Was ist eine Fassheizung und wie ist sie aufgebaut?

Mit einer Fassheizung kannst Du ein Fass inklusive Inhalt erwärmen oder warmhalten. Dazu legst Du sie wie einen Mantel außen um das Fass – daher auch die Bezeichnung Heizmantel. In diesem Beitrag erfährst Du, wie Fassheizungen aufgebaut sind, wie sie funktionieren und worauf Du bei der Auswahl achten solltest.

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Wozu brauchst Du Fassheizungen?

In der verarbeitenden Industrie gibt es eine Menge verschiedener Stoffe, die in Kunststoff- und Stahlfässern gelagert werden. Viele davon sind bei Umgebungstemperatur fest oder zumindest so viskos, dass Du sie nicht einfach aus dem Fass abpumpen kannst. Das gilt zum Beispiel für Wachs, Schokolade und bestimmte Klebstoffe.

Bleiben wir mal beim Beispiel Schokolade: um sie aus dem Fass pumpen zu können, müssen wir sie erwärmen – so wird sie flüssig. Am einfachsten ist das Erwärmen mit einer Fassheizung: sie wird von außen eng um das Fass gelegt, festgeschnallt und dann eingeschaltet.

Fassheizungen brauchst Du aber nicht nur zum Aufschmelzen. Du kannst Sie auch zum Frostschutz einsetzen – oder um das Ausflocken oder die Kristallisation des Inhalts zu vermeiden. Die große Schwester der Fassheizung ist übrigens die IBC-Heizung. Sie erfüllt den gleichen Zweck, aber eben für den deutlich größeren Intermediate Bulk Container (IBC).

Vorteile von Fassheizungen

Der Fassheizer ist nicht der einzige Weg zum warmen Fass: Du könntest Dein Fass auch in einem Wärmebad oder in einer Umluft-Wärmekammer aufwärmen. Im Wärmebad wäre auch die Aufheizdauer kürzer. Aber neben den hohen Investitionskosten für so eine Anlage hättest Du dann auch zusätzlichen Logistikaufwand: Du müsstest die Fässer zum Wärmebad und wieder zurück transportieren.

Diesen „Hustle“ ersparst Du Dir mit einer Fassheizung. Du kannst Dein Fass dort beheizen, wo es gerade steht. Und wenn Du es doch mal transportieren musst, kannst Du das sogar mit angelegter Fassheizung einfach machen. Denk nur daran, vorher den Stecker zu ziehen! 🔌

Die Fassheizung selbst ist übrigens nur wenige Kilogramm schwer. Du kannst sie Dir aufgerollt unter den Arm klemmen und sie platzsparend verstauen.(siehe Foto).

So sieht ein aufgerollter Heizmantel aus. Er benötigt nur wenig Platz. Das ist ein wesentlicher Vorteil von Fassheizungen.

Wie funktioniert eine Fassheizung?

Eine Fassheizung ist quasi eine flexible Heizmatte, die auf eine bestimmte Fassgröße (häufigste Größe: 200 L) angepasst ist. Sie besteht aus einem Heizelement, einer Isolation, einem Außenmantel, einem Kapillarthermostat und einem Anschlusskabel. Das Kapillarthermostat hat prinzipbedingt eine Ungenauigkeit von etwa +/- 5 °C. Bei hohen Anforderungen an die Genauigkeit solltest Du deshalb eher einen elektronischen Regler mit einem Pt100 verwenden.

Im Kern ist die Fassheizung eine elektrische Widerstandsheizung. Du schließt sie an einer Steckdose an, stellst am Thermostat die Wunschtemperatur ein und zack: der Fasswärmer heizt, bis die vorgegebene Temperatur erreicht ist.

Querschnitt einer Fassheizung. Eine Behälterheizung besteht in der Regel aus einem Heizleiter, einer Isolierung, einem Außenmantel und einem Thermostat.

Wichtig zu wissen: normalerweise wird nur die Temperatur der Fassheizung selbst geregelt, nicht die des Fassinhalts. Um die Temperatur des Inhaltes selbst zu regeln, brauchst Du einen elektronischen Regler und einen zusätzlichen Temperatursensor zum Einstecken ins Fass. Der Regler hat dann zwei Aufgaben: er muss erstens die Temperatur der Fassheizung begrenzen und zweitens die Temperatur des Fassinhalts regeln.

Wärmeübergang auf den Behälter

Eine Fassheizung überträgt die Wärme nicht direkt an den Fassinhalt, wie das z.B. ein Tauchsieder macht. Sie überträgt die Wärme auf die Oberfläche des Fasses. Wenn die Heizung schön eng am Fass angelegt ist, erfolgt ein gleichmäßiger Wärmeübergang durch die Behälterwand auf den Inhalt des Fasses.

Ein Tauchsieder gibt Wärme direkt ans Medium ab, während eine Fassheizung ihre Wärme durch die Behälterwand überträgt.

Aus welchem Material besteht Dein Fass?

Beachte bei der Auswahl einer passenden Fassheizung auf jeden Fall das Material, aus dem Dein Fass gefertigt ist. Es gibt einige wesentliche Unterschiede zwischen Kunststoff- und Metallbehältern:

Die meisten Kunststoff-Fässer solltest Du nur bis auf maximal 70 °C erwärmen, für eine Dauer von maximal sechs Stunden. Ansonsten kann die Stabilität des Behälters gefährdet sein, da das Material (meist Polyethylen, PE) der hohen Temperatur nicht dauerhaft standhält.

