Übersicht Begleitheizung Frostschutz für die Anlage: Begleitheizungen im Überblick

Redakteur: Dominik Stephan

Zieht dich warm an!  – In Öl- und Gasindustrie oder Chemiewerken, überall wo Flüssigkeiten durch Rohrleitungen geführt werden, halten Begleitheizungen die Temperatur kritischer Medien oder beugen Frostschäden vor. Bei eisiger Kälte oder im Ex-Bereich sorgt die Technologie dafür, dass der Produktfluss nicht ins Stocken kommt. Doch wie funktionieren Begleitheizungen und welche Lösungen gibt es auf dem Markt? Und was ist bei Planung oder Installation zu beachten?

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Wenn Wärmedämmung alleine nicht ausreicht, kommen Rohbegleithei- zungen wie die SR Heizkabel von Pentair zum Einsatz.
Wenn Wärmedämmung alleine nicht ausreicht, kommen Rohbegleithei- zungen wie die SR Heizkabel von Pentair zum Einsatz.
(Bild: © Leonid Ikan/Fotolia.com)

Manchmal reicht Wärmedämmung nicht aus: Wenn Rohre starkem Frost ausgesetzt sind oder Medien mit hoher Temperatur fließen, muss geheizt werden – sonst können Rohre einfrieren und schlimmstenfalls platzen. Die Lösung: Elektrische Begleitheizungen.

Einfach, leicht zu montieren und selbstregulierend gewährleisten sie auf der ganzen Länge eines Rohres Frostschutz und Temperaturhaltung. Die ersten Heizschnüre aus den 30er-Jahren waren nach heutigen Maßstäben einfach aufgebaut und mussten extern geregelt werden. Erst 1971 brachten selbstregulierende Heizbänder von Raychem den Durchbruch.

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Der Clou: Die beiden mehradrigen Kupferleiter, die den elektrischen Anschluss bilden, sind in ein selbstlimitierendes Halbleiterelement eingelassen. Dieses besteht aus einem speziellen Kunststoff mit eingebetteten Kohlenstoffteilchen. Der Kohlenstoff bildet durch seine dichte Packung im Kunststoff regelrechte Strompfade. Wird nun eine Spannung angelegt, kann Strom zwischen den beiden Adern fließen und das Band erwärmt sich.

Ehe das Heizband sich überhitzt, setzt der Effekt der Selbstregulierung ein. Dehnt sich der Kunststoff des Heizbandes durch die entstehende Wärme aus, werden die „Strompfade“ durch den Kohlenstoff immer dünner, bis sie schließlich ganz unterbrochen sind. Kühlt die Leitung ab, rücken auch die Kohlenstoffteilchen zusammen, wodurch der Strom wieder fließt und erneut Wärme entsteht.

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Auf diese Weise reagiert die Heizung auf schwankende Umgebungstemperaturen – und das an jedem beliebigen Punkt. Nützlich, wenn ein Rohrabschnitt direkter Sonneneinstrahlung oder eisiger Kälte ausgesetzt ist.

Planung ist das halbe Leben

Auch wenn Begleitheizungen scheinbar Rundum-Sorglos-Komponenten sind, gibt es bei der Auslegung eine Reihe von Faktoren zu beachten, so etwa:

  • Rohrdurchmesser und -länge
  • Dicke und Wärmeleitgruppe der verwendeten Isolierung
  • Die Differenz zwischen der Temperatur im Rohr und der minimalen Umgebungstemperatur
  • Anzahl und Art der verbauten Armaturen und Ventile

Mit diesem Wissen lassen sich Wärmeverlust und benötigte Heizleistung berechnen. Wer sich nicht mit Lambda-Werten und Wärmeübergangskurven befassen will, kann auf die Hilfe von Profis zurückgreifen: So bieten die Heizspezialisten Quintex auf ihrer Website einen kostenfreien Online-Rechner zur Heizkreisauslegung für Rohrbegleitheizungen, der eine detaillierte Materialliste ausgibt.

Auch bei der Dokumentation bestehender Systeme hilft das Tools bei der Erstellung des Auslegungsblattes. Dabei sparen die Experten nicht mit Tipps, wie z.B. bei der Wärmedämmung von einer dem Rohrdurchmesser entsprechenden Isolationsdicke auszugehen.

Bei der Auslegung ist unbedingt zu beachten, die maximale vom Hersteller spezifizierte Stromkreislänge nicht zu überschreiten. Wer 30-mA Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen wie FI-Schalter einsetzt, kann damit lediglich eine Stromkreislänge von 500 Metern abdecken. Auch bei abgehenden Leitungen empfiehlt sich der Einsatz von Verbindungsstücken.

