Funktion einer elektrischen Rohrbegleitheizung

«Eine effiziente Methode zum Schutz von Rohren»

Durch die Rohrbegleitheizung werden die unterschiedlichsten Rohre von außen erwärmt. Sie wird mit Strom betrieben, welcher in Wärme umgewandelt wird. Ebenso gibt es Schlauchheizungen, beheizte Trinkwasserschläuche und Dachrinnenheizungen. Freiliegende Rohr- und Schlauchleitungen werden durch dieses System effizient im Winter gegen Einfrieren geschützt. Teure Frostschäden werden somit vermieden. Ein- und Ausschalten dieser Begleitheizungen erfolgt durch eine nachfolgend beschriebene spezielle Bauweise oder mittels Thermostaten. So wird bei entsprechender Montage eine Frostfreiheit der Leitungen bis zu -25 °C in der Regel garantiert. Hier lesen Sie alles zum Einsatz und zur Funktion der elektrischen Rohrbegleitheizung

Aufbau, Funktion sowie wesentliche Bauteile der Begleitheizung für Rohre

Die hier beschriebenen Rohrbegleitheizungen zeichnen sich durch ihre spezielle Bauart aus. Das Heizelement wird aus einem Spezialkunststoff gefertigt. Dieser besitzt die Eigenschaft, zwischen parallel angeordneten Kupferteilen temperaturabhängige Strompfade zu bilden. Das Geheimnis der Funktion liegt in eingebetteten Kohlenstoffteilchen. Wenn eine Spannung an die beiden parallel liegenden Kupferteile angelegt wird, steigt die Temperatur und der Kunststoff dehnt sich entsprechend aus. Somit entfernen sich die Kunststoffteilchen immer weiter voneinander. Dies unterbricht faktisch die Strompfade. Die Heizung schaltet sich also ab und das Rohr kühlt sich folglich ab. Sinkt die Temperatur unter eine bestimmte Schwelle, rücken die Kunststoffteilchen wieder näher zusammen und die Strompfade schließen sich folglich. Somit wird wieder Wärme durch die angelegte elektrische Energie erzeugt. Das Gute an diesem System ist, dass dieser Vorgang vollkommen selbsttätig vonstattengeht. Somit werden Temperaturschwankungen gezielt genutzt, um die Heizung zu steuern. Ein weiteres Merkmal ist, dass dieses System zu jeder Zeit und an jedem Punkt des Rohres funktioniert.

 

Die Funktion der elektrischen Rohrbegleitheizung kann man so zusammenfassen: Die Rohrbegleitheizung arbeitet mit einem selbstlimitierenden Heizkabel, das sich an den jeweiligen Wärmebedarf anpasst. Dieses Kabel besteht aus zwei parallelen Kupferleitern, die durch einen Spezialkunststoff mit Kohlenstoffteilchen verbunden sind. Bei ansteigender Temperatur dehnt sich der Kunststoff aus, wodurch die Strompfade unterbrochen werden und die Heizleistung reduziert wird. Sinkt die Temperatur, schließen sich die Strompfade wieder, und die Heizung beginnt automatisch, Wärme zu erzeugen. Dieser Mechanismus gewährleistet, dass die Heizung nur bei Bedarf arbeitet und so effizient vor Frost schützt, während sie gleichzeitig den Energieverbrauch minimiert.

Hinweise zur Anwendung einer Rohrbegleitheizung

Wie schon angesprochen ist ein Hauptanwendungsgebiet der Rohrheizung ein wirksamer Frostschutz. So werden unter anderem nichtisolierte Wasserleitungen oder Heizungsrohre oftmals durch unbeheizte Räume wie im Keller oder Schuppen geführt. In diesen Bereichen besteht im Winter die Gefahr des Einfrierens der Leitungen und die Funktion der Begleitheizung kommt zum Tragen. Dies wird durch den Einsatz einer Begleitheizung wirksam vermieden. Nichts ist unangenehmer als platzende Wasser- oder Heizungsrohre durch die Bildung von Eis im Inneren. Die so entstehenden Frostschäden sind teuer und lassen sich durch eine Rohrbegleitheizung wirksam vermeiden. Ebenfalls kann so eine Heizung eine gute Investition für Rohrleitungen mit eigener Rohrdämmung sein. So bietet sich dieser zusätzliche Frostschutz beispielsweise bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe an. Somit ist ein zusätzlicher Schutz für die wasserführenden Leitungen an kalten Tagen bei Nichtbenutzung der Heizung mittels der Rohrheizung gegeben.

Vor- und Nachteile dieser Heizungsart für Rohre

Die Rohrbegleitheizungen gibt es in zwei unterschiedlichen Varianten. Das ist zum einen das Festwiderstandskabel, geregelt durch ein Thermostat sowie das selbstlimitierende Heizkabel, welches seine Heizleistung an jedem Punkt nach Bedarf selbsttätig anpasst. Die erste Variante ist ideal als Frostsicherung für eher kleine Projekte geeignet. Beim Einschalten durch ein Thermostat heizt dieses Heizkabel auf der kompletten Länge mit voller Leistung. Dies geschieht so lange, bis die Solltemperatur erreicht ist und das Thermostat wieder ausschaltet. Interessanter und energiesparender ist die Funktion der hier vorgestellten zweiten Variante: Wenn ein Thermostat bei dieser Ausführung den Strom einschaltet, heizt dieses selbstlimitierende Heizkabel absolut bedarfsgerecht. Dabei sind auf die Länge gesehen unterschiedliche Heizleistungen, je nach erforderlichem Bedarf, automatisch vorhanden. Dies wird durch die Kupferteile mit eingebetteten Kohlenstoffteilchen und den sich je nach Temperatur ausdehnenden Kunststoff realisiert.

