Kontakterwärmung von festen Stoffen

Verwendete Heizkörper

Heizpatronen

Hochleistungspatronen – falls es die Form und Größe des geheizten Teiles erlaubt, handelt es sich um eine sehr verwendete und effektive Art der Heizung. Nicht geeignet für zu große Teile – mehr Informationen siehe „Hochleistungspatronen“

Mittelleistungspatronen – Maximal empfohlene Betriebstemperaturen und Oberflächenbelastung sind niedriger als bei Hochleistungspatronen. Logische Wahl für einige Applikationen mit größeren Abmessungen, wo Hochleistungspatronen nicht verwendbar sind. – mehr Informationen siehe „Mittelleistungspatronen“

Heizpatronen mit ø 6,5 mm sind eine geeignete Lösung in Situationen, wo es nötig ist, den Stab in die Nut einzusenken, welche sich in der Oberfläche des geheizten Teiles befindet. Die Nut wird um 0,1 – 1,5 mm breiter als der Heizstab hergestellt, je nach Einbauart, Betriebstemperatur des Teiles, Körperform und Oberflächenbelastung des Heizstabes.

Falls der Kunde auch die Formung der Heizpatronen mit Durchmesser von 6,5mm in die Nut sicherstellt, beträgt der minimale empfohlene Durchmesser der Biegung 38mm (Achtung, der einmal geformte Stab darf nicht zurückgerichtet werden).  Nach der Formung oder Pressung der Heizkörper in die Nut ist eine wiederholte Prüfung in Bezug auf elektrische Festigkeit und elektrischen Kreis gem. Norm (ČSN EN 60335-1) nötig.

Die empfohlene Oberflächenbelastung der Stäbe beträgt 7-15 Wcm², je nach Art der Aufstellung der Stäbe in der Nut des geheizten Materials, der Betriebstemperatur und je nach Material des geheizten Teiles . Die maximal empfohlene Betriebstemperatur wird aufgrund der Oberflächenbelastung der Stäbe, nach Art der Aufstellung der Stäbe in der Nut und nach dem Material der Platte bestimmt.

Niederleistungspatronen – logische Wahl für einige Applikationen, welche in Bezug auf die Temperatur weniger exponiert sind oder größere Abmessungen aufweisen. Mehr siehe „Niederleistungspatronen“.

Rohrheizkörper

In vielen Fällen preisgünstiger und in Bezug auf Form variabler als Heizpatronen.

Arten der Kontaktheizung durch Rohrheizkörper:

Die Nut wird um 0,1 – 1,5mm breiter als der Heizstab hergestellt, je nach Einbauart, Betriebstemperatur des Teiles, Körperform und Oberflächenbelastung des Heizstabes.

Es werden Stäbe mit ø 6.5 mm und ø 8.5 mm verwendet (für kompliziertere Formen vorzugsweise Stäbe mit ø 6,5 mm). Falls die bestellten Heizkörper in die Nut bestimmt sind, muss diese Information angeführt werden. Falls der Kunde auch selbständige Formung der Heizstäbe in die Nut sicherstellt, beträgt bei den Stäben mit ø 6,5mm der minimale empfohlene Durchmesser der Biegung 38mm. Achtung, der einmal geformte Stab darf nicht zurückgerichtet werden. Falls die Körper in die Nut geformt oder gepresst werden, ist eine wiederholte Prüfung in Bezug auf elektrische Festigkeit und elektrischen Kreis gem. Norm (ČSN EN 60335-1) nötig.

Maximal empfohlene Betriebstemperatur der Stäbe wird aufgrund der Oberflächenbelastung W/cm², je nach Art der Aufstellung der Stäbe in der Nut und dem Material der Platte bestimmt.

Eine weitere, in Industrieapplikationen verwendete Methode ist das Eingießen von am meisten geformten Rohrheizstäben in eine Alu-Legierung (es wird in unserer Firma nicht durchgeführt, aber wir können es vermitteln).

Mehr siehe „Rohrheizkörper“.

Flachrohrheizkörper

Oft eine preisgünstigere Lösung gegenüber den Heizpatronen. Geeignet bei den Applikationen, wo eine Anforderung an Ausgänge auf einer Stabseite besteht.

Arten der Kontaktheizung durch Flachrohrheizkörper:

Mehr siehe „Flachrohrheizkörper.

Flachrohrheizkörper werden standardmäßig in eine gerade Nut des rechteckigen Profils platziert. Die maximal empfohlene Betriebstemperatur wird gemäß Stabtyp, Oberflächenbelastung des Stabes W/cm², Art der Aufstellung der Stäbe in der Nut und gemäß Material der Platte bestimmt.

Heizleiter direkt in der geheizten Metallplatte eingebaut

Oft eine geeignete Variante der Heizung von Metallplatten mit großen Abmessungen. Hohe Lebensdauer. Verwendbar ausschließlich bei Applikationen ohne Risiko einer Isolierungskontamination.

Heizbänder und flache Glimmerkörper

Kontaktheizung von festen Materialien ist eine charakteristische Art deren Verwendung. Mehr siehe „Heizbänder, Flachkörper mit Glimmerisolierung“.

Verwendete Materialien für Ummantelung der Heizstäbe bei einer Kontakterwärmung von festen Stoffen

• Messing – bis 400 °C
• Kupfer – bis 165 °C
• AISI 321 – bis 750 °C
• AISI 304 – bis 650 °C
• AISI 309 – Widerstandsfähigkeit des Rohres (nicht des Heizstabes) bis 950 °C
• INCOLOY 800 – Widerstandsfähigkeit des Rohres (nicht des Heizstabes) bis 1050 °C
• Aluminium – bis 400 °C

Empfehlung zur Regulation der Temperatur bei der Erwärmung von festen Stoffen

(Download in PDF)

(Dies gilt auch für andere Arten der Erwärmung, auch für die Kontakterwärmung von festen Stoffen, d.h. Konduktionen, wo es eine allgemeine Praxis höherer Betriebstemperaturen zusammen mit der Anforderung an eine relativ genaue Regulation von Betriebstemperaturen gibt. Aus diesen Gründen hat hier die richtige Art der Temperaturregulation einen bedeutenderen Einfluss auf die Lebensdauer der Heizkörper als bei Erwärmung von Flüssigkeiten oder Gasen).

Einschalten und Ausschalten im Umfang von 40s- 60s verursacht eine wiederholte Ausdehnung und Schrumpfung des Widerstandsdrahtes. Die Folge ist eine große Beanspruchung und Oxidation des Heizleiters innerhalb des Heizstabes. Kapillar- und Bimetall-Thermostaten haben zu große Einschalt-/Ausschalt-Differenz.

Um die Lebensdauer der Heizstäbe zu erhöhen, wird deshalb empfohlen, eine elektronische Regulation (ON/OFF Regler oder PID-Regler) zusammen mit einem mechanischen Relais zu verwenden, wo die Schaltzeiten weniger als 10s betragen müssen. Die ideale Lösung besteht in der Regulation mit einer gesteuerten elektrischen Spannung in Zeitabständen bis zu 1s, d.h. Temperaturregulation + SSR (Solid-State-Relais) oder SCR – Relais.

Heizsensor max. 10mm von Heizstäben platzieren.