Ein- und zweiadrige Mantelleitungen: Die Grundlagen für Ihre Heizlösung.

Moin, aus Stapelfeld.

Am Anfang jeder elektrischen Heizlösung steht eine grundlegende Entscheidung: einadrig oder zweiadrig? Die Antwort hängt von Ihrer Anwendung, der verfügbaren Spannung und den konstruktiven Rahmenbedingungen ab. Während einadrige mineralisolierte Mantelheizleiter mit hoher Spannung und hoher Leistung betrieben werden, punkten zweiadrige Varianten bei Betrieb in Kleinspannung, kleinen Leistungen und Anschlüssen an einem Ende des Mantelheizleiters.

Beide Bauformen basieren auf dem gleichen robusten Prinzip: eine oder zwei Innenadern, isoliert durch hochverdichtetes Magnesiumoxid (MgO) und geschützt von einem metallischen Außenmantel. Das Ergebnis ist ein leistungsstarker Mantelheizleiter, der sich biegen, wickeln und in Nuten einlegen lässt.

In diesem Beitrag finden Sie technische Spezifikationen, Produkttabellen und Auslegungshinweise für beide Varianten. Von der Materialwahl über Widerstandswerte bis zur Heizleistungsberechnung – hier legen wir die Grundlage für Ihre perfekte Heizlösung.

Bereit? Dann starten wir mit den Details.

 

Grundlegender Aufbau und Funktionsprinzip.

Mineralisolierte Mantelleitungen sind Heizelemente, die aus einer oder zwei Innenadern (Heizdraht), einer hochverdichteten Isolation aus Magnesiumoxid (MgO) und einem metallischen Außenmantel bestehen. Sie werden auf Rolle produziert und ja nach Anwendung in der Länge konfektioniert. Eine 1-adrige oder 2-adrige mineralisolierte Mantelleitung besitzt keine Kaltenden, das bedeutet, dass die Mantelleitung gleichmäßig auf der gesamten Länge erwärmt wird.

Funktionsprinzip: Der elektrische Widerstand der spannungsführenden Innenader erzeugt Wärme. Das Magnesiumoxid isoliert die spannungsführende Ader elektrisch vom Mantel und leitet die Wärme sehr effizient nach außen. Dies ermöglicht eine schnelle und homogene Wärmeübertragung. Der Mantel schützt vor mechanischer Beanspruchung und verschiedenen Umgebungseinflüssen.

Heizleistung: Die spezifische Heizleistung (W/m) wird primär durch den Aderwiderstand (Ohm/m) und die angelegte Spannung bestimmt. Es gilt die Formel P = U² / R , wobei R der Gesamtwiderstand der Heizleiterlänge ist. Ein geringerer Aderwiderstand führt bei gleicher Spannung zu einer höheren Leistung.

1-adrige mineralisolierte Mantelleitungen.

Einadrige mineralisolierte Mantelleitungen besitzen eine spannungsführende Innenader. Sie wird als mineralisolierter Mantelheizleiter für die jeweilige Anwendung auf die gewünschte Länge konfektionieren. Sie lassen sich dank ihres flexiblen Aufbaus biegen auf sehr unterschiedlichen Arten verlegen, wobei sich die Anschlussenden an beiden Enden des Mantelheizleiters befinden. Sie verfügt über keine Kaltenden.

Technische Merkmale:

• Anwendungsfokus:Oft für höhere Spannungen bis zu 360V und Leistungen bis zu mehreren Kilowatt vorgesehen.
• Als 1-adriger Mantelheizleiter individuell auf gewünschte Länge zu fertigen.
• Wärmeübertrag erfolgt gleichmäßig über die gesamte Länge, keine Kaltenden vorhanden.
• Der Mantelheizleiter kann bifilar, mäanderförmig, gewickelt oder gestreckt verlegt werden.

• Die Stromanschlüsse befinden sich an beiden Enden des Mantelheizleiters.
• Verwendung nach allen Montagearten möglich. (LINK zu Montagearten)

 

Mineralisolierte Mantelleitung (1-adrig).

Mantelmaterial: Edelstahl 1.4541 (max. Betriebstemperatur 600°C)

Bezeichnung	Außendurchmesser (mm)	Anzahl Adern	Aderwiderstand (Ohm/m @ 20°C)
1NICrV05	0,5	1	50
1NICrV10	1,0	1	12
1NiCrV15	1,5	1	6
1NiCrV15-22	1,5	1	22
1NiCrV20	2,0	1	3
1NiCrV30	3,0	1	1,4
1NiCrV32	3,2	1	4
1NiCrV32-6	3,2	1	6,3
1NiCrV36	3,6	1	2,5
1NiCrV40	4,1	1	1
1NiCrV45	4,5	1	0,63
1NiCrV50	5,0	1	0,4

 

Mantelmaterial: Inconel 600 / 2.4816 (max. Betriebstemperatur 1000°C)

Bezeichnung	Außendurchmesser (mm)	Anzahl Adern	Aderwiderstand (Ohm/m @ 20°C)
1NICrI05	0,5	1	50
1NICrI10	1,0	1	12
1NiCrI15	1,5	1	6
1NiCrI15-22	1,5	1	22
1NiCrI20	2,0	1	3
1NiCrI30	3,0	1	1,4
1NiCrI32	3,2	1	4
1NiCrI32-6	3,2	1	6,3
1NiCrI36	3,6	1	2,5
1NiCrI40	4,1	1	1
1NiCrI45	4,5	1	0,63
1NiCrI50	5,0	1	0,4

2-adrige mineralisolierte Mantelleitungen.

