Wärmeverlust        

Begleitheizungen sind überall dort im Einsatz, wo gelagerte und transportierte Stoffe nicht allein durch eine Dämmung gegen Wärmeverluste geschützt werden können.
Das jeweilige Medium muß mit einer Kombination aus Begleitheizung und Wärmedämmung seine optimale Temperatur erreichen oder halten können.





Durch eine Temperaturgefälle zwischen Innentemperatur der Rohrleitung zur Umgebungstemperatur ausserhalb der Dämmung entsteht ein ständig wirkender Wärmeverlust(blaue Pfeile).
Wird diesem Wärmeverlust ein gleich große oder höhere Heizleistung(roter Pfeil) entgegensetzt, bleibt die Temperatur unterhalb der Dämmung erhalten oder steigt an.

Der Wärmeverlust bei Rohren berechnet sich wie folgt.  
Q_v= (2 * pi * lambda * (T_h - T_min)) / (ln * (D/d))    ( Hier können Sie eine Wärmeverlustberechnung in Tabellenform online vornehmen)

Qv	Wärmeverlust(W/m)
lambda	Wärmeleitzahl (W/mK)
Th	Haltetemperatur (°C)
Tmin	Minimale Umgebungstemperatur (ungünstigster fall) (°C)
ln	natürlicher Logarithmus
D	Rohrdurchmesser mit Wärmedämmung (mm) ( Rohrdurchmesser + 2 x Isolierstärke)
d	Äusserer Rohrdurchmesser ohne Wärmedämmung(mm)

Gleiches gilt nicht nur für Rohrleitungen, sondern auch für Behälter.


Die Formel zur Beerchung von Behälterverlusten vereinfacht sich etwas
Q_v= (A *  lambda * (T_h - T_min)) / s  
Q_v= Gesamtwärmeverlust(W)
A = Behältergesamtfläche (in m²)
s = Isolierstärke (in Meter!)
(sonst siehe oben)


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Isolierung/Wärmedämmung

Wie aus den oben gennanten Formeln und Darstellung leicht zu ersehen ist die Wärmedämmung der Anlagen ein sehr wesentlicher Teil zur Erfüllung der Anforderungen an die Begleitheizung.
In Deutschland sind ausführliche Beschreibung zur Ausführung von Wärmedämmungen bei Begleitheizungen im Arbeitsblatt AGI Q103 zu finden.
Grundsätzlich sind folgende Dinge zu beachten:







Auswahl des Dämmmaterials

• thermische Eigenschaften (Wärmeleitzahl und deren Temperturabhängigkeit bei sehr hohen Temperaturen)
• mechanische Eigenschaften
• chemical Verträglichkeit und Beständigkeit
• Beständigkeit gegen Feuchte
• Feuerbeständigkeit
• Kosten

Es gibt verschiedene Möglichkeiten die Wärmedämmungzu montieren:

•     Dämmung auf direkt aufgebrachtem Heizleiter
•     Dämmung auf Heizleiter, der mit Aluminiumfolie oder Klebeband aufgebracht ist
•     Dämmung mit auf der Rohrleitung aufgebrachter Vordämmung
•     Dämmung mit vorgefertigten Dämmschalen

                                                                               
   
Quelle: VE25 des VIK

Bei der Auswahl des um die Dämmung liegenden Wetterschutzmantels sind folgende Überlegungen wichtig:

•     Wirksame Feuchtigkeitsabweisung
•      Korrosionsbeständigkeit gegenüber Chemikalien in der Umgebungsluft
•       Beständigkeit gegenüber mechanische Beanspruchung
•      Mechanische Widerstandsfähigkeit
•      Berücksichtigung des Brandverhaltens
•       Kosten

                         

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Begleitheizungstypen

Je nach Anwendungsgebiet kann man die Begleitheizung in 3 verschiedene Grundarten einteilen:

