Temperaturgeregeltes Dampfen

Lässt man die letzten Jahre Revue passieren, stellt man schnell fest, dass kaum eine andere Branche so einen technologischen Fortschritt erfahren hat, wie die der elektrischen Zigaretten.

Anfang 2015 war es dann wieder soweit und die nächste Neuerung kam auf den Markt, die auf den Begriff temperaturgeregeltes Dampfen hört.

Temperaturgeregeltes Dampfen soll das ermöglichen, wovon viele Dampfer nicht mal in ihren kühnsten Träumen gedacht hätten, einem kokeligen Geschmack für immer ade sagen.

Problem von nicht temperaturgeregelten Akkus

Kurz und knapp werden nicht temperaturgeregelte Akkus anhand der auszugebenden Spannung bzw. Leistung geregelt. Natürlich spielt hier noch der Widerstand der Heizwendel eine Rolle.

Je höher die eingestellte Spannung bzw. Leistung ist, desto mehr erhitzt sich auch die Heizwendel.

Die Heizwendel erhitzt sich auf mehrere hundert Grad Celsius und daher muss die Wicklung ausreichend gekühlt werden.

Gekühlt wird die Wicklung durch das sich im Trägermaterial befindliche Liquid.

Aufgrund des Temperaturunterschieds zwischen der Wicklung und dem Liquid, findet eine Wärmeübertragung von der Wicklung zum Liquid statt. Infolge dessen ändert sich der Aggregatszustand vom Liquid von flüssig zu gasförmig.

Dieser Dampf wird vom Dampfer inhaliert. Währenddessen fließt der Wicklung weiteres Liquid vom Tank nach.

Das ständige nachfließen von Liquid trägt dafür sorge, dass die Wicklung immer ausreichend gekühlt wird und sich nicht zu stark erhitzt.

Doch was passiert, wenn es zu (Liquid-) Nachflussproblemen kommt?

Kommt es zu sogenannten Nachflussproblemen, d.h. es fließt nicht genug Liquid nach, erhitzt sich die Wicklung zu stark, wodurch das Trägermaterial verkokelt. Hierbei entstehen gesundheitsschädigende Substanzen.

Diese gesundheitsschädigenden Substanzen sind der Aldehydgruppe zurechenbar.

Für Dampfer äußert sich ein Liquidnachflussproblem in einem kokeligen bis verbrannten Geschmack.

Prinzip: Temperaturgeregeltes Dampfen

Beim temperaturgeregelten Dampfen [englisch: Temperature Control (TC)] regelt man, wie an dem Namen bereits erahnt werden kann, nicht mehr die auszugebende Spannung bzw. Leistung, sondern gibt die gewünschte Temperatur, die die Heizwendel erreichen soll, einfach an.

Es muss nur die Temperatur eingestellt werden und der Akku regelt die Spannung bzw. Leistung in Abhängigkeit des Widerstands der Heizwendel automatisch von selbst.

Die einstellbare Temperatur ist dabei auf 315° C begrenzt.

Wird beispielsweise 250° C eingestellt, regelt der Akku während des Dampfens die ausgegebene Leistung (Watt) laufend hoch und runter, um die 250° C permanent zu halten.

Die Spannung, Leistung und der Widerstand spielen für den Dampfer, bei einem temperaturgeregelten Akku keine große Rolle mehr.

Es muss nur noch die benötigte Temperatur eingestellt werden und der Akku kümmert sich um den Rest, d.h. der Akku schaut welchen Widerstand die Heizwendel hat und gibt vollautomatisch die richtige Höhe der Leistung aus.

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Temperaturgeregeltes Dampfen: Funktionsweise

Um die Temperatur zu regeln, muss grundsätzlich die Temperatur des Heizdrahtes bestimmt werden.

Dadurch, dass es derzeit bei gewöhnlichen 510er-Verdampfern noch nicht möglich ist einen Temperatursensor unterzubringen, muss hier anders vorgegangen werden.

Die Temperatur der Wicklung wird über die Widerstandsänderung der Heizwendel ermittelt.

Denn wenn der Heizdraht erhitzt wird, verändert sich der Widerstand des Drahts und das wiederum kann gemessen werden. Hierzu muss die Heizwendel aber aus einem Material bestehen, welches über einen gewissen Temperaturkoeffizienten verfügt.

Der Temperaturkoeffizienten bei Materialien wie Kanthal und NiChrom liegt nahe Null und ist daher für temperaturgeregeltes Dampfen nicht geeignet.

Temperaturkoeffizient

Der Temperaturkoeffizient beschreibt die relative Änderung des Widerstands, bei Änderung der Temperatur, zu einer festgelegten Referenztemperatur. Anders ausgedrückt gibt der Temperaturkoeffizient an, um wie viel sich der Widerstand ändert, wenn der Draht um 100° C erwärmt wird.

Generell gilt, dass je höher der Temperaturkoeffizient des zu verwendeten Materials ist, desto präziser auch die Temperaturmessung ist. Drähte die sich für temperaturgeregeltes Dampfen eignen sind:

  • Nickel 200: 650 Koeffizient (65 % Veränderung des Widerstands, bei einer Erhöhung um 100° C)
  • Titan: 350 Koeffizient (35 % Veränderung des Widerstands, bei einer Erhöhung um 100° C)
  • Edelstahl (V2A): 120 Koeffizient (12 % Veränderung des Widerstands, bei einer Erhöhung um 100° C)

Vor dem Einsatz eines temperaturgeregelten Akkuträgers, muss eine Referenzmessung bei Zimmertemperatur durchgeführt werden. Hierbei wird der Widerstand des Verdampfers gemessen.