Außerdem ist Kunststoff ein schlechter Wärmeleiter: PE hat eine Wärmeleitfähigkeit von ca. 0,5 W/mK. Deshalb wirkt es wie eine Isolation zwischen Fassinhalt und Fassheizer. Stahl hingegen hat mit 50 W/mK die hundertfache Wärmeleitfähigkeit von PE. Darüber hinaus haben Metallfässer eine bis zu 90 % geringere Wandstärke. Sie können zudem Temperaturen von bis zu 200 °C problemlos standhalten.

Damit ist klar: Kunststoffbehälter eignen sich weniger fürs Erhitzen, sondern eher fürs Warmhalten von Stoffen mit Hilfe von Fassheizungen. Stahlfässer dagegen vertragen höhere Temperaturen und Heizleistungen.

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Wovon hängt die Aufheizdauer ab?

Wie lange das Aufheizen des Behälters samt Inhalt dauert, hängt von den folgenden Faktoren ab:

  • Wärmeleitfähigkeit des Fassaußenmantels
  • Wandstärke des Fassaußenmantels
  • Menge des Fassinhalts
  • Spezifische Wärmekapazität des Fassinhalts
  • Temperaturdifferenz zwischen Soll- und Isttemperatur
  • Findet ein Phasenwechsel statt?
  • Größe der beheizten Fläche
  • Flächenleistung der Fassheizung
  • Wie stark ist der Heizmantel isoliert? Wie viel Wärme verliert er an die Umgebung?
  • Umgebungstemperatur
Die Aufheizdauer eines Fasses mit einem Fassheizer bzw. Heizmantel hängt von vielen verschiedenen Faktoren ab, die hier eingezeichnet sind.

Du siehst: die Frage können wir pauschal nicht beantworten. Fest steht, dass Du die Aufheizdauer um bis zu 20 % verkürzen kannst. Dabei gelten dieselben Regeln wie zu Hause beim Kochen:

  • Rühre den Inhalt des Behälters regelmäßig. So verbesserst Du die thermische Konvektion.
  • Lege einen Deckel auf das Fass – am besten einen Isolierdeckel. So geht weniger Wärme nach oben verloren.

Mit einer Fassbodenheizung könntest Du das Aufheizen noch weiter beschleunigen. Das ist eine Heizplatte, die Du unters Fass legst – allerdings musst Du es dazu anheben.

Beispiel: Wie lange dauert es, mit einer Fassheizung 200l Wasser von 20 °C auf 70 °C zu erwärmen?

  • Wasser hat eine Wärmekapazität von 4200 KJ/(dm³*K)
  • Um 1 m³ Wasser um 1 °C zu erwärmen ist 1 KWh an Wärme nötig
  • Temperaturdifferenz: 50 °C
  • Fassheizung mit einer Leistung von 1.200 W

Wärmemenge [Q] = (70 °C – 20 °C) / (1000 L / 200 L) * 1 kWh = 10 kWh

Diese 10 kWh sind ein theoretischer Wert – in der Praxis benötigst Du wegen sämtlicher Verluste wesentlich mehr Wärmeenergie. Ausgehend von einem realistischen Wirkungsgrad von 50 % ergibt sich folgende Rechnung:

Aufheizdauer = 10 kWh / (1.200 W * 50 %) = 16,66 h

Auf Basis der o.g. Annahmen ergibt sich eine Aufheizdauer von knapp 17 Stunden.

Tipps für die Sicherheit

Im Prinzip ist die Fassheizung an sich keine große Gefahrenquelle. Wenn sie jedoch schlecht verarbeitet oder falsch montiert ist, kann es durchaus gefährlich werden. Deshalb hier einige Tipps, auf die Du bei der Auswahl einer Fassheizung achten solltest:

Sicherheitsthermostat

Nimm am besten einen Fassheizer mit Sicherheitsthermostat oder elektronischem Temperaturregler. Warum? Ganz einfach: mit Fassheizern wird nicht immer zärtlich umgegangen, da geht schon mal etwas kaputt. Eine Beschädigung am Thermostat siehst Du von außen nicht, sie kann aber gefährlich sein: ein Fassheizer mit einem kaputten herkömmlichen Thermostat heizt einfach munter weiter. Ein Sicherheitsthermostat oder ein elektronischer Temperaturregler (Regler/Wächter) hingegen schaltet bei Beschädigung sofort die Heizung ab.

robuste Verarbeitung

Das Herz des Heizmantels ist der Heizleiter, und der wird bei Benutzung natürlich ziemlich heiß. Wenn der Außenmantel und die Isolierung dem harten Industriealltag nicht trotzen, liegt der Heizleiter schnell blank. Achte also auf widerstandsfähige Materialien und eine robuste Verarbeitung – so schützt Du Dich und Deine Mitarbeiter vor Verbrennungen.

Schutzklasse I

Die Schutzklasse I gilt als besonders sicher. Fassheizungen mit dieser Schutzklasse schützen Benutzer besonders gut vor Stromschlägen. Erkennbar sind sie zum Beispiel am „Schuko“-Stecker.

gute Befestigungshilfen

Zusätzliche Bänder oder Haken erleichtern Dir die Montage des Heizers und ermöglichen eine sichere Befestigung am Behälter. Der richtige Sitz am Fass ist wirklich wichtig, da ein späteres Abrutschen während der Heizphase gefährlich werden kann: der Heizleiter kann dann überhitzen.Befestigungsbänder oder Haken erleichtern die Montage des Fassheizers und sorgen für einen sicheren Sitz am Fass

Michael Walter ist der Experte der Winkler AG für Fassheizungen, Containerheizer und Temperaturregler

Ihr Ansprechpartner

Michael Walter
Ihr Ansprechpartner für Behälterheizungen
bei der Winkler AG

M: m.walter@winkler.org
T: +49 6221 3646-15

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