Zweiadrige mineralisolierte Mantelleitungen besitzen zwei parallel geführte Innenadern, die gegeneinander und gegen den Mantel isoliert sind. Sie wird als 2-adriger mineralisolierter Mantelheizleiter für die jeweilige Anwendung auf die gewünschte Länge konfektioniert. Mantelheizleiter lassen sich dank ihres flexiblen Aufbaus biegen und auf sehr unterschiedlichen Arten verlegen. Beide Innenadern sind an einem Ende des Mantelheizleiters verschweißt und vom Außenmantel isoliert, so dass beide Anschlüsse an einem Ende des Mantelheizleiters liegen. Sie verfügen über keine Kaltenden.

 

Technische Merkmale:

• Anwendungsfokus: Oft für kleinere Spannungen bis zu 115V und geringe Leistungen vorgesehen.
• Der Mantelheitleiter kann mäanderförmig, gewickelt oder gestreckt verlegt werden.
• Als 2-adriger Mantelheizleiter individuell auf gewünschte Länge zu fertigen.
• Wärmeübertrag erfolgt gleichmäßig über die gesamte Länge, keine Kaltenden vorhanden.
• Die Stromanschlüsse befinden sich nur an einem Ende des Mantelheizleiters.
• Verwendung nach allen Montagearten möglich. (LINK zu Montagearten)

 

Mineralisolierte Mantelleitung (2-adrig).

Mantelmaterial: Edelstahl 1.4541 (max. Betriebstemperatur 600°C)

Bezeichnung	Außendurchmesser (mm)	Anzahl Adern	Aderwiderstand (Ohm/m @ 20°C)
2NiCrV10	1,0	2	82,4
2NiCrV15	1,5	2	36,6
2NiCrV20	2,0	2	20,6
2NiCrV24	2,4	2	19
2NiCrV30	3,0	2	9,1
2NiCrV32	3,2	2	11
2NiCrV48	4,8	2	4,6

 

Mantelmaterial: Inconel 600 / 2.4816 (max. Betriebstemperatur 1000°C)

Bezeichnung	Außendurchmesser (mm)	Anzahl Adern	Aderwiderstand (Ohm/m @ 20°C)
2NiCrI10	1,0	2	82,4
2NiCrI15	1,5	2	36,6
2NiCrI20	2,0	2	20,6
2NiCrI24	2,4	2	19
2NiCrI30	3,0	2	9,1
2NiCrI32	3,2	2	11
2NiCrI48	4,8	2	4,6

 

Wichtige technische Hinweise für Anwender. Materialwahl des Mantels:

• Edelstahl 1.4541:Eine titanstabilisierte, austenitische Chrom-Nickel-Stahllegierung. Gute Korrosionsbeständigkeit, gute Beständigkeit gegen Dampf und Verbrennungsgase.  Geeignet für Betriebstemperaturen bis 600°C.
• Inconel 600 (2.4816):Eine Nickel-Chrom-Legierung mit exzellenter Beständigkeit gegen Oxidation und Korrosion bei hohen Temperaturen. Ideal für Anwendungen bei hohe Temperaturem bis  1000°C.

 

Toleranzen:

Die angegebenen Toleranzen beziehen sich auf die Tabellen oben für 1-adrige und 2-adrige mineralisolierte Mantelleitungen. Außendurchmesser: +/- 0,10 mm – Muss bei der Konstruktion von Nuten oder Bohrungen für die Heizleiteraufnahme berücksichtigt werden, um einen guten Wärmeübergang zu gewährleisten.

• Widerstand: +/- 10%– Diese Toleranz muss bei der Berechnung der benötigten Heizleistung berücksichtigt werden. Die reale Leistung kann entsprechend vom Nennwert abweichen.

 

Konfektionierung:

Die mineralisierte Mantelleitungen können als Meterware bezogen oder mit Anschlüssen fertig konfektioniert werden. Je nach benötigter Leistung ist eine Konfektionierung mit Übergangshülsen auf angesetzten Kaltenden zu empfehlen, um eine Überhitzung an den Anschlussstellen zu vermeiden. Die Kaltenden sind Abschnitte ohne nennenswerten Widerstand, die die Wärmeentwicklung auf das Heizteil konzentrieren. Sie bleiben bei anliegender Spannung deutlich kälter.

Zusätzlich sind metallisch-keramische Stromanschlüsse für besonders anspruchsvolle Anwendungen verfügbar. Ein mineralisolierter Mantelheizleiter mit Übergangshülsen und angesetzten Kaltenden kann auch mit entsprechender Anschlussleitung konfektioniert werden, wenn die Strecke zur Stromquelle deutlich länger ist.

 

Berechnung der Heizleistung:

Für die Auslegung ist die Formel P = U² / R grundlegend:

• P= Heizleistung in Watt (W)
• U= Angelegte Spannung in Volt (V)
• R= Gesamtwiderstand in Ohm (Ω), berechnet als R = Aderwiderstand (Ohm/m) × Länge (m)

Beispielrechnung: Ein 10 Meter langer 1NiCrV30 Heizleiter (Aderwiderstand 1,4 Ohm/m) bei 230V:

• R = 1,4 Ohm/m × 10 m = 14 Ohm
• P = 230² / 14 = 3,778 W ≈ 3,8 kW ()

 

Zusammenfassung

Ein- und zweiadrige mineralisolierte Mantelleitungen bieten flexible, robuste und temperaturbeständige Lösungen für industrielle Heizanwendungen. Die Wahl zwischen ein- und zweiadriger Ausführung hängt von der Spannungsanforderung, der Leistungsdichte und Montageart ab. Die Materialwahl des Mantels (Edelstahl vs. Inconel) wird durch die maximale Betriebstemperatur und die Umgebungseinflüsse bestimmt. Eine Konfektionierung mit Übergangshülsen und angesetzten Kaltenden, Stromanschlüssen, oder Anschlussleitungen ist entscheidend für eine zuverlässige und sichere Funktion.