Was ist eine IBC-Heizung und wie ist sie aufgebaut?

Eine IBC-Heizung ist eine Behälterheizung, mit der ein Intermediate Bulk Container inklusive Inhalt erwärmt oder warmgehalten wird. Sie wird wie ein Mantel außen um den IBC-Tank gelegt und wird deshalb auch oft Heizmantel genannt. Der Begriff Containerheizer wird ebenfalls synonym verwendet. In diesem Beitrag erfahren Sie alles über ihre Funktionsweise und ihren Aufbau.

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Wozu braucht man Containerheizer?

In der verarbeitenden 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 sie nicht einfach aus dem IBC abgepumpt werden können. Simple Beispiele dafür sind Wachs, Schokolade und Klebstoffe.

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-Heizer: er wird von außen eng um den IBC gelegt, festgeschnallt und dann eingeschaltet.

Häufig dienen Containerheizer aber auch zum Schutz des Tankinhaltes: Frostschutz ist ein typisches Beispiel. Generell können Sie durch die Warmhaltung mit einem IBC-Heizer die Kristallisation oder Ausflockung von Materialien vermeiden.

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

Vorteile der Containerheizung

Die IBC-Heizung ist nicht der einzige Weg zum warmen IBC: Sie können den Behälter auch in einer Umluft-Wärmekammer aufwärmen. Allerdings haben Sie dann erheblich mehr Logistik-Aufwand: die IBC-Container müssen in Ihrem Werk durch die Gegend transportiert werden.

Mit einem Heizmantel können Sie Ihren IBC dort beheizen, wo er gerade steht. Er ist binnen weniger Sekunden montiert und genauso schnell wieder demontiert. Sie haben also einen schlankeren Prozess. Wenn Ihr Behälter dann doch mal transportiert werden muss, kann das problemlos auch mit montierter Heizung geschehen – Sie sollten lediglich vor Abfahrt den Stecker ziehen.

Die Heizung selbst ist übrigens nur einige Kilogramm schwer und damit problemlos transportierbar. Sie lässt sich 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.

So sieht ein aufgerollter Containerheizer aus. So benötigt die IBC-Heizung nur wenig Platz.

Wie funktioniert eine IBC-Heizung?

Eine IBC-Heizung ist eine flexible Heizmatte, die um einen IBC gelegt und daran festgeschnallt wird. 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 ein elektronischer Regler mit Pt100 Widerstandsfühlern zum Einsatz.

Bei der Containerheizung handelt es sich letztlich um nichts anderes als um eine elektrische Widerstandsheizung. Man schließt den Heizer an die Stromversorgung an und stellt am Thermostat die Wunschtemperatur ein. Der Heizmantel heizt nun, bis die vorgegebene Temperatur erreicht ist.

Querschnitt einer IBC-Heizung. Ein IBC-Heizmantel besteht in der Regel aus einem Heizleiter, einer Isolierung, einem Außenmantel und einem Thermostat.

Wichtig zu wissen: normalerweise wird nur die Temperatur des Heizmantels geregelt, nicht die des Tankinhalts. Wenn Sie die Temperatur des Tankinhaltes regeln möchten, brauchen Sie dazu einen zusätzlichen Temperaturfühler zum Einstecken in den IBC sowie einen Temperaturregler. Der Regler hat in diesem Fall zwei Aufgaben: er muss erstens die Temperatur des Heizmantels begrenzen und die zweitens die Temperatur des Tankinhalts regeln. Nach demselben Prinzip funktionieren übrigens auch Heizmäntel für Fässer.