Mit Hilfe dieser Referenzmessung ist die Akkueinheit imstande, die derzeitige Temperatur laufend zu bestimmen und daraufhin automatisch die auszugebende Leistung zu erhöhen bzw. zu verringern.

Die Vor- und Nachteile

Die Vorteile vom temperaturgeregelten Dampfen sind, dass es zu keinem kokeln mehr kommt und das man sich nicht mehr mit all den ganzen Begrifflichkeiten wie Spannung (Volt), Leistung (Watt) und Widerstand (Ohm) herumschlagen muss.

Es muss nur noch die präferierte Temperatur eingestellt werden und die e-Zigarette erledigt den Rest. Natürlich muss aber ab und an noch Liquid nachgefüllt werden.

Im Klartext bedeutet das, dass temperaturgeregeltes Dampfen weniger Probleme bereitet.

Ein Nachteil betrifft die Kalibrierung.

Damit der richtige Widerstand ermittelt werden kann, ist die Kalibrierung bei Zimmertemperatur durchzuführen. Der Verdampfer darf unter keinen Umständen warm sein, sonst wird ein falscher Widerstand ermittelt.

Auch sollte darauf geachtet werden, dass der Verdampfer vor der Kalibrierung gut an den Akku angeschraubt ist. Denn wenn der Verdampfer nach der Kalibrierung nachgeschraubt werden muss, verändert sich der Widerstand in einem entscheidenden Masse.

Temperatursteuerung im Einsatz

Nachdem zum temperaturgesteuerten Dampfen eigentlich alles Wissenswerte geschrieben wurde, soll nun erläutert werden, wie die Temperatursteuerung am Beispiel der eVic-VTC Mini von Joyetech funktioniert.

Die Funktionsweise ist bei allen e-Zigaretten gleich und kann daher auch auf andere Modelle übertragen werden. Die eVic-VTC Mini kann sowohl im Leistungs-, wie auch im Temperaturmodus betrieben werden.

  • Ausgangsleistung VT-Modus: 1 W – 75 W
  • Temperaturbereiche: 100 – 315° C / 200 – 600° F

Leistungsmodus

  • Coil: Heizdraht aus Kanthal (1.0 Ohm)
  • Möglich einstellbarer Wert: 7 – 75 W
  • Empfohlener Wert bei 1.0 Ohm: 10 – 15 W

Zwar kann die auszugebende Leistung auf bis zu 75 Watt eingestellt werden.

Doch bei einer so hohen Leistung, in Kombination mit dem 1.0 Ohm Coil, fängt die Watte an zu kokeln.

Hier tritt das erste Problem vom Leistungsmodus auf. Der Dampfer muss über das Wissen verfügen, welche Leistung er bei einem bestimmten Verdampferkopf einstellen kann.

Wie bereits erwähnt, kühlt das Liquid die Heizwendel und verdampft hierbei.

Damit die Heizwendel nicht zu heiß wird, muss immer ausreichend Liquid nachfließen.

Wenn nun in nicht ausreichenden Mengen Liquid nachfließt, weil z.B. das Liquid zu dickflüssig ist, sich dem Ende entgegen neigt oder zu schnell an der e-Zigarette gezogen wird, fängt das Trägermaterial (Watte) an zu verkohlen.

Obwohl die Heizwendel nicht ausreichend gekühlt wird, gibt die eVic-VTC Mini trotzdem die voreingestellte Leistung an den Verdampferkopf weiter und passt die Leistung nicht an den Umstand an, dass nicht genügend Liquid nachfliest – ganz anders sieht es im Temperaturmodus aus.

Temperaturmodus (Temperature Control)

  • Coil: Heizdraht aus Nickel 200 (0.2 Ohm)
  • Coil: Heizdraht aus Titan (0.4 Ohm)

Im Temperaturmodus muss sich der Dampfer keine Gedanken darüber machen, welchen Widerstand der Verdampferkopf hat und welche Leistung hierzu passt. Denn der Akkuträger passt die erforderliche Leistung automatisch an die eingestellte Temperatur an.

Weiterhin regelt der Akkuträger, in diesem Fall die eVic-VTC Mini, die Leistung automatisch herunter, wenn nicht genügend Liquid nachfließt.

Fließt nicht genügend Liquid in den Verdampferkopf zur Kühlung nach, benötigt die Heizwendel auch weniger Leistung (Energie pro Zeitspanne) um die erforderliche Temperatur zu halten.

Dadurch wird automatisch verhindert, dass der Heizwendel zu viel Energie zugeführt wird und das Trägermaterial zu kokeln beginnt.

Watt einstellen im Temperaturmodus?

Obwohl die eVic-VTC Mini im Temperaturmodus vollautomatisch die erforderliche Leistung (Watt) hoch und runter regelt, kann dennoch manuell die Leistung (Watt) eingestellt werden.

Jetzt fragen Sie sich bestimmt, was das für einen Sinn ergibt?

Der Sinn besteht darin, selbst zu bestimmen, wie schnell die eingestellte Temperatur erreicht wird.

Ist ein niedriger Watt-Wert eingestellt, braucht die e-Zigarette etwas länger um die Temperatur zu erreichen, als wenn ein höherer Watt-Wert eingestellt ist.

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