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Wie funktioniert eine IBC-Heizung und worauf musst Du bei der Auswahl achten?

Eine IBC-Heizung ist eine Heizmatte, mit der Du einen Intermediate Bulk Container (IBC) inklusive Inhalt erwärmen oder warmhalten kannst. Weil Du sie wie einen Mantel außen um den IBC-Tank legen kannst, nennen wir sie oft auch IBC-Heizmantel. In diesem Beitrag erfährst Du alles über Aufbau und Funktionsweise der IBC-Heizung!

Inhaltsverzeichnis

1. Wozu dienen IBC-Heizer?
2. Vorteile von Behälterheizungen
3. Wie funktioniert eine IBC-Heizung?
4. Wärmeübergang auf den Behälter
5. Aus welchem Material besteht der IBC?
6. Wovon hängt die Aufheizdauer ab?
7. Achte auf die Sicherheit

Wozu dienen IBC-Heizer?

In der Industrie gibt es eine Menge verschiedener Stoffe, die in IBC-Tanks gelagert werden. Viele dieser Stoffe sind bei Umgebungstemperatur fest oder zumindest so viskos, dass Du sie nicht einfach aus dem IBC abpumpen kannst. Simple Beispiele dafür sind Wachs, Schokolade und Klebstoff.

Bleiben wir mal beim Beispiel Klebstoff: um ihn aus dem Tank pumpen zu können, müssen wir ihn erwärmen – so wird er flüssig. Am einfachsten klappt das Erwärmen mit einem IBC-Heizmantel: Du legst ihn von außen eng um den IBC, schnallst ihn fest und schaltest ihn ein.

Häufig dient die IBC-Heizung aber auch zum Schutz des Tankinhaltes: Frostschutz ist ein typisches Beispiel. Allgemein kannst Du damit den Containerinhalt warmhalten und so die Kristallisation oder Ausflockung des Inhalts vermeiden.

Kleinere Mengen an Material werden häufig nicht in IBC, sondern in Fässern gelagert. Hier kommen – wer hätte es gedacht – anstatt der IBC-Heizung die vom Aufbau ähnlichen Fassheizungen zum Einsatz.

Vorteile der IBC-Heizung

Die IBC-Heizmatte ist nicht der einzige Weg zum warmen IBC: Du könntest den Behälter auch in einer Umluft-Wärmekammer aufwärmen. Allerdings hast Du dann erheblich mehr Logistik-Aufwand, weil Du die Tanks in Deinem Werk durch die Gegend transportieren musst.

Mit einem Heizmantel kannst Du den IBC dort beheizen, wo er gerade steht. Er ist binnen weniger Sekunden montiert und genauso schnell wieder demontiert. Und wenn Du den Behälter an einem anderen Ort brauchst, kannst Du ihn problemlos mit montierter Heizung transportieren – Du solltest nur unbedingt vorher den Stecker ziehen 😉

Der Heizmantel ist außerdem nur einige Kilogramm schwer und damit problemlos transportierbar. Du kannst sie außerdem aufrollen und platzsparend verstauen. Und – das liegt auf der Hand – ein paar IBC-Heizungen sind natürlich eine wesentlich günstigere Investition als ein Wärmebad oder eine Wärmekammer.

Wie funktioniert eine Containerheizung?

Eine IBC-Heizung ist im Prinzip eine große, flexible Heizmatte. Sie besteht aus einem Heizelement, einer Isolation, einem Außenmantel, einem Kapillarrohrthermostat und einem Anschlusskabel. Das Kapillarrohrthermostat hat prinzipbedingt eine Ungenauigkeit von etwa +/- 5 °C. Bei hohen Anforderungen an die Genauigkeit kommt deshalb oft ein elektronischer Temperaturregler mit Pt100 Widerstandsthermometern zum Einsatz.

Im Kern ist die IBC-Heizung eine elektrische Widerstandsheizung. Du schließt den Heizer an die Stromversorgung an und stellst am Thermostat die Wunschtemperatur ein. Der Heizmantel heizt nun, bis die vorgegebene Temperatur erreicht ist.

