Heizen mit Widerstandsdraht
Heizelemente mit Widerstandsdraht basieren auf der traditionellen Drahtheiztechnik und können eine Vielzahl von Formen annehmen. Bei allen Drahtheizelementen dient ein spezieller Metalldraht, auch Heizleiter genannt, als Wärmequelle. Wird dieser Heizleiter mit Strom durchflossen erhitzt er sich auf Grund seines elektrischen Widerstandes. Um das passende Heizelement zu finden sind neben der Heizleistung die Legierung des Heizleiters und die Form des Heizelements ausschlaggebend. Hierzu stehen Rund- und Flachdrähte verschiedener Legierungen in verschiedensten Querschnitten zur Verfügung. Der gewählte Heizleiter wird für die jeweilige Applikation auf Isoliermaterialen, wie z.B. Keramik oder Mikanit, gewickelt oder als Spirale für Rohrheizkörper und Heizpatronen ausgeführt. Auch offene oder geätzte Heizelemente sind möglich.
Ohmsches Gesetz
Die Heizleistung eines Drahtheizelementes berechnet man mithilfe des Ohmschen Gesetzes: P = U²/R. Dabei steht P für die elektrische Leistung in Watt, U für die Versorgungsspannung in Volt und R für den elektrischen Widerstand des Heizelements in Ohm. Das Schaubild rechts zeigt, dass Drahtheizelemente keinen nennenswerten Einschaltstrom haben. Der Widerstand und somit der Nennstrom bleiben über den gesamten Betriebstemperaturbereich konstant. Geringfügige Änderungen sind auf den Heizleiter und die jeweilige Legierung zurückzuführen, haben für die Anwendung jedoch keine Relevanz.
∞
Bauformen
25
Watt pro cm²
500
Volt
950
Grad Celcius
Drahtheiztechnik Eigenschaften
Hohe Leistungsausbeute pro Fläche
Die Verwendung von Drahtheizelementen ermöglicht eine hohe Leistungsausbeute pro Fläche. Diese ist von der Bauform des Heizelements abhängig und setzt natürlich eine effektive Auskopplung der Leistung in der Anwendung voraus.
Hochtemperaturanwendungen möglich
Durch die Verwendung besonders temperaturfester Legierungen sind Heizelemente für besonders hohe Temperaturen bis 950°C möglich.
Leistung über Spannung regelbar
Bedingt durch das Ohmsche Gesetz ändert sich die Leistung in Abhängigkeit von der Spannung.
Großflächiges Beheizen
Durch das beispielsweise in Flachheizern angewandte modulare Konzept aus mehreren Wickelteilen sind großflächige Heizelemente möglich. Durch das Verschalten mehrerer Heizelemente lässt sich diese Fläche vervielfachen.
Hohe Flexibilität in geometrischer Abmessung / Bauform
Die von uns eingesetzten Heizelemente lassen sich flexibel an Kundenanforderungen anpassen in Bezug auf Bohrungen, Ausbrüche, Formgebung etc.
Robuste Heizelemente
Drahtheizelemente sind sehr langlebig. Je nach Ausführung sind diese mechanisch belastbar, korrosionsbeständig und unempfindlich gegenüber Feuchtigkeit. Durch die individuelle Einbausituation lassen sich diese Eigenschaften unterstützen.
Kein Einschaltstrom
Drahtheizelemente haben auf Grund der physikalischen Grundgesetze und Materialeigenschaften keinen Einschaltstrom. Die Leistung bleibt über den ganzen Temperaturbereich konstant.
Kundenseitige Regelung & Absicherung
Sofern es die Anwendung erfordert, müssen Drahtheizelemente über Temperaturbegrenzer durch den Kunden abgesichert werden.
Hohe Temperaturen erfordern eine entsprechende Überwachung
Da Drahtheizelemente bei nicht ordnungsgemäßem Betrieb sehr schnell überhitzen können, ist in der Anwendung eine entsprechende Überwachung / Absicherung zur Abschaltung der Heizelemente im Fehlerfall vorzusehen.
Nachheizen bei Abschaltung der Heizung
Abhängig von ihrer Masse und Ausführung können Drahtheizelemente nach dem Abschalten noch einige Zeit hohe Temperaturen aufweisen.
Kundenseitige Applikationsprüfung
Wir empfehlen bei der Verwendung von Drahtheizelementen grundsätzlich die ordnungsgemäße und sichere Funktion in der Kundenapplikation zu überprüfen und mittels geeigneter Messungen zu validieren.
Drahtheiztechnik Anwendungsbeispiele
Beheizung von Verpackungs- & Tiefziehmaschinen
Verpackungs- oder Tiefziehmaschinen sind immer nur so gut wie das Werkzeug, mit welchem die Kunststoffe thermisch auf den Prozess vorbereitet werden. Wichtig ist dabei neben der Regelbarkeit, die Homogenität der Wärmeverteilung auf der Oberfläche. Für die stufenweise Erwärmung der Kunststoffe beim Tiefziehen ist deshalb ein Werkzeugsatz notwendig, mit dem die einzelnen Bereiche der Folien gezielt geheizt werden können. Hierfür sind Aluminium Heizplatten eine prädestinierte Lösung.
Beheizung von Labormessgeräten & Analyseflüssigkeiten
Für die präzise Temperaturregelung von Labormessgeräten und Analyseflüssigkeiten ist die Drahtheiztechnik hervorragend geeignet. Widerstandsdrähte haben einen veränderlichen Heizwiderstand in Abhängigkeit der Temperatur und lassen sich dadurch auf genaue Zieltemperaturen einstellen. Die Wärme kann dabei über Kontakt oder Luft an das zu beheizende Medium oder Gerät übertragen werden. Eine gezielte Beheizung kann zu einer höheren Genauigkeit von Analyse bzw. Messung beitragen.
Beheizung von industriellen Drucksystemen
Um die stetige Verbesserung der Bildschärfe in industriellen Drucken zu ermöglichen, muss die Tinte schnellstmöglich getrocknet werden. Bei gezieltem Trocknen spielt neben der Regelbarkeit auch die EMV in Kombination mit der Homogenität der Temperaturverteilung eine Rolle. Dafür eignen sich offene Drahtheizsysteme, die zum Vorwärmen oder zum Trocknen der Tinte gezielte Temperaturen im Bereich der Farbaufbringung sicherstellen.
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