• Frostschutz ( als Sonderform der Temperaturerhaltung)
  vermeidet Frostschäden am Objekt, Frostleckagen und Prozesschäden 
  
  
• Temperaturerhaltung
  hier sind die Temperaturen höher als die Umgebungstemperatur (z.Bsp. 30°C), sodass
  bei Stillstand der Anlage beheizt werden muss, um die richtige Prozesstemperatur vorzuhalten.
  So wird z.Bsp. die Fliessfähigkeit von Stoffen erhalten oder verbessert.
  (Öle, Gase etc)
  
  
• Temperaturerhöhung
  Hier gibt es die unterschiedlichsten Anforderungen wie   
      - Aufheizen der Rohrleitung/Tanks leer
      - Aufheizen mit Produkt in der Rohrleitung oder im Tank
      

 Bei Aufheizprozessen ist insbesondere auf die Dauer des Aufheizprozesses zu achten. Bei zu kurzen Aufheizzeiten oder bei Aufheizen von fliessenden Medien ist oftmals die Übertragungsfläche der Rohrleitung zu klein bzw. wird eine sehr hohe Leistungsdichte benötigt. Hier geht man oft auf andere vorgeschaltete Heizsysteme(z.Bsp. Wärmetauscher) über und schließt eine Temperaturerhaltung mit Begleitheizung an.

Hier können Sie Heizkreise online auslegen

                      

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Industrielle Anwendungen

Hier beispielhaft einige branchenspezifische Anwendungen. Da die elektrische Begleitheizung sehr flexibel und einfach in der Anwendung ist, hat sie sich in nahezu allen Branchen der Industrie durchgesetzt.
Installation, Wartung und auch Zuverlässigkeit verhalfen der elektrischen Begleitheizung bei allen wesentllichen Prozessen der Industrie zu einem großen Aufschwung, der noch immer anhält.
Hinzu kommt, dass die Regelbarkeit  zur wirtschaftlichen Anwendung der elektrischen Begleitheizung, speziell unter Kostenbetrachtung der Betreiber, diese Art der Beheizung sehr lukrative macht. 
Selbst wenn andere  Möglichkeiten zur Verfügung stehen, führen die genannten Gründe zum Einsatz der regelbaren und wartungsfreien elektrischen Begleitheizung.

             

              

Industriezweig	Anwendung
Öl und Gas	Schmieröl, Gasöl, Schmierfette, Additive
Petrochemie	Öle, Fette, Additive, Naphta
Chemie	Säuren, Laugen, Klebstoffe, Düngemittel
Pharmazie	Wachse, Stearate, Emulsionen
Kosmetik	Wachse, Öle, Fette, Pflanzenextrakte
Kraftwerke	Asche, Schwefel und Laugen
Lebensmittel	Brauereien, Melasse, Zucker, Fette, Öle, Butter

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Haustechnik / Gebäudetechnik

                       


Bei dem Einsatz der elektrischen Begleitheizung in der Haus- und Gebäudetechnik unterscheidet man ebenfalls verschiedene Typen von Begleitheizung