Wärmeübergang auf den Behälter

Ein Heizmantel überträgt die Wärme nicht direkt an den Inhalt, wie das z.B. ein Tauchsieder macht. Der Containerheizer unterscheidet sich in seiner Wirkung sogar von seinem engen Verwandten, dem Fassheizer: er kann wegen des IBC-Rahmens (in der Illustration blau eingefärbt) nicht direkt an der Behälterwand anliegen. Er erwärmt deshalb die zwischen Heizmantel und Behälterwand liegende Luft, die wiederum die Behälterwand erwärmt. Aus diesem Grund kommt bei IBC-Heizer dem Isolierdeckel eine besonders große Bedeutung zu: er verhindert das Entweichen der erwärmten Luft aus dem Raum zwischen Heizung und Behälter.

Ein Tauchsieder gibt Wärme direkt ans Medium ab, während eine IBC-Heizmatte ihre Wärme durch die Behälterwand übertragt.

Aus welchem Material besteht Ihr IBC?

Das Material, aus dem Ihr Behälter gefertigt ist, verdient besondere Aufmerksamkeit. 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 Heizmänteln. Metall-IBC 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:

  • 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
Illustration am Beispiel IBC-Heizung: von diesen Faktoren hängt die Aufheizdauer ab. Sie sehen: ohne Isolierdeckel kann die erwärmte Luft aus dem Zwischenraum einfach nach oben entweichen

Sie sehen: die Frage lässt sich pauschal nicht beantworten. Fest steht, dass Sie die Aufheizdauer um bis zu 20 % verkürzen können. Dabei gelten dieselben Regeln wie zu Hause beim Kochen:

  • Verwenden Sie unbedingt einen Isolierdeckel, damit die warme Luft zwischen IBC und Heizmatte nicht nach oben entweichen kann!
  • Rühren Sie den Inhalt des Behälters regelmäßig. So verbessern Sie 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 benötigen Sie 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.

Wie sicher sind IBC-Heizer?

Die Frage nach der Sicherheit von IBC-Heizungen ist sehr wichtig: falsch montierte oder mangelhaft verarbeitete Heizmäntel stellen eine reale Gefahr dar. Auf diese vier Kriterien sollten Sie bei der Auswahl einer Behälterheizung in jedem Fall achten:

Sicherheitsthermostat

Entscheiden Sie sich für einen IBC-Heizmantel mit Sicherheitsthermostat. Warum? Ganz einfach: mit Behälterheizungen wird nicht immer zärtlich umgegangen, da geht schon mal etwas kaputt. Eine Beschädigung am Thermostat sehen Sie von außen nicht, sie ist jedoch sehr gefährlich: ein IBC-Heizer mit einem kaputten herkömmlichen Thermostat heizt einfach munter weiter. Ein Sicherheitsthermostat hingegen schaltet bei Beschädigung sofort die Heizung ab.

robuste Verarbeitung

Das Herz des Heizmantels ist der Heizleiter – naturgemäß wird er sehr heiß. Wenn der Außenmantel und die Isolierung dem harten Industriealltag nicht standhalten, liegt der Heizleiter schnell blank. Mit widerstandsfähigen Materialien und robuster Verarbeitung schützen Sie Ihre Mitarbeiter vor Verbrennungen.

Schutzklasse I

Haben Sie die Schutzklassen am Schirm? Die Schutzklasse I gilt als besonders sicher. IBC-Heizungen mit dieser Schutzklasse schützen Benutzer besonders gut vor Stromschlägen. Erkennbar sind sie zum Beispiel am „Schuko“-Stecker.

gute Befestigungshilfen

Entscheiden Sie sich für eine IBC-Heizung mit zusätzlichen Bändern oder Haken. Sie erleichtern Ihnen die Montage des Heizers und ermöglichen eine sichere Befestigung am Behälter. Der richtige Sitz am IBC-Container ist wirklich wichtig, da ein späteres Abrutschen während der Heizphase gefährlich werden kann: der Heizleiter kann dann überhitzen.

Haken zur einfacheren Befestigung des Heizmantels am IBC

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

Ihr Ansprechpartner

Michael Walter
Experte für Behälterheizer
und Temperaturregler
Winkler AG

M: m.walter@winkler.eu
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