Anwendungen: Heizanwendungen

Sobald Strom durch einen elektrischen Leiter mit einem relativ hohen Widerstand fließt entsteht Wärme. Über die Auswahl des Basismaterials und der umgebenden Materialien können Temperaturbereich und Heizverhalten so differenziert beeinflusst werden, dass elektrische Leiter als Heizdrähte in verschiedensten Bereichen zur Anwendung kommen.

In heutiger Zeit gewinnt der Heizdraht als umweltfreundliche und energiesparende Wärmequelle immer mehr an Bedeutung.

Er ist überall dort hervorragend einsetzbar wo es darum geht, einen gewissen Komfort mit „Wohlfühlfaktor“ für den Menschen zu erreichen. Die Wärme, welche mit einem Heizdraht erzeugt wird, ist kurzfristig verfügbar und vor allem auch punktuell einsetzbar. Ob als Badheizung, eingenäht in Kleidungsstücke oder als Sitzheizung in einem Fahrzeug – der Heizdraht sorgt in vielen Bereichen für eine angenehme Erwärmung.

Anwendungsbereiche Automotive

PKW-Sitzheizung

Geklebte oder gestickte Heizbereiche auf Vliesstoffen für Erstausstattung oder als Nachrüstsatz.

Lenkradheizung

Analog zu Sitzheizungen kommen geklebte oder gestickte Heizbereiche auch auf Vliesstoffen zum Einsatz, die auf die Kontur des Lenkrades optimiert sind und entsprechend eingearbeitet werden.

AdBlue® Heizung / Schlauchheizung

Auch im Automotive-Bereich gibt es Flüssigkeiten, welche bei wenigen Grad unter Null bereits gefrieren. Um das zu verhindern müssen die Schläuche beheizt werden.

Anwendungsbereiche Haustechnik

Dachrinnenheizung

Dachrinne und Fallrohr werden beheizt, sodass diese nicht vereisen.

Rohrbegleitheizung

Wasserleitungen werden beheizt, um ein Einfrieren und in der Folge einen Wasserrohrbruch zu vermeiden. Auch bei chemischen und industriellen Prozessen kommen Begleitheizungen und selbst regulierende Anwendungen zum Einsatz.

Fußbodenheizung

Heizleitungen auf grobem Träger-Gewebe zur Verlegung unter harten Bodenbelägen (Fliesen, Parkett etc.) oder eingewebt in Heizmatten, welche wie Teppich auf dem Boden liegen.

Drähte und Litzen für Heizanwendungen

Für die Herstellung von Heizdrähten kommen aktuell im Wesentlichen folgende Materialien zum Einsatz:

  • Reines Kupfer
    für Temperaturen bis ca. 200 °C
  • Kupfer-Nickel-Legierungen
    für Temperaturen bis ca. 500 °C
  • LEONI Histral® R
    kupferbasierte Legierungen, welche ebenso in Temperaturbereichen bis 500 °C eingesetzt werden. Wegen ihrer höheren mechanischen Belastbarkeit können diese auch in vibrations- und bewegungsreichen Umgebungen eingesetzt werden
  • Nickel-Chrom-Legierungen
    zeichnen sich durch eine besondere Härte aus und werden für Temperaturen von ca. 500 °C bis zu 1.000 °C eingesetzt

Heizdrähte aus kupferbasierten Legierungen (LEONI Histral® R) werden üblicherweise in Dimensionen von 0,05 mm bis ca. 0,5 mm Drahtdurchmesser verarbeitet. Andere Dimensionen sind möglich. Daraus können Litzen in allen gängigen Querschnitten hergestellt werden.


Besondere Eigenschaften von Heizleitern aus kupferbasierten Legierungen:

Flex Life

„Flex Life“ wird in Deutschland synonym mit dem Begriff „Biegewechselfestigkeit“ verwendet und beschreibt die Eigenschaft, die ein Einzeldraht oder eine Litze einer ständig wechselnden Biegebeanspruchung entgegensetzt, bis diese zum Bruch führt (siehe Fachthema „Flex Life").

Spezielle kupferbasierte Legierungen – wie z.B. LEONI Histral® R15 – erreichen besonders gute Flex Life Werte. Heizdrähte aus diesen Materialien sind ganz besonders für den Einsatz in vibrations- und bewegungsreicher Umgebung geeignet, wie z.B. in Kleidungsstücken oder Heizmatten für Autositze oder auch Teppichböden.

Flex Life Test Vergleich
LEONI Histral®R51H18R54R15
Widerstand
(Ω/mm2/m)
0,050,04390,150,11
Leitfähigkeit
(%IACS)
35401115
Zugfestigkeit weich
(N/mm2
> 220> 350> 290> 380
Zugfestigkeit hart
(N/mm2
> 480> 780> 560> 690
Temperaturkoeffizient des Widerstandes

Der Temperaturkoeffizient gibt an um wie viel der Widerstand im Leiter steigt, wenn sich der Temperaturwert ändert. Nahezu alle Metalle haben einen positiven Temperaturkoeffizienten. Dies bedeutet, dass bei allen Metallen bei steigender Temperatur auch der Widerstand steigt.

Bei Heizleitungen hat dieser Wert eine besondere Bedeutung. Steigt der Widerstand bei steigender Temperatur, so limitiert sich der Heizleiter selbst. Es kann also ein bestimmter Temperaturbereich nicht mehr überstiegen werden. Hat der Heizleiter einen niedrigen Temperaturkoeffizienten, so bleibt die Leistung bei steigender Temperatur annähernd gleich. Die Temperatur kann also bis zum Erreichen der physikalisch möglichen Grenze immer weiter steigen.

Temperaturkoeffizienten Histral
Aufheizzeiten

Die Aufheizzeit eines Heizdrahtes selbst ist von vielen Faktoren abhängig:

  • Von der Art des Basismaterials, also z.B. Kupfer, Kupfer-Nickel, kupferbasierte Legierung oder Nickel-Chrom
  • Von der Oberfläche der Litze, also wie viele Einzeldrähte mit welchem Durchmesser verwendet werden und auf welche Art verlitzt wurde
  • Von der Stärke und der Art des Isolationsmaterials

Darüber hinaus spielen noch weitere Aspekte eine Rolle:

  • Art der zusätzlich verwendeten Materialien
  • Wärmeleitfähigkeit dieser Materialien
  • Länge und Verlegungsdichte der verwendeten Heizleitungen

All diese Paramer können nach Belieben angepasst werden, sodass für jede Art der Anwendung eine passende Kombination zur Verfügung gestellt werden kann.

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