siehe auch unser Seite Haustechnik

• Frostschutzheizung  ( siehe auch unsere Spezialseite zu diesem Thema)
  Hierbei werden Rohre und Sicherheitsanlagen (z. Bsp. Sprinkleranlagen), ähnlich der industriellen Anwendung vor Frostschäden geschützt.
  Dies ist insbesonder bei freiverlegeten Rohren, Rohren in ungeheizten Räumen(Tiefgaragen) und nicht frostfrei verlegten Erdrohren notwendig
  Eine spezielle Anwendung des Frostschutzes und der Temperaturerhaltung ist auch die Teichbeheizung
• Dach- und Dachrinnenbeheizung (auch hier haben wir viele Informationen auf einer Spezialseite zu diesem Thema)
  Auch unter der Betrachtung der Klimaveränderung wird dieses Thema immer wichtiger. Wir haben auf usner Spezialseite einigen Informationen zu Schneelast und
  Ausblick auf die zukünfitge Klimaveränderung zusammengetragen.
  Es wird deutlich, daß der Schutz von menschen und Einrichtungen vor erhöhten Dachlasten und Eiszapfenbildungen immer wichtiger wird.
  Zusammen mit einem speziellen Regelkonzept ist die Wirtschaftlichkeit des Systems gewährleistet und die Gefahren werden beherrschbar.
• Warmwasserbegleitheizung
  Bei dieser Art der Begleitheizung werden zwei verschiedene Betrachtungen zu Grunden gelegt.
  Zum Ersten: Bei Großanlagen steigt die Gefahr des Leginoellenwachstumns in Rohrleitungen mit stehendem Warmwasser. Dies kann bei geschwächten Menschen (Krankenhaus, Altenheim) zum Ausbruch der Leginonellenerkankung führen. Deshalb setzt man hier die Begleitheizung ein, um durch kurzzeitiges Erhitzen des Wassers auf über 65°C in den Rohrleitungen diese Baktierien abzutöten. Dies ist mit geeigneten Materiialien und der dazu passenden Regelungstechnik in betriebsarmen Zeiten möglich.
  zum Zweiten: Um an Zapfstellen möglichst schnell warmes Wasser zur Verfügung zu haben benutzt man einerseits  Zirkulationsleitungen, aber eben auch aus wirtschaftlcihen Gründen die elektrische Begleitheizung. Da hierbei nur eine Rohrleitung benötigt wird, ergeben sich auch nur in einer Rohrleitung die Wärmeverluste (s.o.). Somit ist ein wirtschaftlicher Betrieb bei gleichzeitigem hohen Komfort gewährleistet. Hinzu kommt, das die Kosten der Installation zurückgehen, da das Verlegen der Heizbänder an der Rohrleitung sehr schnell und einfach ist.

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Montage

Eine fachgerechte, den Planungsvorgaben entsprechende Montage ist Grundvoraussetzung sowohl für die wärmetechnische Funktion der elektrischen Begleitheizung als auch für den Personenschutz und den Explosionsschutz.

Das erhaltene Material ist auf Übereinstimmung mit den Typ- und Mengenvorgaben zu prüfen. Bei allen Heizleitungen sind die Vorgaben für Typ, Leistungsbereich, Spannungsbereich, Mengen und besondere Spezifikationen zu prüfen.
Die Montage kann erst beginnen, wenn die Rohrleitungen vollständig montiert und druckgeprüft sind. Vor Beginn der Montage sollten die Anforderungen überprüft werden.

Die beste Verlegung der Heizbänder oder der Heizleitungen ist gestreckt am Rohr. Sprialiges Umwickeln der Heizleitung sollte vermieden werden, da hierbei eine höhere Fehlermöglichkiet besteht (spiraliger Abstand muss exakt gehalten werden, mechanische Beschädigung im oberen Teil des Rohres. etc..) 
Hier einige Anordungsmöglichkeiten

                                 

Zum Ausgleich höherer Wärmeverluste an Flanschen, Ventilen und sonstigen Einbauten sind nach Vorgabe des Planers zusätzliche Leitungslängen an den jeweiligen Stellen anzubringen.

Dies kann durch direktes Aufbinden von zusätzlichen Heizleitungslängen an diesen Einbauten in Form von Heizleitungsschleifen erfolgen. Oftmals besteht jedoch die Notwendigkeit, beheizte Einbauten (z. B. Ventile) in bestimmten Zeitabständen aus- und wieder einzubauen. Hier bietet es sich an, die zusätzlichen Heizleitungslängen auf Drahtkörbe o. ä. aufzubinden, die bei Bedarf ohne hohen Montageaufwand abgenommen und wieder angebracht werden können. Die Ausführungsform der Körbe oder ähnlicher vorkonfektionierter Trägersysteme an den Einbauten muß im Vorfeld mit dem Betreiber besprochen werden.