Immersion heater

Wat is een immersion heater?

Een immersion heater is een elektrisch verwarmingselement dat volledig of gedeeltelijk wordt ondergedompeld in het te verwarmen medium. Het element bestaat typisch uit een of meerdere buisvormige verwarmingselementen, opgebouwd rond een weerstandsdraad van nikkel-chroom (NiCr 80/20) die is ingebed in magnesiumoxide als isolatiemateriaal en omsloten door een roestvrijstalen of messing mantel.

Wanneer er stroom doorheen loopt, zet de weerstandsdraad elektrische energie om in warmte. Die warmte wordt via de mantel direct overgedragen aan het omringende medium. Een geïntegreerde thermostaat of temperatuursensor bewaakt en regelt de ingestelde bedrijfstemperatuur, zodat het verwarmingsproces nauwkeurig en stabiel verloopt.

Waar wordt een immersion heater voor gebruikt?

Een immersion heater is een bijzonder veelzijdig verwarmingselement dat wordt toegepast in een grote verscheidenheid aan apparaten en systemen. Overal waar een vloeistof, gas of viskeuze stof direct en efficiënt moet worden verwarmd, is dit element een geschikte oplossing.

• Boilers en warmwatertoestellen: directe verwarming van water in opslagtanks voor sanitair warm water of industrieel proceswater.
• Industriële reinigingsbaden: verwarming van vloeistoffen voor ontvettings-, beitsen- of reinigingsprocessen in de metaalverwerkende industrie.
• Olietanks en visceuze media: opwarmen van stookolie, hydraulische olie of andere viskeuze vloeistoffen om de pompeigenschappen te verbeteren.
• Chemische procesvaten: temperatuurregeling van chemische oplossingen en reactievloeistoffen in de proceschemie.
• Doorstroomverwarmers: verwarming van continue vloeistofstromen in gesloten systemen.
• Opslagtanks voor vloeibare grondstoffen: handhaving van de juiste verwerkingstemperatuur voor grondstoffen in de kunststof- en rubberindustrie.
• HVAC-systemen: aanvullende of directe verwarming van water in klimaatinstallaties en verwarmingssystemen.

Waarom een immersion heater gebruiken?

Er zijn meerdere technische en praktische redenen waarom een immersion heater de voorkeur verdient boven andere verwarmingsmethoden. De directe onderdompeling in het medium zorgt voor een hoog thermisch rendement, terwijl de elektrische aansturing nauwkeurige temperatuurregeling mogelijk maakt zonder externe energiebron zoals gas of stoom.

• Volledige onafhankelijkheid: geen aansluiting op een extern verwarmingsnetwerk, stoomleiding of gasinfrastructuur vereist; het element functioneert als zelfstandige, op zichzelf staande verwarmingsunit.
• Op elektriciteit: werkt uitsluitend op elektrische energie, wat installatie op vrijwel elke locatie met elektrische aansluiting mogelijk maakt en een stabiele energiebron garandeert.
• Veelzijdig: toepasbaar in water, olie, chemische vloeistoffen, gassen en andere media, en beschikbaar in talrijke uitvoeringen, vermogens en aansluitingen voor sterk uiteenlopende processen.
• Makkelijk te installeren: de meeste uitvoeringen worden direct in een bestaande tank of leiding gemonteerd via een schroefdraadaansluiting of flensbevestiging, zonder ingrijpende aanpassingen aan de installatie.
• Veilig in gebruik: uitgerust met ingebouwde thermostaten en overtemperatuurbeveiliging die het element beschermen tegen oververhitting en droogkook; beschermklassen tot IP65 zijn standaard beschikbaar.

Hoe werkt een immersion water heater?

Een immersion water heater werkt op basis van het principe van resistieve weerstandsverwarming. De kern van het element bestaat uit een verwarmingsdraad van nikkel-chroom 80/20 (NiCr 80/20), gewikkeld om een keramische of massieve kern en geïsoleerd met magnesiumoxide (MgO-poeder). Deze opbouw is ondergebracht in een beschermende mantel van roestvrij staal, messing of een ander corrosiebestendig materiaal.

