Wärmetransfer Elektroerhitzer als effiziente Alternative für den Wärmetransfer

Autor / Redakteur: Bernfried Kircher / Wolfgang Ernhofer

Elektrische Heizelemente sind vielseitige Alternativen zu herkömmlichen Wärmetauschern – sofern sie richtig dimensioniert sind. Erst die korrekte Auslegung elektrischer Erhitzer sorgt für eine hohe Energieeffizienz und stellt eine größtmögliche Betriebssicherheit beim Wärmetransfer dar.

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Die elektrische Alternative für den Wärmetransfer: Erhitzerelemente sind effiziente Alternativen zu herkömmlichen Wärmeübertragern – wenn sie richtig ausgelegt sind.
Die elektrische Alternative für den Wärmetransfer: Erhitzerelemente sind effiziente Alternativen zu herkömmlichen Wärmeübertragern – wenn sie richtig ausgelegt sind.
(Bild: Schniewindt)

Egal, ob eine direkte Erwärmung bewirkt oder nur Wärmeverlust ausgeglichen werden soll: In jedem Fall ist die notwendige Heizfläche der bestimmende Faktor bei der Auslegung eines elektrischen Heizsystems. Je nach notwendiger Differenz zwischen Eintritts- und Austrittstemperatur und den geforderten Volumenströmen sollte man ein einzügiges oder mehrzügiges Anlagendesign für den Wärmetransfer in Betracht ziehen.

Entscheidend für die Dimensionierung sind die Stoffdaten des zu erwärmenden Mediums: Zwar wird die Energie direkt und vollständig übertragen, jedoch darf die Temperatur der Heizelemente eine errechnete Grenztemperatur nicht überschreiten. Die Hitzekonzentration führt sonst zu einer hohen spezifischen Oberflächenbelastung und kann sowohl das Medium als auch die Heizelemente schädigen.

Auf die theoretische Auslegung sollte man sich dabei nicht blind verlassen: Unterschiedlich positionierte Temperaturfühler können eine sichere Überwachung der Oberflächentemperatur gewährleisten. Zusammen mit einer vorgeschalteten Steuerungsanlage kann so die Temperatur überwacht und das System abgeschaltet werden, sollte ein kritisches Temperaturverhalten auftreten.

Intelligente Steuerungen, die kompatibel mit einem Erhitzerdesign konstruiert werden, ermöglichen eine gradgenaue Programmierung. So ist es möglich, Wärme nur dann zuzuführen, wenn sie benötigt wird – ein Beitrag zur Energieeffizienz in prozesstechnischen Anlagen.

Einblick in den Heizer

Für die Wärmeübertragung werden in erster Linie elektrische Rohrheizkörper mit Metallmantel verwendet. Bei diesen ist ein wendelförmige Heizleiter aus einer Chromnickellegierung zentrisch in einem Edelstahlrohr montiert. Der Raum zwischen Wendel und Rohrmantel wird mit Magnesiumoxid verfüllt und hochverdichtet.

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