Wenn die Katzenklappe zufriert II

Meine ursprüngliche Lösung hat sich ab ca. -6°C und Dauerfrost als „überfordert“ herausgestellt. Deshalb musste ich nochmal ran.

Nachtrag

🔍

Die neuen Version sieht noch „rustikal“ aus, doch sie funktioniert ziemlich gut.

Beim ersten Ansatz hatte ich unterstellt, es läge an der Wärmedifferenz innen/außen, die zum Beschlagen der Klappe führt. Das läuft ab und die Klappe friert fest. Was aber weniger an der Temperatur im Tunnel liegt – der mit der ersten Idee im Fokus stand – als an den Löchern der Verriegelung, durch die ein kalter Wind weht, der für eine zusätzliche Kühlung sorgt. Der „chill factor“ macht sich eindrucksvoll bemerkbar. Neuer Plan: Die Wärmezufuhr muss näher an die Klappenriegel.

🔍

Mehrlagig montierter Heizdraht könnte überhitzen, eine Lage war zu wenig.

Das Heizkabel wanderte aus der Tür auf einen Alu-Rahmen, der auf die Katzenklappe aufgesetzt wurde. Rundum beheizt, war das Ergebnis zwar besser, doch die Heizleistung des Heizdrahtes war bei strenger Kälte weiterhin unzureichend.

Deshalb sollte es konzentrierter Wärme direkt am unteren Klappenrand richten. Dafür habe ich mir bei Amazon zwei PTC-Heizelemente besorgt. Damit unsere Samtpfote sich eben diese keinesfalls versengt, kam noch eine Temperaturregelung dazu. Diese Entscheidung fiel spontan, denn für die PTCs war ein Netzteil erforderlich. Alles auf 12 V gezogen mit einem Netzstecker erschien handlicher, als das Netzteil mit dem vorhandenen 220V-Regler zu steuern.

🔍

Raumbeschaffung

Die PTCs montierte ich in den Rahmen der Katzenklappe. Die Bauform schränkte die Möglichkeiten ein. Direkt oben an den Riegeln war zu wenig Platz, also mussten sie unten hin. Dorft musste dafür trotzdem noch etwas Platz geschaffen werden, was für die Stabilität unkritisch ist.

🔍

Aus Sicherheitsgründen verworfen.

Versuche mit Folien-PTCs wurden verworfen: Die gefundenen wurden unregelbar schnell kochend heiß. Das Risiko von Schäden für unsere Fellnase war mir zu groß.

🔍

Es wurde eng.

Wenn es richtig knacke kalt ist – so ab -10°C – „klebte“ die Klappe mit der aktuellen Konstruktion anfangs. Was an der Wahl der Hysterese gelegen haben könnte. Nachdem ich statt 35° aus/25°an auf 37°/33° umgestellt habe, blieb sie offen. Allerdings wurde es seither nur maximal -8° C kalt.

🔍

Der Temperaturfühler ist nah am neuralgischen Punkt.

Folien-PTCs in direkter Nähe der Riegel wären definitiv besser, doch dort ist kein Platz für den Temperatur-Sensor zur Steuerung. Kein Teil darf in die filigrane Technik fallen, sonst könnte die Klappe mechanisch blockieren, was den Zweck des Umbaus untergraben würde.

Der aufgesetzte Rahmen ist unten und vorne innen und außen unten mit Aluklebeband aus der Kältetechnik isoliert, damit möglichst viel Wärme nach oben reflektiert wird. Das senkt zusätzlich die Gehäusetemperatur außen. Unser Kater hat keinerlei Irritaton gezeigt.

Nachtrag

Angeregt durch eine E-Mail-Anfrage , die eine alternative, doch bei strengerer Kälte versagende Lösung beschrieb und alternative Konzepte als Abhilfe skizzierte, die ich z.T. bereits verworfen hatte, s. „Warum keine Gebläse, warum keine Heizung?“

Bei länger anhaltenden zweistelligen Minusgraden vereisten die „Haltehaken“. Nur ganz wenig, doch genug, um die Funktionssicherheit infrage zu stellen. Deshalb gab es ein paar kleine Nacharbeiten:

🔍

„Außenisolierung“ des beheizten Bereichs

Im Bereich der „Heizkörper“ wurde die aus der Tür herausragende Unter- und Vorderseite mit Aluklebeband „nachisoliert“. Das führt zu einer messbaren Temperaturerhöhung im Bereich der „Haken“. Die Wärme verteilt sich nun gleichmäßig bis zu den Außenkanten der Klappe, an denen sich das Kondenswasser sammelt und ebenfalls kristallisierte.

🔍

Zugluft-Sperre für die „Außenhaken“

Mit der Hand war ein „kalter Hauch“ spürbar, der durch den Spalt der Klappe wehte. Eine Untersuchung mit einer Wärmebildkamera offenbarte: Durch die Aussparungen für die „Außenhaken“, die bei uns funktionslos sind, damit unbemerkt durch die Tür hereinschleichende Nachbarkatzen gegebenenfalls auf jeden Fall hinaus können, wurde kalte Luft von außen auf die „Innenhaken“ geführt. Diese Löcher wurden mit Malerklebeband abgeklebt. Damit wurde zusätzlich der Spalt zwischen Klappe und Gehäuse verkleinert. Hier wurde bewusst auf das Aluband verzichtet, das Kälte unter die Klappe führen würde.