Wanneer spanning wordt aangelegd, stroomt er elektrische stroom door de weerstandsdraad. Door de specifieke elektrische weerstand van het draadmateriaal wordt elektrische energie omgezet in warmte. Die warmte geleidingsoverdracht via de compacte MgO-isolatielaag direct naar de metalen mantel en van daaruit naar het omringende medium, in dit geval water of een andere vloeistof. De oppervlaktebelasting van het element, uitgedrukt in watt per vierkante centimeter (W/cm²), bepaalt hoe intensief de warmte wordt afgegeven aan het medium.

Bij standaard inschroefverwarmingselementen bedraagt de maximale oppervlaktebelasting 5 tot 10 W/cm² en kan de manteltemperatuur oplopen tot maximaal 650°C. Het vermogensbereik loopt uiteen van 1.500 W tot 9.000 W, afhankelijk van de inbouwlengte en het gewenste spanningsniveau (230 V of 3 x 400 V). Een geïntegreerde thermostaat, beschikbaar in meerdere typen (F1, F2 of F3), bewaakt de temperatuur continu en schakelt het element uit zodra de ingestelde maximumtemperatuur is bereikt.

Verschillende immersion heaters

Afhankelijk van de toepassing, de tankconstructie en het te verwarmen medium zijn er verschillende uitvoeringen van de immersion heater beschikbaar. Elke variant heeft zijn eigen montagewijze, werkingsprincipe en toepassingsgebied, zodat voor vrijwel elk scenario een passende oplossing bestaat.

Immersion heater over-the-side hangmodel

De over-the-side immersion heater is een hangende uitvoering die over de rand van een open tank of bak wordt geplaatst. Het verwarmingselement hangt aan een beugel of frame en wordt van buitenaf over de tankwand gehangen, zodat de verwarmingselementen volledig zijn ondergedompeld in de vloeistof.

Dit type vereist geen doorboring van de tankbodem of -wand, wat de montage sterk vereenvoudigt en de toepassing bij bestaande installaties of tijdelijke verwarmingssituaties bijzonder geschikt maakt. De over-the-side uitvoering wordt veel gebruikt voor het verwarmen van open reinigingsbaden, ontvettingstanks en opslagvaten in de maakindustrie en oppervlaktebehandeling.

Immersion heater geflensde uitvoering

Bij de geflensde immersion heater worden de buisvormige verwarmingselementen bevestigd aan een flens, die via bouten waterdicht aan de tankwand of het vat wordt gemonteerd. Deze uitvoering is geschikt voor gesloten druk- en procesvaten waarbij een hermetische afsluiting essentieel is. De flensbevestiging maakt het eenvoudig om het element te demonteren voor onderhoud of vervanging zonder de tank volledig te moeten legen.

Geflensde immersion heaters worden ingezet in industriële verwarmingstoepassingen met hogere drukken, chemisch agressieve media of strenge hygiëne-eisen, zoals in de chemische industrie, de voedingsmiddelenindustrie en industriële waterbehandeling.

Immersion heater schroefplug

De schroefplug uitvoering, ook wel inschroefverwarmingselement genoemd, wordt via een schroefdraadaansluiting direct in de tankwand of boiler ingeschroefd. De standaarduitvoering maakt gebruik van een messing schroefdraad G 1½" en bevat drie in U-vorm gebogen buisvormige verwarmingselementen die hardgesoldeerd in een wartel zijn aangebracht.

Door de compacte constructie is dit type eenvoudig te installeren en te vervangen. De schroefplug immersion heater is bij uitstek geschikt voor boilers, warmwatertanks en kleinere industriële verwarmingstoepassingen waarbij een snelle en robuuste montage gewenst is. Optioneel is een beschermkap met IP65-bescherming leverbaar voor gebruik in vochtige of veeleisende omgevingen.

Het gebruik van een boiler immersion heater

In een boiler functioneert de immersion heater als het centrale verwarmingselement dat het water in de opslagtank direct verwarmt. Het element wordt via een schroefdraadaansluiting of flens in de boiler gemonteerd, zodat de verwarmingsbuizen volledig zijn ondergedompeld in het water. Zodra de ingebouwde thermostaat registreert dat de watertemperatuur onder de ingestelde waarde daalt, schakelt het element automatisch in.

