Damit nichts einfriert
Elektrische Begleitheizungen sorgen dafür, dass Dachrinnen nicht einfrieren. Und sie dienen dem Warmwasserkomfort in der Trinkwasserinstallation
Zur Frostfreihaltung empfiehlt sich eine Platzierung des Heizbands seitlich der Rohrunterkante. Nach erfolgter Dämmung sind alle 5 m selbstklebende Warnschilder mit dem Hinweis „Elektrisch beheizt” anzubringen. Bild: Danfoss
Die elektrischen Heizbänder von AEG werden direkt in Dachrinnen verlegt, schmelzen Eis und Schnee ab und leiten das Wasser in die ebenfalls beheizten Fallrohre. Bild: AEG/EHT Haustechnik
Heizbänder können auch Armaturen vor Frost schützen und dabei über Kreuz verlegt werden. Denn ein Überhitzen des Bands ist durch die Selbstlimitierung ausgeschlossen. Bild: Danfoss
Bei lange anhaltenden tiefen Temperaturen bieten Rohrbegleitheizungen sicheren Schutz für die Rohrleitung, wie hier am Beispiel einer Tiefgarage gezeigt. Im nächsten Arbeitsgang wird die Rohrleitung mit einer Wärmedämmung ummantelt. Bild: AEG/EHT Haustechnik
Temperaturen bis zu -50°C machen die Antarktis zu einem Kontinent der Extreme. Wer hier überleben will, wie die Wissenschaftler der deutschen Antarktis-Forschungsstation Neumayer III, ist auf moderne Gebäudetechnik angewiesen. Allein 15.000 l Wasser benötigen die Forscher pro Woche, das sie aus Schnee und Eis gewinnen. Der Raum, durch den die Wasserrohre verlaufen, wird bis zu -25°C kalt. Unverzichtbar: Begleitheizungen, die die Rohre eisfrei halten. Ein Ausfall der Heizung wäre fatal: Innerhalb Minuten wäre das Rohr zugefroren.
Selbstregelnde Rohrbegleitheizungen
Sinkt bei wasserführenden Leitungen die Temperatur unter den Gefrierpunkt, bildet sich an einer zufälligen Stelle zunächst ein Eispropf, der sich nach beiden Seiten ausdehnt. Beim Gefrieren vergrößert sich das Volumen des Wassers um rund 9 %. Der Druck im Leitungssystem nimmt zu. Zum Schaden kommt es an der schwächsten Stelle. Rohre platzen, Press- oder Klemmverbindungen trennen sich.
Die wirkungsvollste Maßnahme gegen Frostschäden ist die Beheizung. Dazu muss nicht das ganze Gebäude warmgehalten werden. Es genügt, frostgefährdete Rohre und Leitungen mit elektrischen Begleitheizungen auszustatten.
Diese selbstregulierenden oder selbstlimitierenden Heizbänder bestehen aus zwei parallel geführten Kupferleitern. Dazwischen ist ein mit Kohlenstoffteilchen angereichertes Kunststoff-Heizelement eingebettet. Die Kohlenstoffteilchen bilden zwischen den stromführenden Kupferlitzen Strompfade. Bei steigender Umgebungstemperatur dehnt sich der Kunststoff aus und unterbricht die vom Kohlenstoff gebildeten Strompfade. Dadurch steigt der elektrische Widerstand. Der Stromfluss und die Wärmeentwicklung werden weniger.
Bei sinkender Umgebungstemperatur zieht sich der Kunststoff zusammen, der elektrische Widerstand nimmt ab und die Wärmeabgabe steigt wieder. Kurz gesagt: Bei warmen Außentemperaturen vermindert das Heizband die Heizleistung, bei Kälte nimmt die Heizleistung zu. Dieser Effekt funktioniert an jedem beliebigen Punkt des Bands. Treten abschnittweise Temperaturunterschiede auf, passt sich die Heizleistung von Abschnitt zu Abschnitt an.
Eisfreie Dachrinnen
Manche Heizbänder sind speziell zur Beheizung von Dachrinnen bestimmt. Denn auch hier kommt es immer wieder zu Frostschäden. Durch die Wechselwirkung von Frost und Sonneneinstrahlung entsteht in Dachrinnen Schmelzwasser, das nicht abfließt und wieder gefriert. Die Folge: Dachrinnen können sich verbiegen oder abbrechen und Fallrohre platzen. Gefahren gehen auch von herabfallenden Eiszapfen aus. Sie können Passanten verletzen und Autos beschädigen.
In Dachrinnen und Fallrohren angebrachte Heizbänder sorgen dafür, dass das Schmelzwasser abfließen kann und Eiszapfen erst gar nicht entstehen. Durch die selbstregulierenden Eigenschaften lassen sich die Bänder auch in Kunststoffdachrinnen verlegen, da eine zu starke Erwärmung ausgeschlossen ist. Für den Einsatz im Freien sind die Heizbänder UV-beständig.
