Stellen Sie sich eine 150 m lange Heizölleitung aus Kohlenstoffstahl an einem Terminal vor: Bei -10 °C Umgebungstemperatur kann die Leitung je nach Isolierung und Wind 2–4 kW verlieren. Ohne Begleitheizung kühlt das Öl ab, die Viskosität steigt und die Transferpumpe kann lange bevor die Leitung den Tank erreicht, verhungern. Die nützliche Schlussfolgerung ist, dass es sich bei der Begleitheizung um einen Wärmekreis und nicht um ein Kabelzubehör handelt. Die Dimensionierung muss hinsichtlich Wärmeverlust, Aufrechterhaltung der Temperatur, Umgebung, Steuerung und Installationsmethode erfolgen. Wenn Sie eines davon verpassen, wird ein gut verarbeitetes Kabel immer noch zu einem Wartungsproblem.
Begleitheizungen, auch Begleitheizungen oder elektrische Begleitheizungen genannt, wenden kontrollierte Wärme an ein Rohr, einen Tank, ein Instrument oder eine Kanaloberfläche an, um die an die Umgebung verlorene Wärme zu ersetzen. Es kann zwei verschiedene Aufgaben übernehmen: Frostschutz, bei dem das Ziel darin besteht, wasserbasierte Flüssigkeiten mit einer Sicherheitsspanne über 0 °C zu halten, und Prozesstemperaturaufrechterhaltung, bei der es darum geht, ein Produkt auf einem Viskositäts-, Fließ- oder Reaktionszustand zu halten. Die beiden Aufgaben sehen auf einer Zeichnung ähnlich aus, erfordern jedoch unterschiedliche Leistungsdichten, Kabeltypen, Sensoren und Alarme.
Es ist kein Ersatz für die Isolierung. Isolierung reduziert den Wärmeverlust; Die Begleitheizung gleicht den verbleibenden Verlust aus. Wenn die Isolierung an Flanschen und Ventilen nass oder beschädigt ist oder fehlt, läuft der Begleitstromkreis länger und heißer. Dies verkürzt die Lebensdauer des Kabels und kann dazu führen, dass ein selbstregulierendes Kabel seinen nützlichen Einstellbereich verlässt. Die praktische Regel besteht darin, zuerst die Wärmehülle zu befestigen und dann das Begleitkabel entsprechend dem tatsächlichen Wärmeverlust zu dimensionieren.
Es handelt sich auch nicht um ein einzelnes Produkt. Ein vollständiger Stromkreis umfasst normalerweise das Heizkabel, das Kaltkabel, Verschraubungen, Anschlusskästen, Wärmeisolierung, einen Thermostat oder RTD-Sensor, einen Schütz oder Halbleiterregler, einen Erdschlussschutz und Alarme. In explosionsgefährdeten Bereichen muss die Zertifizierung die Kabel, Verschraubungen, Gehäuse und den Schaltschrank als Baugruppe abdecken. Ein Kabel mit ATEX- oder IECEx-Zertifikat reicht nicht aus, wenn der Anschlusskasten oder die Schalttafel für normale Zwecke bestimmt ist.
| Kabeltyp | Am besten für | Praktische Hinweise |
|---|---|---|
| Selbstregulierend | Frostschutz, Prozessleitungen mit niedrigeren Temperaturen, wechselnde Umgebungsbedingungen und Kreisläufe, die vor Ort auf die gewünschte Länge zugeschnitten werden können. | Überprüfen Sie den Anlaufstrom, die maximale Einsatztemperatur und die Auswirkung wiederholter Überlappungen oder enger Biegungen auf die Leistungskurve des Herstellers. |
| Konstante Wattzahl | Höhere Haltetemperaturen, längere Drehstromläufe und Aufgaben, bei denen eine stabile Leistung pro Meter bevorzugt wird. | Eine Überlappung ist nicht möglich, sofern das Design dies nicht zulässt. Stromkreislänge und Spannungsabfall müssen sorgfältig geprüft werden. |
| Mineralisoliert | Hochtemperatur-, Hochleistungs- oder anspruchsvolle Industrielinien, bei denen es auf mechanische und thermische Robustheit ankommt. | Höhere Installationsfähigkeiten, begrenzte Reparaturmöglichkeiten vor Ort und sorgfältige Kontrolle des Biegeradius und der Endabdichtung. |
Bei dreiphasigen Stromkreisen mit konstanter Leistung auf längeren Strecken oder bei höheren Temperaturen sollten das Kabel- und Stromkreisdesign gemeinsam überprüft und nicht nur anhand einer Katalogtemperatur ausgewählt werden.
