Das Heizmedium bestimmt Temperaturobergrenze, Manteldruck und die Versorgungsleitungen. So wählen Sie, bevor die Anfrage das Haus verlässt.
Das Medium ist eine Temperaturentscheidung, keine Vorliebe
Das Heizmedium wählen Sie, wenn zwei Zahlen feststehen: die höchste Produkttemperatur, die das Material verträgt, und die Oberflächentemperatur, die nötig ist, um sie in einer machbaren Zykluszeit zu erreichen. Dampf, Heißwasser und Thermoöl sind Antworten auf diese zwei Zahlen plus den Druck, für den Mantel oder Platte ausgelegt sind. Wer aus Gewohnheit wählt, bekommt am Ende einen Kessel, den er nicht nutzen kann, oder einen Mantel, den er nicht unter Druck setzen darf.
Ein indirekt beheizter Trockner überträgt Wärme über eine benetzte Fläche, das Medium berührt das Produkt nie. Diese Trennung ist nützlich, weil sie kontaminiertes oder brennbares Material von der Wärmequelle fernhält, aber sie bedeutet auch: Das Medium wirkt nur über zwei Dinge, über die Temperatur an der Fläche und über die Fläche, die zur Verfügung steht. Ist das Medium falsch gewählt, hilft selten eine Reglereinstellung. Es braucht eine andere Mantelauslegung, einen neuen Versorgungskreis oder eine längere Charge, die das Material womöglich nicht übersteht.
Von der Produktobergrenze zur Versorgung denken
Das Produkt setzt eine Obergrenze, kein Ziel. Ein Material, das oberhalb einer bestimmten Temperatur verfärbt, schmilzt oder zerfällt, kümmert sich nicht darum, wie die Wärme ankommt; die benetzte Fläche muss unter dieser Grenze bleiben, und die Grenze begrenzt das Medium.
Lesen Sie die Reihenfolge in eine Richtung. Erst die Produktobergrenze aus Laborversuch, Spezifikation oder Versuchsansatz. Dann die Oberflächentemperatur, die diese Grenze mit brauchbarer Temperaturdifferenz erreicht. Dann das Medium, dessen Band diese Oberflächentemperatur abdeckt. Dann der Mantel- oder Plattendruck, den das Medium verlangt, denn Dampf und Heißwasser stellen unterschiedliche Anforderungen. Eine Auslegung in umgekehrter Reihenfolge, erst Modell und dann Medium, endet häufig mit einem abgewerteten Mantel oder einer Versorgung, die niemand eingeplant hat.
Welche Temperaturbänder die Produktdaten tatsächlich nennen
Die Produktunterlagen von Ruibo legen drei Bänder für plattenbeheizte Trockner fest: Heißwasser unter 100 °C, Dampf von 100 bis 150 °C und Thermoöl von 150 bis 320 °C. Diese Bänder, nicht die Vorliebe für ein Fluid, trennen die Optionen.
Die Bänder berühren sich an den Rändern, und dort beginnen die meisten Diskussionen. Eine Aufgabe bei 95 °C lässt sich mit Heißwasser oder mit Dampf bei reduziertem Druck lösen, und beides ist in der Praxis nicht austauschbar: Das eine ist ein Pumpenkreis, das andere braucht Druckminderventil und Kondensatableitung. Schreiben Sie die Aufgabe zuerst in Grad, dann entscheidet das Band.
Temperaturbänder der Heizmedien nach den Ruibo-Produktdaten
| Medium | Temperaturband in den Daten | Wo das Band genannt ist | Was es entscheidet |
|---|---|---|---|
| Heißwasser | Unter 100 °C | PLG Tellertrockner, Hinweis zur Plattenbeheizung | Niedrigste Obergrenze, geeignet für Materialien, die keine heiße Fläche sehen dürfen |
| Dampf | 100 bis 150 °C | PLG Tellertrockner, Hinweis zur Plattenbeheizung | Mittlere Obergrenze, Temperatur über den Druck statt über einen Sollwert |
| Thermoöl | 150 bis 320 °C | PLG Tellertrockner, Hinweis zur Plattenbeheizung | Hohe Obergrenze ohne hohen Druck im Mantel |
| Dampf, Ofenbetrieb | 50 bis 130 °C, maximal 140 °C, bei 0,2 bis 0,8 MPa | CT-C Heißluft-Umluftofen, Hinweis zur Wärmequelle | Dampf kann niedrige Temperaturen fahren, wenn er gedrosselt wird |
Quelle: Spezifikationshinweise von Ruibo zum PLG Tellertrockner und zum CT-C Heißluft-Umluftofen.
Prüfen, was Mantel oder Platte aufnehmen dürfen
Ein Temperaturband ist wertlos, wenn die benetzte Fläche den Druck nicht hält, der diese Temperatur erzeugt. Sattdampf koppelt Temperatur an Druck, der Mantelnennwert ist also eine versteckte Temperaturobergrenze; Heißwasser und Thermoöl entkoppeln beides.
