Kondenswasser vermeiden - Worauf muss man achten?

[Cairol]

Hallo zusammen!
Ich hab aus aktuellem Anlass eine Frage die das Design von Gehäusen für Roboter und/oder elektronischen Schaltungen allgemein betrifft.

Annahme: Man hat eine Schaltung auf der - wie so üblich - sowohl Komponenten verbaut sind die sich im Betrieb kaum/gar nicht erwärmen und ein paar cm daneben Teile die sich sehr stark erwärmen (Transistoren, Last-Widerstände ect.).
Nehmen wir weiter an, dass diese Schaltung in sehr kalter Umgebung verwendet wird, z.B. im Außerbereich oder in einem Auto das draußen geparkt wird.

Wie kann man verhindern dass sich Kondesnwasser im Gehäuse der Schaltung bildet?

Worst case: Die Schaltung wird in einem Auto verwendet das seit Tagen bei -15 Grad draußen steht. Die Bauelemente (die für solche Temperaturen ausgelegt sind) haben also erstmal alle eine Oberflächentemperatur von -15°C.
Gleichzeitig mit dem starten des Motors, wird auch das Gerät eingeschaltet.
Was passiert jetzt?
Bildet sich Kondenswasser an den Bauelementen die sich nicht so stark erwärmen?
Wie kann man das zuverlässig verhindern?
Sollte das Gehäuse eher dicht oder mit Öffnungen versehen sein?

Ich weis zwar, dass sich das Wasser an der kühlsten Stelle niederschlägt, aber es geht hier ja nicht um was homogenes wie ne Fensterscheibe...

Würde mich freuen wenn ihr mir da weiterhelfen könntet.

Gruß, Cairol

[murdocg]

Machs komplett zu und erzeug ein Vakuum
Was besseres fällt mir grade nicht ein.

mfg murdocg

[pongi]

Ich würds in trockener Umgebung komplett abdichten. Dann sollte es eher weniger Kondenswasserbildung geben.

Oder die Elektronik mit Harz eingiessen, da kann dann nichts passieren, wenn sich doch Kondenswasser bildet.

[oberallgeier]

... dass sich das Wasser an der kühlsten Stelle niederschlägt ...

Das stimmt so ungefähr. Genaugenommen ist es so, dass sich das Wasser da niederschlägt, wo der Taupunkt der Luft unterschritten wird. Es geht bei "Deiner" Kondensation um die Temperatur der Luft in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit (Wobei Du ganz richtig überlegst, dass das Wasser nach der Kondensation herumvagabundiert) . Also: wenn die Luft total trocken wäre, dann kondensiert auch nichts, egal wie kalt es wird.

Definition (sehr einfach): Taupunkt ist diese Lufttemperatur, bei der die relative Luftfeuchtigkeit der Luft den Wert "100 %" hat. Erklärung: die Luft nimmt umso mehr Wasser auf, je wärmer sie ist - gilt theoretisch nur in bestimmten Grenzen. Die maximal aufnehmbare Wassermenge bei einer Temperatur ergibt dann die 100 % relative Feuchtigkeit. Wird dieses Gemisch kühler, kann die Luft weniger Wasser aufnehmen - der Taupunkt ist unterschritten - es gibt Kondensation.

Es gibt mehrere Lösungsmöglichkeiten. Eine hatte murdocg schon erwähnt. Das Vakuum hat eine prinzipielle Unart: es zieht Luft nach sich, wenn auch nur das geringste Leck auftritt - und die kann wieder feucht sein.

Eine andere Möglichkeit ist die Abdichtung eines Raumes. Das kann sehr brutal so geschehen, dass der Raum komplett mit irgendetwas anderem geflutet wird, bekannt ist das Ausgiessen mit Gießharz, Silikon oder ähnliche Kunstwerke, die eine anschließende Bearbeitung der Innenteile meist verhindern.

Viel geübt in industriellen Schaltanlagen ist die Schaltraumheizung: solange die Luft im Schaltkasten (oder was auch immer das für ein Raum ist) warm genug ist - deutlich über dem Kondensationspunkt - wird Kondensation verhindert. Die Temperatur der Luft muss deutlich über dem Kondensationspunkt sein, damit ich bei kühlen Stellen genug Sicherheit habe zum Abkühlen . . .

Dir ist mit Sicherheit eine andere Möglichkeit schon aufgefallen: Trocken der Luft. Du wirst gelegentlich gesehen haben, dass Du bei manchen Dingen in der Verpackung weisse Täschchen siehst, die mit irgendwelchen Körnchen gefüllt sind: Trockenpolster. Hintergrund ist es, die Luft zu trocken, sodass der Kondensationspunkt sinkt. Trockenmittel sind: Silikagel, Reiskörner, Kaliumchlorid . . . . Das Trockenmittel kann nur eine begrenzte Menge Feuchtigkeit aufnehmen, danach ist es erschöpft.

Nun such Dir eine Lösung aus . . . .

[dremler]

ich würde auch sagen abdichten..un innen rein in ein kleines drahtgitter solch kleinen beutel mit den kugeln drinne...die die feuchtigkeit aufnehmen...

[HannoHupmann]

Das zeug nennt sich Silicat und ist wohl wirklich das einzige was gegen Kondensawasser schützt. Selbst in einem dichten Gehäuse schlägt sich über kurz oder lang Wasser nieder.

Die Frage ist vielmehr ob man das Gehäuse nicht so gut belüftet, dass ein regelmässiger Luftaustausch gewährleistet ist. Wenn es nur darum geht die Elektronik zu schützen, dann hat sich Klarlack (Petersonlack) oder Harz als probates Mittel erwiesen.

[Besserwessi]

Im Gebrauch hat man bei Elektronik Schaltungen iegentlich selten Probleme mit Kondenswasser, denn irgendwo wird es doch warm und damit eher trocken. Das hilft natürlich nicht gegen kurze Feuchteschübe in der Waschstraße, im Bad oder wenn man aus dem kalten in einen Feuchten warmen Raum kommt.
Dagegen hilft nur ein Abdichten. Auch wenn das Gehäuse nicht ganz dicht ist helfen die Trockenmittel, denn die bilden eine Puffer der relativ viel Feuchtigkeit aufnehmen kann und ggf. auch langsam wieder abgeben kann, wenn es mal trocken und warm ist. Das Trockenmittel eher an einer kühlen Stelle der Schaltung plazieren.

[Cairol]

Hmm...
Also das Ausgießen mit Harz geht mir dann doch zu weit.
Was ich machen könnte wäre, die Schaltung auf der Lötseite mit "Plastik70" versiegeln und auch Teile der Bestückungsseite.

Luftdicht werd ich das Gehäuse nicht bringen (Schalter), aber wenn es von Vorteil ist das Gehäuse so dicht wie möglich zu machen um das Eindringen feuchter Luft zu verzögern - bis sich die Schaltung und die Luft im Gehäuse ausreichend erwärmt haben - könnte ich es FAST dicht machen.

Zusätzliche Silicat-Beutel wären toll, aber woher nehmen ohne zu stehlen?
Hab gerade nur Katzenstreu im Angebot...

@Besserwessi: Im Betrieb halten kann ich das Gerät wegen dem Stromverbrauch nicht. (wird von der Autobatterie gespeist)
Im Standby werden < 8 mW auf 350 ccm erzeugt. Ich weis nicht ob das ausreicht um das Luftvolumen über dem Taupunkt zu halten.

Wie funktioniert sowas denn bei normaler Auto-Elektronik wie dem Radio oder dem CD-Wechsler?
Die Gehäuse sind ja auch nicht gerade "luftdicht" und vergossen wohl ebenfalls nicht.
Oder spekulieren die Autohersteller einfach darauf, dass die feuchte Atemluft oder Feuchtigkeit von nassen Schuhen eh zuerst an den Scheiben kondenstiert?

[oberallgeier]

... Zusätzliche Silicat-Beutel wären toll, aber woher nehmen ohne zu stehlen? ... Katzenstreu im Angebot ...

Also Silicat ist der falsche Ausdruck (eigentlich Blödsinn, sorry). Auch Quarz und Glimmer sind Silikate, aber als Trocknungsmittel ungeeignet.

Du kannst das Zeugs im Laborhandel kaufen (heißt Blaugel oder so - mit Feuchtigkeitsindikator). Wenn Du jemand mit einem Überschall-Windkanal kennst, dann gibt er Dir von seinen Tonnenmengen vielleicht etwas ab. Möglicherweise ist eine Nachfrage bei einem Chemielehrer oder einem Chemielabor eine sparsame Möglichkeit. Oder - Du fragst den Radio+Fernsehhändler um die Ecke nach ein paar von den weissen Säckchen, die er in den Pappschachteln mit der Unterhaltungselektronik bekommt . . . . .

[Soltek]

Oder du kaufst dir, deiner Frau/Freundin oder Kindern neue schuhe. Dort sind auch immer diese kleine Beutel mit Silicat drinnen.
Aber soweit ich mich erinnern kann haben diese beutel den nachteil, das wenn sie erwärmt werden, die aufgenommene feuchtigkeit wieder abgeben.
So hat es mit jedenfalls ein Arbeitskollege erklärt.

LG