Wenn er die Einfahrt mit 1000 Stangen pro Quadratmeter versieht, hat der Boden in 2,5m Tiefe aber keine 8°C mehr, sondern friert genauso ein, wie sonst an der Oberfläche. Der Boden in der Tiefe ist ja warm, weil das darüberliegende Erdreich ihn isoliert. Wenn man diese Isolationsschicht durch Stahl ersetzt, ist das aber nicht mehr so.
Michael

Am 10.11.2010 22:10, schrieb Michael Rübig:
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Hallo Michael
danke für deine sachdienliche Antwort, wenn ich deine Zahlen und meine Vorstellungen in eine Rechnung zusammenführe schauts gar nicht mal so abwegig aus.
ich ging von Bewehrungseisen Durchmesser 24 mm aus,-> gibt 450mm² Querschnittsfläche -> Wärmeleistung 0,072 Watt = sauwenig!
in Cu (faktor 10 besserer Wärmewiderstand?) wärens ungefähr 0,7 Watt
da ich von einer Abtaufläche von wenigen cm rund um die eingebrachten Stangen sprach brächte ich also nicht 12 watt/m² sondern ca 1 /100-stel dieses Wertes (100cm²) wären dann also 0,12 Watt -> d.h. mit Cu-Stangen wärs einen Versuch wert,..wenn nihct der Cu-Preis so hoch wär,..
Unabdingbar wär meiner Meinung nach aber eine Isolierung der Stange unterhalb des Betons bis in eine Tiefe von ca (?) 2 m, damit der winzige Wärmestrom auch wirklich oben ankommt,..
Wo liegt eigentlich Alu bzgl des Wärmewiderstandes?
Wie Kann man (überschlägig) den Wärmewiderstand einer Heatpipe ansetzen?
Helmut

Am 11.11.2010 10:07, schrieb Helmut Schlager:
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Ich wurde ja bereits korrigiert, dass man bei Stahl 42W/(m*K) einsetzen muss. Das wären dann nur 38mW.
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Faktor 10 Besser als Stahl, also 380mW
  Quoted Text Here  
Das habe ich übersehen. Was soll das dann noch bringen? Dann kannst Du auch täglich ein Salzkorn im Abstand von 1m auslegen?
  Quoted Text Here  
Du darfst nicht vergessen, dass da noch andere Faktoren reinspielen, die das alles noch schlechter machen, z.B. musst Du die Schmelzwärme noch aufbringen.
  Quoted Text Here  
Stahl bei 42, Alu bei 235, Kupfer bei 400 (Wärmeleitwert)
  Quoted Text Here  
keine Ahnung.
Wenn Du da wirklich was realisieren willst, würde ich mal ne 1,5V-Batterie nehmen, daran einen 47Ohm-Widerstand anschließen (das ergibt 0,05W) und das Ding dann mal draußen hinlegen. Ne Alkaline Mignon hält das so um die 60h aus. Dann nachschauen, ob das Konstrukt wirklich eisfrei geblieben ist.
Ich glaube nicht dran.
Michael

Helmut Schlager schrieb:
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Hallo,
um zu entscheiden ob es überhaupt einen Versuch wert wäre müsste man erstmal wissen wieviel Wärmeleistung man tatsächlich bräuchte um einen brauchbaren Abtaueffekt zu erreichen. Probier doch einfach mal mit einer elektrischen Testbeheizung ob 0,12 W/m^2 überhaupt etwas bringt. Wenn wirklich so wenig reichen würde wäre eine elektrische Beheizung in Anschaffung und Betrieb viel billiger als die Cu-Stangen, aber ich schätze Du brauchst für einen merklichen Effekt viel mehr Heizleistung.
Bye

  Quoted Text Here  
am besten googelst du mal nach Rasenheizung, und liest nach, welche Wärmemengen da reingepumpt werden müssen. Auch wenn du das dann wieder auf deine eisfrei zu haltenden Flächen runterrechnest, wird dir immer noch schlecht.
Gruß Heiner

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Hi, andererseits gibts durchaus Heizkabel für die Außenwegsverlege, diese können den Boden auf eisfreie Temp bringen oder auch eisfrei halten. Für einen Fahrweg täte ich das zwar verlegen, aber nur für die notwendigen Zeiten vor, bei und nach der Räumung betreiben. Einen dicken Schneepanzer sollte man damit nicht wegtauen. Ich kenne aber steile Betoneinfahrten (Steigung mit Kurve!), die ohne solche Heizungen winters unpassierbar wären. Und das bißchen Strom ist viel billiger als eine mechanische Reinigung und Enteisung, auch verursacht Elektrowärme keine Betonschäden und ist zu jeder Nachtzeit benutzbar. Die Wirkung kann bei -20° ne Weile brauchen bis zum Abtauen, aber wer das mal gesehen hat, wirds nicht mehr missen wollen. Der Klassiker sind marmorne Treffenstufen vor Haustüren, DIE Senioren-Unfallstelle...stets schee-und eisfrei, trocken...spart die Schneeschieber-Kratzer. Einfach eine Heizschlange im Mörtel verlegt, fertig. Ein Thermostat schaltet das Ding aus, sobald es draußen nicht mehr friert.

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Hi, nicht gerechnet, nur aus Augenschein. Die alten ehemaligen I-Träger als Zaunpfosten zeigten trotz einer ziemlichen Länge im Boden keinerlei Taueffekte oberirdisch. Auch die inzwischen abgerosteten nicht :-) Eisen ist dafür ein viel zu schlechter Wärmeleiter. Was Du probieren könntest wäre ein Heißleiter (Heatpipe), anstatt mit Wasser vielleicht mit Benzin oder Alk. Solche Rohre wären nichtmal sonderlich schwer herzustellen, die Kapillarkräfte von Wasser werden da ja nicht gebraucht. Die Kondenswärme an der Rohrspitze ließe das Kondensat wieder ins warme untere Ende tropfen.

Am 10.11.2010 23:34, schrieb gUnther nanonüm:
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Hallo Günther
ja mit dem Gedanken hab ich auch schon gespielt, von der Verwendung von Alkohol, Aceton oder Äther (nur 34 ° Siedetemp - bräuchte kein hochvakuum) bin ich aber wieder abgekommen, überlege gerade ob nicht (iso) Butan unter leichtem Überdruck (damit die Siedetemperatur bei idealerweise 3 ° Celsius liegt),....kopfkratz...
einfache Stangen reinklopfen wär halt viel weniger arbeit,...
Helmut