An dieser Stelle kippt die Antwort am häufigsten. Ein Mantel mit 0,3 MPa ist ein ganz normaler Vakuumtrockner-Mantel, und er legt zugleich fest, welchen heißesten Sattdampf dieser Mantel sehen kann. Öl bei 200 °C verlangt von demselben Mantel fast keinen Druck, weil der Kreis umgewälzt und nicht verdampft wird. Fragen Sie vor dem Medienvergleich nach dem Auslegungsdruck der Fläche, die Sie kaufen: nicht des Behälters, sondern des Mantels oder der Platte.
Druckangaben der wärmeübertragenden Flächen in der Ruibo-Baureihe
| Gerät | Fläche, die das Medium führt | Druckangabe in den Daten | Praktische Folge |
|---|---|---|---|
| ZPG Vakuum-Paddeltrockner | Mantel, bei den größeren Modellen als Halbrohr | Mantel-Auslegungsdruck 0,3 MPa | Die Dampfleistung ist durch den Nennwert begrenzt; die Sattdampftemperatur bei diesem Druck vor der Auslegung prüfen |
| PLG Tellertrockner | Hohle Trockenplatten | Allgemein 0,4 MPa, maximal 1,6 MPa | Höherer Dampfdruck verlangt die verstärkte Plattenausführung, nicht die Standardausführung |
| KJG Schaufeltrockner | Hohle Welle und Keilschaufeln | Wärmequellen Dampf, Heißwasser oder Thermoöl | Das Medium folgt dem Material, es ist nicht durch das Modell festgelegt |
| CT-C Heißluft-Umluftofen | Dampfregister oder Elektroheizung | Dampf 0,2 bis 0,8 MPa | Dampf erreicht 130 °C, Elektro und Infrarot erreichen 300 °C |
Quelle: Spezifikationstabellen und Hinweise zur Wärmequelle von Ruibo für ZPG, PLG, KJG und CT-C.
Dampf: der Standard über 100 °C, mit einer Einschränkung
Dampf passt zu Aufgaben über 100 °C, wenn im Werk eine Dampfleitung liegt und das Material eine Fläche verträgt, die sich nicht unter die Sattdampftemperatur des Versorgungsdrucks stellen lässt.
Die Einschränkung: Die Dampftemperatur ist eine Eigenschaft seines Drucks. Niemand stellt 120 °C ein; man stellt den Druck ein, dessen Sattdampf 120 °C hat, und die Oberflächentemperatur folgt dem Druck, der am Mantel tatsächlich anliegt. Die Kondensatabführung ist ebenso wichtig wie die Versorgung, denn ein halb mit Kondensat gefüllter Mantel hat eine deutlich kleinere wirksame Fläche, und die Charge dauert länger, während das Manometer korrekt anzeigt.
Unter 100 °C passt Dampf schlecht. Dampf im Unterdruckbereich ist möglich, aber im Werk unüblich, deshalb landen Materialien mit niedriger Obergrenze meist beim Heißwasser.
Heißwasser: enge Führung bei niedriger Obergrenze
Heißwasser ist die naheliegende Wahl, wenn die Obergrenze des Materials unter 100 °C liegt, weil der Sollwert des Wassers die Oberflächentemperatur bis auf wenige Grad vorgibt, ohne Dampftafel dazwischen.
Was Sie aufgeben, ist Temperaturdifferenz. Ein Mantel mit 70 °C gegenüber einem Produkt, das bei 60 °C bleiben muss, lässt nur eine schmale Differenz, und die Fläche muss die Leistung tragen, die die Differenz nicht mehr liefert. Das ist eine Auslegungsfrage, kein Grund, die Temperatur zu erhöhen, denn damit fällt der Grund für Heißwasser weg. Über 100 °C muss der Kreis unter Druck stehen, was aus einem einfachen Modul eine druckgeprüfte Anlage macht.
Thermoöl: hohe Temperatur ohne Hochdruckmantel
Thermoöl bringt 150 bis 320 °C in einen Mantel, der nur den Umwälzdruck sieht, und genau deshalb erscheint es bei Hochtemperaturaufgaben in Behältern, die nie für Hochdruckdampf gebaut wurden.
Die Kosten wandern vom Behälter in das Fluid-System. Ein Ölkreis braucht Umwälzpumpe, Ausdehnungsgefäß und ein Fluid, dessen Zustand geprüft wird, denn überhitztes oder oxidiertes Öl erfüllt seine Aufgabe stillschweigend nicht mehr. Öl überträgt Wärme zudem weniger intensiv als kondensierender Dampf, eine von einem Dampfmantel übernommene Aufgabe braucht im Ölbetrieb meist mehr Fläche. Behandeln Sie Öl als Systementscheidung, nicht als Fluidwechsel.
Die Wahl in einer Tabelle
Von der Beobachtung links zum Medium, und dazu, was diese Wahl ausschließt, bevor sie in eine Spezifikation wandert.