Ob das Relevanz hat, ist unsicher, doch „gefühlt“ hilft es:: Die Innenseite der Klappe, die umlaufende Kante und im Schließbereich der Rahmen sind dünn mit Glycerin abgerieben. Einerseits verzögert das die Eisbildung und sollte doch welches entstehen, haftet es schlechter auf der Oberfläche. Das nimmt natürlich mit jeder Durchwanderung der Klappe ab, weshalb dieser Auftrag in der kalten Jahreszeit nach Gefühl erneuert wird.

🔍

Keine Probleme bei - 13° C.

Das nebenstehende Thermobild ist am 10.01.2024 um 6:00 Uhr1 morgens aufgenommen. Die Klappe war frei beweglich. Der wärmste gemessene Punkt ist unter den gegebenen Bedinungen die Regelelektronik (link am Rand).

Im Außenbereich vor der Klappe waren es – lt. Thermobild-Kamera – zu diesem Zeitpunkt -18° C auf dem Boden.

Warum keine Gebläse, warum keine Heizung?

Ganz zu Beginn meiner Versuche hatte ich über Heizstrahler, Miniheizungen und Warmluftgebläse nachgedacht und das teilweise getestet. Alle diese Versuche hatten eine Gemeinsamkeit: Ich bekam Angst um unseren Kater.

Bei den Heizgeräten entstanden teilweise Temperaturen deutlich jenseits von 60° C. Das ist zu heiß für einen unbeaufsichtigten Einsatz.
Den Geräten fehlt die Spezifikation dafür: Deren Dauerbetrieb wäre ein Versicherungsrisiko.
Unsere Kater reagiert empfindlich auf Wind, wenn ihm der durch die (für ihn) geöffnete Tür entgegenweht. Das Risiko, mit einem Lüfter die Katzenklappe zum „no go area“ zu machen, war mir zu groß.
Die Teile verschlingen allesamt mehrere kWh Strom pro Tag, bei vergleichsweise bescheidenem Wirkungsgrad für diesen speziellen Anwendungsfall. Die hier beschriebene Lösung verbraucht – nach dem Aufheizen (~60W Start, schnell abnehmend) – im Dauerbetrieb ~11 W (~0,3 kWh/Tag).
Die Klappe wird von einem Tier verwendet, das keine Ahnung von Strom, etc. hat. Deshalb muss eine Lösung das berücksichtigen. Das gilt für bewegliche sowie erhitzte Elemente, aber auch für die technische Ausführung: Wo Kondenswasser entstehen kann (der Auslöser des Problems) muss die elektrische Ausführung (Isolation der Verbindungen, Eignung der Bauteile für den Einsatzbereich) dem Rechnung tragen.

Bei strenger Kälte ist abzuwägen, ob das Sperren der Klappe für alle beteiligten Parteien das gebotene Mittel der Wahl ist.

Verbesserungspotenzial

Wer eine Quelle für Folien-PTCs und – perfekterweise – einen Folien-Temperaturfühler zum messen hat, möge mir die bitte mitteilen.

Bei Folien-Heizungen an die „Lötpunkte“ der Zuführung denken. Deren „Auftrag“ schränkt die Einbaubarkeit stark ein (s. Bild). Bei meinen Testobjekten führte das dazu, dass sie zu weit weg vom Temperaturfühler waren, weshalb sie zu heiß wurden. Bei meiner Suche habe ich keine „kleinen“ Folien mit vergleichbaren Parametern wie die „dicken“ PTC (max. ca. 70°) gefunden, die aus sich heraus die Temperatur begrenzen. Größere gibt es, doch die sind „zu groß“ für die verfügbare Fläche in der Katzenklappe.

🔍

Das Kabelverlegen war „Flechtarbeit“

Herausfordern war bei der verwendeten Klappe das geschwungene Gehäuse, weshalb „rechteckig“ nur schwierig verarbeitet werden kann. Der Deckel liegt sehr bündig auf, bereits die sehr dünnen Testfolien führten schon dazu, dass der Deckel zwischen den Verriegelungen einen kleinen Spalt hatte.

Als Gehäuse für die Regelung dient aktuell ein 40 Cent-Küchendöschen, das ginge sicher schicker. Dafür ist es unschlagbar günstig und erfüllt seinen Zweck. Bisher gab es keine Notwenigkeit, ständig an den Parametern herum zu fummeln. Sie wurden einmal nachjustiert (s.o.). Dafür lohnt kein aufwändiges Gehäuse, das – zumindest in unserem Keller – die Feuchtigkeit an den Knöpfen draußen halten muss. Womit das Gehäuse schnell ein Vielfaches der Steuerung selbst kosten kann.

1Die Uhr in der Kamera geht vor und zeigt Sommerzeit.