Wichtig zu wissen: normalerweise wird nur die Temperatur in der Heizmatte geregelt, nicht die des Tankinhalts. Wenn Du die Temperatur des Tankinhaltes regeln möchtest, brauchst Du dazu einen zusätzlichen Temperaturfühler zum Einstecken in den IBC sowie einen elektronischen Temperaturregler. Der Regler hat in diesem Fall zwei Aufgaben: er begrenzt erstens die Temperatur der IBC-Heizung und regelt zweitens die Temperatur des Tankinhalts.

Wärmeübergang auf den Behälter

Ein Containerheizer überträgt die Wärme nicht direkt an den Inhalt, wie das z.B. ein Tauchsieder macht. Er unterscheidet sich in seiner Wirkung sogar von seinem engen Verwandten, dem Fassheizer: er kann wegen des IBC-Rahmens nicht direkt an der Behälterwand anliegen. Deshalb erwärmt er die zwischen Heizmantel und Behälterwand liegende Luft, die wiederum die Behälterwand erwärmt.

Du solltest die IBC-Heizung möglichst immer mit einem Isolierdeckel betreiben. Denn ohne Isolierdeckel kann – wie Du in der Illustration siehst – die erwärmte Luft einfach nach oben entweichen. Mit einem Isolierdeckel steigerst Du also massive die Effizienz!

Aus welchem Material besteht der IBC?

Bei der Auswahl einer IBC-Heizung solltest Du außerdem das Material im Blick haben, aus dem Dein Container gefertigt ist. Es gibt einige wesentliche Unterschiede zwischen Kunststoff- und Metallbehältern:

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

Damit ist klar: Kunststoff-IBC eignen sich weniger fürs Erhitzen, sondern eher fürs Warmhalten von Stoffen mit Hilfe von Heizmatten. Metall-IBC vertragen aber höhere Temperaturen und Heizleistungen.

Wovon hängt die Aufheizdauer ab?

Wie lange das Aufheizen des Behälters mit einem Containerheizer dauert, hängt von den folgenden Faktoren ab:

• Verwendung eines Isolierdeckels
• Wärmeleitfähigkeit des IBC-Außenmantels
• Wandstärke des IBC-Außenmantels
• Menge des Tankinhalts
• Spezifische Wärmekapazität des Tankinhalts
• Temperaturdifferenz zwischen Soll- und Isttemperatur
• Findet ein Phasenwechsel statt?
• Größe der beheizten Fläche
• Flächenleistung des Heizmantels
• Wie stark ist der Heizmantel isoliert? Wie viel Wärme verliert er an die Umgebung?
• Umgebungstemperatur

Du siehst, die Frage können wir so pauschal nicht beantworten. Hier zwei einfache, aber sehr wirkungsvolle Methoden, mit denen Du die Aufheizzeit deutlich verkürzen kannst:

• Verwende unbedingt einen Isolierdeckel, damit die warme Luft zwischen IBC und Heizmatte nicht nach oben entweichen kann!
• Rühre den Inhalt des Behälters regelmäßig. So verbesserst Du die thermische Konvektion.

Beispiel: Wie lange dauert es, 1.000 Liter 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
• IBC-Heizung mit einer Leistung von 2.000 W

Wärmemenge [Q] = (70 °C – 20 °C) / (1000 L / 1000 L) * 1 kWh = 50 kWh

Diese 50 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 = 50 kWh / (2.000 W * 50 %) = 50 h

Auf Basis der o.g. Annahmen ergibt sich eine realistische Aufheizdauer von 50 Stunden.

Achte auf die Sicherheit

Die IBC-Heizung ist per se nicht besonders gefährlich. Wenn sie jedoch schlecht verarbeitet ist oder falsch montiert wird, kann es brenzlig werden. Wenn Dir Sicherheit wichtig ist, achte auf die folgenden vier Merkmale: