Was ist eine IBC-Heizung?

von | Behälterheizungen

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.

Ein grauer IBC-Heizer der Schutzklasse I ist an einem IBC befestigt.

So sieht eine IBC-Heizung typischerweise aus.

blank
Video 1: Wie funktioniert eine Behälterheizung?

YouTube

Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren

Video laden

Video 2: Wie findest Du die richtige Behälterheizung?

YouTube

Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren

Video laden

Warum braucht man IBC-Heizungen?

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 IBC-Heizungen 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.

Vorteile von Behälterheizungen

Der Heizmantel 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.

Aufgerollte Behälterheizung

So kompakt ist eine aufgerollte Behälterheizung.

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 IBC-Heizern handelt es sich letztlich um nichts anderes als elektrische Widerstandsheizungen. 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.

Illustration einer IBC-Heizung. Man sieht einen mit einer Heizung im Querschnitt. Der Aufbau der Heizung aus den Elementen Heizleiter, Isolierung, Thermostat, Außenmantel und Anschlusskabel wird erklärt.

Querschnitt: so ist eine IBC-Heizung üblicherweise aufgebaut.

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.

Wärmeübergang auf den Behälter

Ein Heizmantel überträgt die Wärme nicht direkt an den Inhalt, wie das z.B. ein Tauchsieder macht. Der IBC-Heizer 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.

Illustration eines IBC mit Tauchsieder. Der Tauchsieder wird in den Behälter hineingehängt und gibt Wärme direkt an den Inhalt des IBC ab.

Ein Tauchsieder gibt Wärme direkt ans Medium ab.

Illustration eines IBC mit Heizmantel. Der IBC-Heizer gibt Wärme an die Oberfläche des Behälters ab. Die Wärme geht durch die Behälterwand auf den Inhalt des Tanks über.

Eine IBC-Heizung gibt Wärme an die Luft zwischen Heizung und Behälter ab. Wegen des Rahmens (blau eingefärbt) kann sie nicht direkt anliegen.

Aus welchem Material besteht Ihr IBC?

Die meisten IBC-Behälter bestehen aus Kunststoff. Kunststoff ist ein vergleichsweise schlechter Wärmeleiter: Polyethylen (PE) zum Beispiel hat eine Wärmeleitfähigkeit von ca. 0,5 W/mK. Deshalb wirkt es regelrecht als Isolation. Stahl hingegen hat eine Wärmeleitfähigkeit von 50 W/mK – das ist exakt das Hundertfache von PE! Hinzu kommt dann noch, dass Kunststoffbehälter eine bis zu 10x dickere Wandstärke haben.

Damit ist klar: Stoffe in Kunststoff-IBC zu erhitzen, also große Temperaturdifferenzen zu überwinden, ergibt wenig Sinn. Kunststoffbehälter eignen sich also eher für das Warmhalten von Stoffen.

Metallbehälter sind aus einem anderen Holz geschnitzt: IBC aus Metall können Temperaturen von bis zu 200 °C problemlos standhalten und eignen sich auch aufgrund der o.g. besseren Wärmeleitfähigkeit gut für die Erhitzung von Medien mit Heizmänteln.

Wovon hängt die Aufheizdauer ab?

Wie lange das Aufheizen eines Behälters samt Inhalt dauert, hängt von einer ganzen Reihe an Faktoren ab.

  • Verwendung eines Isolierdeckels
  • Wärmeleitfähigkeit des IBC-Außenmantels
  • Wandstärke des IBC-Außenmantels
  • Menge des Tankinhalts
  • Spezifische Wärmekapazität des Tankinhalts
  • Temperaturdifferenz zwischen Ist- und Solltemperatur
  • Findet ein Phasenwechsel statt?
  • Beheizte Fläche
  • Flächenleistung des Heizmantels
  • Wie stark ist Ihr Heizmantel isoliert? Verliert er viel Wärme an die Umgebung?
  • Umgebungstemperatur
Illustration eines IBC mit Behälterheizung. Die einzelnen Faktoren, von denen die Aufheizdauer mit einem Heizmantel abhängt, sind eingezeichnet.

Illustration am Beispiel eines IBC-Heizers: 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 aber, 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 nicht einfach nach oben entweichen kann!
  • Rühren Sie den Inhalt des Behälters regelmäßig. Sie verbessern so 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 steht bei Behälterheizungen oft überhaupt nicht auf der Agenda. Das ist fahrlässig, da falsch montierte oder mangelhaft verarbeitete Heizmäntel eine reale Gefahr darstellen. Hier vier Dinge, auf die Sie achten sollten:

Sicherheitsthermostat

Fragen Sie beim Hersteller nach einem IBC-Heizer 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 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.

Haken als Befestigungshilfe für IBC-Heizmantel

gute Befestigungshilfen

Achten Sie beim Kauf von IBC-Heizungen auf zusätzliche Bänder oder Haken, die Ihnen die Montage des Heizers erleichtern und eine sichere Befestigung am Behälter ermöglichen. Der richtige Sitz am IBC ist wirklich wichtig, da ein späteres Abrutschen während der Heizphase gefährlich werden kann: der Heizleiter kann dann überhitzen.