Temperaturerhalt bei Warmwasserleitungen
Rohrbegleitheizungen kommen nicht nur in Wohn- und Gewerbegebäuden zur Frostfreihaltung von Installationen zur Anwendung, sondern auch im industriellen Bereich. Hier sind es beispielsweise Rohre mit Flüssigkeiten, die nicht auskondensieren oder aushärten dürfen, oder Medien, die auf eine bestimmte Temperatur gebracht oder gehalten werden sollen.
Ein weiteres Einsatzgebiet ist die Temperaturerhaltung in der Warmwasserversorgung. Verbraucher wünschen heute an jeder Zapfstelle sofort warmes Wasser, sobald sie die Armatur öffnen. In der Regel sorgt ein Zirkulationssystem dafür, dass auch an Entnahmestellen, die weiter entfernt vom Warmwassererzeuger liegen, immer sofort warmes Wasser zapfbar ist. Bei der Altbausanierung oder bei Platzproblemen, wenn ein Zirkulationssystem nicht infrage kommt, bietet sich die Nutzung eines Einrohrsystems in Kombination mit selbstbegrenzenden Heizbändern an. Sie halten die Wassertemperatur konstant auf einer eingestellten Temperatur. Die Installation von Umwälzpumpe und Zirkulationsrohren entfällt.
In Gebäuden, wo eine thermische Desinfektion der Warmwasseranlage zum Schutz vor Legionellen vorgeschrieben ist, z.B. in Kliniken, Hotels und Pflegeheimen, sollten nur Heizbänder mit einer Haltetemperatur von 70°C zum Einsatz kommen.
Weitere Regelung mitunter sinnvoll
Durch ihre Konstruktionsweise schalten sich selbstlimitierende Heizbänder niemals ganz ab, auch wenn keine Heizwärme erforderlich ist. Sie befinden sich im Stand-by-Betrieb, um sofort auf Temperaturänderungen reagieren zu können. Dadurch findet ständig eine geringe Leistungsaufnahme statt. Um Betriebskosten zu sparen, empfehlen die Hersteller die Ansteuerung der Heizbänder über einen Thermostaten. Zur Frostfreihaltung schaltet er das Heizband beispielsweise erst dann ein, wenn die Temperatur unter 5°C sinkt.
Hinweise zur Verlegung
Selbstlimitierende Heizbänder werden parallel zum Rohr verlegt. Anschließend wird es isoliert. Die Befestigung der Heizbänder erfolgt alle 30 cm mit Gewebeklebeband oder bei höheren Temperaturanforderungen mit Glasseidenband, das quer zum Rohr angebracht wird. Auch temperaturbeständige Kabelbinder kommen zum Einsatz. Alle 5 m ist auf der Dämmung ein Warnschild mit dem Hinweis „Elektrisch beheizt“ anzubringen.
Kunststoffrohre sollten zur optimalen Wärmeverteilung der Länge nach zuerst mit Alu-Klebeband unterklebt werden. Darüber wird das Heizband verlegt, mit dem Rohr befestigt und abschließend mit einer zweiten Schicht Alu-Klebeband abgedeckt.
Selbstlimitierende Heizbänder müssen mit einem Fehlerstrom-Schutzschalter (Residual Current Circuit Breaker RCCB), auch bekannt als FI-Schalter, betrieben werden. Pro FI-Schalter (30 mA) dürfen maximal 500 m Heizband überwacht werden. Der elektrische Anschluss darf nur durch einen Elektrofachmann erfolgen.
Für die Verbindung einzelner Heizbandteile untereinander bieten die Hersteller verschiedene Systeme. Bei der Schrumpftechnik werden die Heizbandlitzen freigelegt, Isolierschläuche aufgeschoben, Verbinder aufgepresst, die Isolierschläuche erwärmt und dadurch aufgeschrumpft. Die Materialkosten sind niedrig und die Anschlüsse feuchtigkeitsdicht bis IP 67 (staubdicht und dicht gegen zeitweiliges Untertauchen). Ein Nachteil ist die lange Bearbeitungszeit. Einfach zu montierende Klicksysteme oder Schraubanschlüsse sparen dagegen Montagezeit.
Schlussbemerkung
Die Einsatzbereiche von Begleitheizungen sind vielfältig, ob in der Gebäudetechnik zum Schutz vor Frostschäden oder in der Industrie. Für jeden Anwendungsfall gibt es eine passende Lösung.
Autorin: Almut Bruschke-Reimer, freie Energiejournalistin
Auswahl von Anbietern elektrischer Begleitheizungen.
Bartec Top Holding GmbH
www.bartec.de
Danfoss GmbH
www.waerme.danfoss.com
Defromat Heizelektrik GmbH & Co. Wärmetechnik KG
www.defromat.de
Dynatherm Systemtechnik GmbH
www.dynatherm.de
EHT Haustechnik GmbH (Markenvertrieb AEG)
www.aeg-haustechnik.de
Elke Technik Wärme- und Verbindungssysteme GmbH
www.bamaheat.de
Eltherm GmbH
www.eltherm.com
Glen Dimplex Deutschland GmbH
www.dimplex.de
Hillesheim GmbH
www.hillesheim-gmbh.de
Pentair Thermal Management Germany GmbH
www.pentairthermal.de
Thermon Deutschland GmbH
www.thermon.de