De verwarmingsdraad genereert warmte die via de roestvrijstalen mantel direct wordt overgedragen aan het omringende water. Zodra de gewenste temperatuur is bereikt, schakelt de thermostaat het element uit. Een secundaire begrenzerthermostaat fungeert als veiligheidsbeveiliging en voorkomt dat het water boven een kritische temperatuur stijgt.

In een elektrische boiler vervangt de immersion heater volledig het gebruik van een gasbrander of warmtewisselaar, waardoor de installatie eenvoudiger en onafhankelijk van een gasaansluiting wordt. De boiler immersion heater levert vermogens van 1.500 W tot 9.000 W, afhankelijk van de tankinhoud en het gewenste opwarmvermogen.

Voordelen van een immersion water heater

Een immersion water heater biedt ten opzichte van indirecte verwarmingsmethoden een aantal wezenlijke voordelen die hem bijzonder geschikt maken voor industriële en commerciële toepassingen.

• Hoog thermisch rendement: de directe onderdompeling in het medium elimineert warmteverliezen via tussenliggende oppervlakken, wat resulteert in een zeer efficiënte energieomzetting.
• Nauwkeurige temperatuurregeling: geïntegreerde thermostaten en optionele temperatuursensoren zorgen voor stabiele procestemperaturen met minimale afwijking.
• Brede materiaalkeuze: beschikbaar in messing, roestvrij staal (RVS 1.4541, 1.4571, 1.4828, 1.4876 en 2.4858) en andere legeringen, passend bij corrosieve of agressieve media.
• Modulair en schaalbaar: leverbaar in uiteenlopende vermogens, afmetingen en aansluitspanningen (230 V tot 3 x 400 V), afgestemd op de specifieke procescapaciteit.
• Lange levensduur: de robuuste constructie met hoogwaardige materiaalkeuze en geoptimaliseerde oppervlaktebelasting minimaliseert slijtage en verlengt de bedrijfstijd.
• Compacte installatie: de inschroef- of flensuitvoering vereist minimale ruimte en is geschikt voor integratie in bestaande tankinstallaties zonder ingrijpende aanpassingen.
• Optioneel maatwerk: aangepaste afmetingen, vermogens, kabelaansluitingen en thermokoppelintegratie zijn op aanvraag leverbaar voor specifieke procescondities.

Immersion heater: onderhoud

Om de levensduur van een immersion heater te maximaliseren en een betrouwbare werking te garanderen, is regelmatig onderhoud noodzakelijk. Enkele gerichte controlepunten helpen storingen te voorkomen en de installatie in optimale conditie te houden.

• Controleer de thermostaat: test periodiek of de thermostaat de juiste ingestelde temperatuur handhaaft en tijdig uitschakelt; een defecte thermostaat kan leiden tot oververhitting van het element en het medium.
• Inspecteer kalkaanslag: bij gebruik in hard water vormt kalkaanslag op de mantel een isolerende laag die de warmteoverdracht vermindert en de oppervlaktetemperatuur verhoogt; reinig het element periodiek of overweeg een waterontharder.
• Kijk voor lekkages: controleer de schroefdraadverbinding of flensbevestiging regelmatig op lekkage, beschadigingen aan afdichtingen of corrosie aan de bevestigingsdelen.
• Test de veiligheidsfuncties: verifieer de werking van de begrenzerthermostaat en eventuele droogloopbeveiliging; deze componenten zijn essentieel voor de veilige bedrijfsvoering van het element.

Geïnteresseerd in een immersion heater van Rokoma?

Rokoma levert al meer dan 30 jaar hoogwaardige verwarmingselementen aan de maakindustrie. Ons assortiment inschroefverwarmingselementen en immersion heaters is beschikbaar in standaard uitvoeringen en als volledig klantspecifiek maatwerk, afgestemd op jouw specifieke procesomstandigheden. Dankzij snelle levering uit voorraad, spoedproductieopties en een deskundig technisch team dat meedenkt over de juiste specificaties, ben je bij Rokoma verzekerd van een betrouwbare partner. Neem contact op via info@rokoma.com of bel ons op 040 226 5655 voor advies op maat.