Dreiphasige Begleitheizung mit konstanter Leistung Bei längeren Drehstromläufen oder bei höheren Temperaturen hält diese Heizung die Leistung pro Meter konstant, kann vor Ort zugeschnitten werden und eignet sich für viskose oder korrosive Prozesserwärmung. Produkt anzeigen → Berechnen oder ermitteln Sie vor der Auswahl eines Kabels den Wärmeverlust pro Meter bei der niedrigsten erwarteten Umgebungstemperatur und der erforderlichen Haltetemperatur. Ein Angebot, in dem nur Kabeltyp und Watt pro Meter aufgeführt sind, ist unvollständig. Über die Funktionsfähigkeit der Schaltung entscheiden in der Regel folgende Daten:
Kann der Lieferant die Kalkulationsannahmen nicht darlegen, handelt es sich bei dem Angebot lediglich um einen Kabelpreis. Das ist wichtig, denn ein Begleitstromkreis versagt oft an der Schwachstelle zwischen Kabel, Verschraubung, Anschlussdose und Thermostat und nicht am Heizelement selbst. Eine umfassendere Übersicht über Kabel, Bedienelemente und Zubehör an einem Ort finden Sie in unserer Produktpalette der Begleitheizung .
Der Frostschutz ist in der Regel die kostensensibelste Anwendung. Das Ziel besteht nicht darin, das Rohr heiß zu machen; Es geht darum, die Flüssigkeit mit einem zuverlässigen Abstand über dem Gefrierpunkt zu halten. Ein häufiger Konstruktionsfehler besteht darin, Ventile, Flansche, Toträume und Instrumentenanschlüsse zu ignorieren. Diese Armaturen erhöhen die Oberfläche und die thermische Masse, sodass die Kabelführung und die zulässige Leistung diese abdecken müssen. Ein auf 5 °C eingestellter Thermostat mag für eine gut isolierte Wasserleitung ausreichend sein, aber die Position des Sensors ist wichtig: Ein Sensor am warmen Kabel und nicht am Rohr führt zu einem falschen Betrieb des Kreislaufs.
Selbstregulierende Kabel sind hier beliebt, da sich ihr Ausgang mit der Temperatur ändert, der Stromkreis aber dennoch einen Erdschlussschutz, ein für den Anlaufstrom ausgelegtes Schütz und einen Alarm bei Versorgungsausfall oder niedriger Rohrtemperatur benötigt. Niedertemperatur-Wartungsbegleitheizungen werden häufig für Wasserleitungen, Brandschutzrohre und kleine Tanks verwendet, wo die Haltetemperatur moderat und die Umgebungsschwankungen moderat sind.
Begleitheizung zur Temperaturerhaltung bei niedrigen Temperaturen Wo moderate Haltetemperaturen und Frostschutz ausreichen, unterstützt dieses Heizgerät mit konstanter Leistung Rohre, Tanks, Ventile und Geräte in der Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik, Wasseraufbereitung und Lebensmittelverarbeitung. Produkt anzeigen → Prozesslinien sind weniger nachsichtig. Schweröl-, Bitumen-, Chemikalienübertragungsleitungen und Gasprobenleitungen benötigen möglicherweise eine Aufrechterhaltung der Temperatur deutlich über der Umgebungstemperatur, und die zulässige Abweichung beträgt möglicherweise nur wenige Grad. Bei diesen Aufgaben müssen Kabeltyp, Sensorposition und Steuerungsart gemeinsam ausgewählt werden. Ein Kabel mit konstanter Wattzahl oder ein mineralisoliertes Kabel kann besser sein, wenn die Haltetemperatur hoch ist oder die Leitung über mehrere Flansche und Ventile verfügt. Das selbstregulierende Kabel eignet sich für niedrigere Temperaturen und wechselnde Umgebungsbedingungen, die maximale Einsatztemperatur und der Anlaufstrom müssen jedoch noch überprüft werden.