Von der Beobachtung über das Medium zum Ausgeschlossenen
| Beobachtung | Deutet auf | Schließt aus |
|---|---|---|
| Das Produkt verfärbt oder zerfällt, sobald die Fläche etwa 90 °C überschreitet | Heißwasserkreis mit geführtem Sollwert | Dampf bei Atmosphärendruck, der nicht unter 100 °C läuft |
| Die Aufgabe braucht 150 °C Oberfläche, der Mantel ist mit 0,3 MPa angegeben | Thermoöl oder ein höher ausgelegter Mantel | Standard-Dampfbetrieb auf diesem Mantel |
| Im Werk liegt eine Dampfleitung, das Produkt verträgt 120 °C | Dampf über ein Druckminderventil | Ein eigenes Heißwassermodul mit Pumpe |
| Das Material ist temperaturempfindlich, der Zyklus muss aber kurz bleiben | Heißwasser oder Öl mit mehr Übertragungsfläche | Die Medientemperatur zu senken und auf einen kürzeren Zyklus zu hoffen |
| Lösungsmittel muss aus einem geschlossenen Behälter zurückgewonnen werden | Öl oder Heißwasser im geschlossenen Kreis, Inertgas im Behälter | Offene Dampfeinleitung in das Produkt |
Quelle: Auslegungsregeln der Ruibo-Trocknertechnik; Temperaturbänder aus dem Hinweis zur PLG-Plattenbeheizung.
Was die Anfrage enthalten muss
Die meisten Streitfälle um Heizmedien sind Informationslücken. Sechs Punkte in der Anfrage verhindern fast alle.
- Die höchste Produkttemperatur, die das Material verträgt, samt Versuch oder Spezifikation, aus der sie stammt.
- Die Oberflächentemperatur, die der Zyklus braucht, und die Chargenzeit, die sie erzwingt.
- Der Auslegungsdruck von Mantel oder Platte des angebotenen Modells, in MPa, nicht nur das Wort Dampf.
- Die tatsächlich vorhandenen Versorgungen: Druck der Dampfleitung oder Leistung von Heißwasser- und Ölkreis.
- Ob der Behälter als geschlossener Kreis zur Lösungsmittelrückgewinnung läuft, denn das ändert auch den Mediumkreis.
- Wer Regelventil, Kondensatableitung oder Ölmodul liefert und wo diese Verantwortung endet.
Fragen, die zu Heizmedien gestellt werden
Dieselben fünf Fragen tauchen in fast jeder Auslegungsrunde auf. Die Antworten sind kurz, und jede ändert etwas in der Spezifikation.
- Kann ein Trockner mit Dampf und Thermoöl laufen?
- Nur wenn der Mantel für die anspruchsvollere der beiden Aufgaben ausgelegt ist. Der Auslegungsdruck ist ein einzelner Wert auf dem Typenschild, ein für Niederdrucköl gebauter Mantel ist also nicht automatisch für Dampf unter Druck geeignet. Zweimedien-Ausführungen gibt es, sie werden aber so bestellt und nicht später umgerüstet.
- Warum nicht elektrisch heizen?
- Elektrische Beheizung spart den Kessel und erreicht hohe Temperaturen direkt; der CT-C Ofen deckt mit Elektroheizung und Infrarot 50 bis 300 °C ab. Der Preis dafür sind Betriebskosten und elektrische Last, nicht die Fähigkeit, deshalb eignet sich elektrisch eher für kleinere Aufgaben und Pilotanlagen als für große kontinuierliche.
- Ändert das Medium die Trocknungszeit?
- Ja, über die Oberflächentemperatur und damit die Temperaturdifferenz, aber nur bei gleicher Fläche. Zwei Medien auf zwei verschiedenen Modellen zu vergleichen sagt nichts, weil jedes Modell seine eigene Übertragungsfläche mitbringt. Vergleichen Sie Medien bei gleicher Fläche oder Flächen bei gleicher Oberflächentemperatur.
- Welche Dampftemperatur ergeben 0,3 MPa?
- Sie folgt der Sattdampfkurve des Fluids, und der Wert hängt davon ab, ob der Nennwert als Überdruck oder Absolutdruck gilt. Fragen Sie den Lieferanten nach der Bezugsbasis auf dem Typenschild, bevor Sie umrechnen, und prüfen Sie die sich ergebende Temperatur gegen die Produktobergrenze statt eine runde Zahl anzunehmen.
- Ist Thermoöl für Lebensmittel oder Pharma zulässig?
- Das Öl bleibt im geschlossenen Kreis und berührt das Produkt nie, damit wird die Frage zu einer nach produktberührenden Werkstoffen, Dichtungen und der geforderten Dokumentation. Klären Sie das mit den Ingenieuren, bevor das Medium festliegt, denn eine Änderung nach dem Bau des Mantels ist eine Druckbehälteränderung und kein Zubehörtausch.
Was daraus für die Auswahl folgt
Bestimmen Sie das Medium aus Produktobergrenze und Flächennennwert, und wählen Sie dann das Modell, das die nötige Fläche bietet. Der Trockner folgt dem Medium, er wählt es nicht.