Begleitheizungen kommen fertig abgelängt oder als Rollenware zum selbstkonfektionieren. Hersteller wie Hillesheim liefern ein breites Portfolio für alle Anwendungen. Sogar für brandheiße Fälle haben die Elektrowärme-Experten mit dem flexiblen Heizkabel HIL-SS eine Lösung.

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Dieses verfügt über eine Umhüllung aus Edelstahl und erreicht eine Betriebstemperatur von bis zu 800 °C. Mit einem Mantel aus Inconel (einer Nickelbasislegierung) sollen beim Typ HIL-IC sogar bis zu 1000 °C möglich sein.

Von der Rolle aufs Rohr

Was die Montage angeht, sind Heizbänder einfach zu konfektionieren. Doch nur wenn die Kabel exakt montiert werden, kann sich die Wärme optimal verteilen. Bei Chromstahl-Rohren kann das Heizband direkt auf dem Rohr fixiert werden. Dabei wird für horizontal verlegte Rohre eine schräge oder seitliche Montage bevorzugt.

Auf Rohren aus Kunststoff oder Gussmaterial sollte das Band mit einem Aluminiumstreifen überklebt werden, um die Wärme besser zu verteilen. Ab etwa 100 mm Rohrdurchmesser werden meist mehrere Heizbänder vorgesehen.

Hilfe bei Montage und Planung

Auch bei der Montage sind die Hersteller eine Hilfe: So bietet Klöpper Therm nicht nur flexible und anpassungsfähige Begleitheizungen für nahezu jede Anwendung, sondern auch Beheizungssysteme für Tanks und Container mit Haltetemperaturen bis 250 °C.

Auch Planung und Durchführung der Verkabelungsarbeiten sowie die Inbetriebnahme bzw. Übergabe der betriebsfertigen Anlage bis zur Dokumentation übernehmen die Heizspezialisten auf Wunsch.

Den vollen Service in Sachen Begleitheizungen bietet auch PSG: Von der Beratung und Lösungsentwicklung über die Planung und Auslegung, Montage und Installation bis zur Inbetriebnahme bietet die Firma ein Rundum-Sorglos-Paket. Auch für Wartung und Instandhaltung kann man die Services der Petro-Spezialisten in Anspruch nehmen.

Zusätzlich hat der PSG-Vertrieb Produkte der Heizband-Pioniere Pentair/Raychem im Angebot. Auch bei beheizten Wanddurchführungen für Wände bis 60 cm Dicke bietet PSG Lösungen vom Frostschutz bis zu Haltetemperaturen von 400 °C.

Maßgeschneiderte Heizmanschetten für alle Bauteile und Anwendungen in der Mess- und Analysentechnik vervollständigen das „heiße“ Angebot der Firma aus Erkelenz.

Mehr als nur Rohrheizungen

Rohrbegleitheizungen, Heizbänder, Tankheizungen und Heizmanschetten – war’s das schon? Tatsächlich gehört zu einem elektrischen Heizungssystem auch die Spannungsversorgung, Regelung und Überwachung, Netzanschluss, Temperaturfühler oder eine zentrale Anbindung an die Leitwarte.

Spezialisten wie die Firma Schniewindt bieten komplette Steuerungssysteme von der Stange sowie nach individuellem Kundenwunsch maßgeschneidert. Zusätzlich bietet die Firma auch ein breites Heizlösungs-Portfolio wie den CSN-Ex-Heizkörper der Typenreihe 95/R.-EEx T, der neben Begleitheizungen auch zur Stillstands- oder Raumheizung verwendet werden kann.

Kommen Begleitheizungen nicht in Frage, können Rohre mit Rohrheizkörpern ausgestattet werden, wie sie die Firma Helios Heiz­elemente in Längen bis zu 7 Metern aus Kupfer, Stahl, sämtlichen gängigen Edelstählen oder Titan fertigt. Oberflächentemperaturen von max. 850 °C bei einer Leistung von 2500 W/m sind für derartige Rohrheizungen kein Problem. Auch komplette Durchlauferhitzer oder Flansch-Heizkörper mit maximal 300 kW bieten die Heizelemente-Experten aus Neuenrade.

Wer die Begleitheizung auf den Rechner bringen will wird im Pentair-Sortiment fündig: Der Pentair Supervisor ermöglicht nicht nur die Remote-Konfiguration des Begleitheizungssystems, sondern übernimmt auch die Status- und Alarmüberwachung sowie erweiterte Funktionen wie etwa Datenlogging und -auswertung für Wärme im Industrie-4.0-Zeitalter.

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