Die korrekte Montage der Rohrbegleitheizungen ist ausschlaggebend für die Wirksamkeit

Grundsätzlich sollte vor der Montage von Rohrbegleitheizungen das komplette Rohrsystem fertiggestellt sein. Arbeiten daran im Nachhinein können das Heizsystem beschädigen. Bei der Montage gibt es zwei verschiedene Varianten. Zum einen werden vormontierte praktisch steckerfertige Systeme angeboten, die es jedem Laien oder Heimwerker ermöglichen, diese selbst an den Rohrleitungen anzubringen. Speziell die selbstlimitierenden Varianten erfordern eine gleiche Wärmeverteilung auf die Leitung. Bei diesen Systemen sollten die Heizleitungen schräg auf der Seite liegend montiert werden. Bei Chromstahlleitungen ist eine direkte Befestigung mit weichmacherfreien Kabelverbindern möglich. Bei der Montage auf Kunststoffleitungen wird vorher zur besseren Wärmeleitung ein Aluminiumklebeband auf das Rohr geklebt. Dieses Aluminiumklebeband ist parallel zur gesamten Rohrlängsachse, wo das Heizungssystem installiert wird, aufzutragen. Das sichert die Funktion einer gleichmäßigen Wärmeverteilung auf dem Kunststoffrohr. Anschließend kann die Heizleitung beispielsweise mit einem temperaturbeständigen Polyester oder einem Glasseidenklebeband befestigt werden. Dieses wird im Abstand von 20 – 25 cm zwei oder zweieinhalbfach um die Rohrleitung gewickelt. Bei einem Rohrdurchmesser von mehr als 100 mm sollten am besten mehrere Heizbänder eingesetzt werden. Unbedingt ist zu beachten, das elektrische Arbeiten an nicht steckerfertig gelieferten Komponenten vom fachkundigen Elektriker vorzunehmen sind.

Was ist bei der Montage an einem Rohrbogen zu beachten

Um große Biegeradien der Heizelemente zu vermeiden sind beim Rohrbogen bevorzugt die Außenseiten zur Befestigung zu verwenden. Ein Abschneiden im rechten Winkel sollte erst nach der Befestigung am Rohr erfolgen. Es ist darauf zu achten, dass die Enden nicht aus Versehen kurzgeschlossen werden. Ebenso darf das Band nicht eingeklemmt werden. Dies würde die Funktionsfähigkeit eventuell einschränken. Bei Rohraufhängungen ist darauf zu achten, dass die Rohrbegleitheizung nicht mit eingespannt wird. Anschlussgarnituren und T-Stücke erfordern meist einen halben Meter zusätzliches Heizband. Nachdem die Rohre anschließend gedämmt sind, sollten alle fünf Meter Warnschilder angebracht werden. Auf diesen sollte „elektrisch beheizt“ stehen.

Wie hoch sind die Kosten der Rohrbegleitheizungen und wie viel Strom wird verbraucht

Der Kauf der Heizbänder erfolgt üblicherweise vorkonfektioniert oder auch als Meterware. Je nach Ausführung variieren die Preise teilweise enorm. Kriterien für die Kosten sind die Bauart sowie die Heizleistung. Üblich sind Werte der Heizleistung von 10 W – 30 W pro laufenden Meter. Normalerweise gibt der Hersteller den entsprechenden Wert an und somit lassen sich die anfallenden Stromkosten relativ präzise berechnen. Ein besonderer Kostenvorteil ist allerdings, dass im Normalbetrieb keinerlei Wartung nach der Installation mehr erforderlich wird. Lediglich die Anschaffungs- und Stromkosten bestimmen die Kosten der Anlage und somit deren Wirtschaftlichkeit.

Wo werden diese Heizungen am effizientesten eingesetzt

Generell übernehmen diese Heizungen mit Ihrer Funktion den Frostschutz. Dies ist unter anderem in Wohn- und Bürobauten, Industriebauten sowie in der Landwirtschaft erforderlich. Sie lassen sich zum frostfrei halten von Tiertränken, als Pflanzenheizung sowie als Hauptanwendungsgebiet als Rohrbegleitheizung verwenden. Ebenso sind Rohrleitungen im Brunnenschacht von der Gartenpumpe zum Haussystem sehr anfällig gegen Frost, da diese meist keine ständige Zirkulation aufweisen. Für den Einsatz im Außenbereich sind sehr widerstandsfähige und langlebige Ausführungen erhältlich. Hier kommen hochwertige Materialien zum Einsatz und oft werden diese Heizungen in der Schutzklasse IPX7 angeboten. Diese Heizbänder, speziell in der selbstregulierenden Ausführung, haben die Funktion, die Wärme direkt abgeben zu können, wo sie gebraucht wird. In Bereichen mit schlechter Wärmeableitung ist durch die Selbstregulierung ein Durchbrennen ausgeschlossen.

Einige ergänzende wichtige Bemerkungen für elektrisch betriebene Heizsysteme

Beim Anschluss ist aus Sicherheitsgründen ein FI-Schutzschalter empfohlen. Anschluss und Verlegung sollten durch eine Elektrofachkraft erfolgen. Es sind unbedingt die VDE-Vorschriften einzuhalten. Bei der Montage um Kanten sollte ein wirksamer Kantenschutz vorher installiert werden. Beim Verlegen mehrerer Heizleitungen sollen diese sich nicht berühren, überkreuzen oder überlappen. Hier bieten sich sogenannte Abstandshalterungen an.