Bestimmen Sie die Größe nicht allein nach der „maximalen Temperatur“. Der relevante Wert ist die Aufrechterhaltung der Temperatur unter der Bedingung mit dem schlimmsten Wärmeverlust, zuzüglich einer Marge, die das Steuersystem verwalten kann. Eine Überdimensionierung eines Kabels zur Abdeckung von Unsicherheiten kann zur Überhitzung stagnierender Produkte führen, wohingegen eine Unterdimensionierung dazu führt, dass die Grenze zur kältesten Nachtstunde unter der erforderlichen Viskosität liegt.
Der Schaltschrank ist kein Kasten voller Schütze. Es sollte definieren, wie der Schaltkreis startet, wie er Alarme ausgibt und wie er ausfällt. Für den Frostschutz kann ein einfacher Thermostat ausreichen, vorausgesetzt, der Sensor befindet sich am Rohr und der Alarm ist sichtbar. Bei der Prozesswartung liefern ein RTD und ein Proportionalregler in der Regel bessere Ergebnisse, insbesondere wenn die Linie teilweise im Leerlauf ist. Ein Erdschlussschutz ist unerlässlich, aber es kommt häufig zu Fehlauslösungen, wenn die Kabelisolierung während der Installation beschädigt wird oder wenn Feuchtigkeit in eine nicht ordnungsgemäß abgedichtete Verschraubung eindringt.
Überprüfen Sie in einem explosionsgefährdeten Bereich die gesamte Baugruppe: Kabel, Verschraubungen, Anschlusskästen, Schaltschrank und Temperatursensor. Die Gebietsklassifizierung, die Gasgruppe und die Temperaturklasse müssen bestätigt werden, bevor das Angebot finalisiert wird. Ein Schaltschrank für Gefahrenbereiche sollte über die erforderliche Zertifizierung, den richtigen Gehäuseschutz und eine klare Klemmenanordnung für Feldtests verfügen.
Schaltschrank für Begleitheizungen für explosionsgefährdete Bereiche Für Begleitheizungsbaugruppen in explosionsgefährdeten Bereichen kombiniert dieser Schrank Temperaturregelung, Überwachung und Energiemanagement über 1 bis 72 Schaltkreise zum Frostschutz und zur Prozesswartung. Produkt anzeigen → Die meisten Begleitheizungsprobleme treten bei der Inbetriebnahme oder nach dem ersten Kälteeinbruch auf. Das Kabel ist zwar elektrisch einwandfrei, aber thermisch ineffektiv, weil es nicht dicht am Rohr anliegt, die Isolierung nass ist oder der Sensor an der falschen Stelle sitzt. Halten Sie das Kabel während der Installation von scharfen Kanten fern, halten Sie den angegebenen Biegeradius ein, verwenden Sie das richtige Klebeband und die richtige Wärmeleitpaste und dichten Sie jede Verschraubung ab. Schalten Sie den Stromkreis erst dann ein, wenn die Isolationswiderstands- und Durchgangsprüfungen bestanden wurden.
Unsere Hinweise zu Bau- und Inspektionsstandards Bieten Sie für diese Schritte eine Checkliste auf Feldebene an.
Eine sinnvolle Anfrage liefert dem Lieferanten genügend Informationen zur Dimensionierung des Schaltkreises und nicht nur zum Verkauf eines Kabels. Berücksichtigen Sie Rohrgröße und -länge, Material, Art und Dicke der Isolierung, minimale Umgebungstemperatur, Haltetemperatur, maximale Einsatztemperatur, Versorgungsspannung, Bereichsklassifizierung, Kontrollanforderungen und etwaige Installationsbeschränkungen wie Offshore-Transport oder eingeschränkten Zugang. Wenn die Leitung über Ventile, Flansche, Halterungen oder Instrumente verfügt, sagen Sie dies. Diese Angaben ändern die Kabellänge und die zulässige Leistung.
Die endgültige Entscheidung sollte auf der thermischen Belastung und dem tolerierbaren Fehlermodus basieren. Der Frostschutz kann oft mit einem einfachen Thermostat und einem selbstregulierenden Kabel ausgestattet werden. Eine Hochtemperatur-Prozesslinie erfordert möglicherweise eine konstante Wattleistung oder ein mineralisoliertes Kabel, einen speziellen Schaltschrank und strengere Inbetriebnahmeprotokolle. In beiden Fällen funktioniert die Begleitheizung am besten, wenn Kabel, Isolierung, Sensor, Steuerung und Installation als ein System behandelt werden.
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