Was ist ein Hochfrequenz-Heizgerät?
Hochfrequenz-Heizgeräte sind eine Art von Wärmeversorgungssystem, das einen Hochfrequenz-Oszillator als Energiequelle verwendet und auf dem Prinzip der Induktionserwärmung beruht.
In der Regel handelt es sich um ein direktes Erwärmungssystem für Metalle, aber auch die Erwärmung anderer Materialien über das Metall ist möglich.
Anwendungen von Hochfrequenz-Heizgeräten
Hochfrequenz-Heizgeräte werden in der Metallurgie und in anderen Bereichen eingesetzt, in denen eine Wärmebehandlung erforderlich ist. Im Vergleich zu herkömmlichen Heizsystemen wie Gas- oder Elektroöfen können Hochfrequenz-Heizgeräte kleiner gebaut werden und eignen sich daher für Bereiche, in denen Platzeinsparungen erforderlich sind.
Durch die Erwärmung des Metalls mit elektrischem Strom entstehen kaum Nebenprodukte wie z. B. Zunder, so dass sich der Ofen hervorragend für den Einsatz in Reinraumumgebungen wie z. B. in der Halbleiterfertigung eignet.
Mit Hochfrequenz-Heizgeräten können Metalle gleichmäßig auf eine hohe Temperatur erhitzt werden, bis sie aufgrund des Heizprinzips schmelzen.
Funktionsweise von Hochfrequenz-Heizgeräten
Um den zu erwärmenden Gegenstand wird eine Spule gewickelt, an die über einen Hochfrequenz-Oszillator eine Wechselstromversorgung angeschlossen ist. Wenn das zu erwärmende Metall in die Spule eingeführt wird, werden auf der Metalloberfläche Wirbelströme erzeugt und das Metall wird durch die vom Strom erzeugte Joulesche Wärme erwärmt.
Im Prinzip können nur Metalle direkt erwärmt werden, aber es ist auch möglich, Wasser indirekt zu erwärmen, indem man das Metall so weit erhitzt, dass es nicht schmilzt, und es mit dem Wasser in Kontakt bringt. Natürlich können anstelle von Wasser auch andere individuelle Stoffe verwendet werden.
Außerdem lässt sich durch die Einstellung des Eingangswertes des Hochfrequenz-Oszillators die Wärmezufuhr relativ leicht steuern, und wenn das Metall geschmolzen ist, fließen durch das geschmolzene Metall selbst weiterhin Wirbelströme, die ebenfalls als Selbstrührer wirken.
Wie man Hochfrequenz-Heizgeräte auswählt
Wenn Sie Metall in einer sauberen Umgebung erwärmen müssen, empfiehlt es sich, die Einführung von Hochfrequenz-Heizgeräten in Betracht zu ziehen. Es ist wichtig zu prüfen, ob die Form der Spule für die Wärmezufuhr mit der Größe des zu erwärmenden Materials übereinstimmt. Wenn das zu erwärmende Metall nicht in die Spule passt, kann es natürlich nicht erwärmt werden.
Je nachdem, wie schnell Sie das Material erwärmen wollen, müssen Sie auch die Leistung des Hochfrequenz-Netzteils überprüfen. Da das Erhitzungssystem die Joule-Wärme aus den Wirbelströmen nutzt, die auf der Metalloberfläche fließen, dauert es bei einer niedrigen maximalen Ausgangsleistung eine angemessene Zeit, bis das Material erhitzt ist.
Weitere Informationen zu Hochfrequenz-Heizgeräten
1. Vorteile der hochfrequenten induktiven Erwärmung
Die Hochfrequenz-Induktionserwärmung zeichnet sich dadurch aus, dass sie die Wärme aus dem Inneren des zu erwärmenden Objekts durch Widerstandserwärmung mittels elektromagnetischer Induktion erzeugt. Die folgenden fünf Vorteile beruhen auf dieser Eigenschaft:
Gleichmäßige Erwärmung
Da die Erwärmung den elektrischen Widerstand des erwärmten Objekts selbst nutzt, wird das gesamte Innere des Objekts gleichmäßig erwärmt. Dies ist ein großer Vorteil, wenn Materialien mit schlechter Wärmeleitfähigkeit oder Produkte mit großer Wärmekapazität eine lange Zeit benötigen, um durch externe Erwärmung gleichmäßig erwärmt zu werden.
Schnelle Erwärmung
Eine schnelle Erwärmung des zu erwärmenden Objekts ist möglich, weil die Hochfrequenzwellen durch die Steuerung des Senders sofort abgegeben werden können und weil die Erwärmung intern erfolgt. Im Vergleich zur externen Erwärmung, bei der es lange dauert, bis eine gleichmäßige Erwärmung erreicht ist, bietet diese Erwärmungsmethode eine hervorragende Produktivität.
Selektive Erwärmung
Auch wenn es sich bei dem zu erwärmenden Objekt um ein Verbundbauteil handelt, das aus mehreren verschiedenen Materialien besteht, kann nur der Teil des Bauteils mit dem Material mit dem höchsten elektrischen Widerstand selektiv erwärmt werden.
Atmosphärenauswahl und hohe Energieeffizienz
Da das Heizelement, die Atmosphäre und die Ofenstruktur nicht wie bei der externen Erwärmung durch Verbrennung erwärmt werden, sondern nur das zu erwärmende Objekt seine eigene Wärme erzeugt, kann eine breite Palette von Atmosphären gewählt werden, einschließlich Vakuum, Unterdruck und Druckatmosphären sowie Atmosphären. Ein weiterer großer Vorteil besteht darin, dass eine hohe Energieeffizienz erreicht werden kann, da die Erwärmung ohne Abfall erfolgt und nur auf das zu erwärmende Objekt abzielt.
2. Nachteile der hochfrequenten induktiven Erwärmung
Die Hochfrequenz-Induktionserwärmung hat vier Nachteile:
Teure Kapitalinvestition
Die Hochfrequenz-Induktionserwärmung weist eine hohe Energieeffizienz und niedrige Betriebskosten auf, hat aber den Nachteil, dass die anfänglichen Investitionskosten aufgrund der hohen Kosten für Hochfrequenz-Stromversorgungen und Ausrüstungen zur Vermeidung von Leckagen der elektromagnetischen Strahlung hoch sind.
Geringe Formselektivität
Um ein Objekt auf eine gleichmäßige und gewünschte Temperatur zu erwärmen, muss das elektrische Feld des zu erwärmenden Objekts gleichmäßig sein. Bei hochsymmetrischen Objekten wie Zylindern gibt es also keine Probleme, aber es ist schwierig, Objekte mit komplexen Formen wie Kanthölzer oder Zahnräder gleichmäßig zu erwärmen.
Lokale Erwärmung
Die örtliche Erwärmung von Ecken usw. kann zu einer Überhitzung führen, wodurch die gewünschten Eigenschaften nicht erzielt werden können und im schlimmsten Fall Probleme wie Schmelzen bei der Verarbeitung auftreten können.
Individuelle und partielle Erwärmung
Die Hochfrequenz-Induktionserwärmung ist ein Verfahren, bei dem das gesamte oder nur ein Teil des wärmebehandelten Materials mittels einer beliebig geformten Spule erwärmt wird, es handelt sich also im Grunde um eine Fließbehandlung in einem Stück. Aus diesem Grund ist eine chargenweise Massensimultanbehandlung wie die externe Erwärmung nicht möglich, was den Nachteil hat, dass die Produktivität je nach Produkt und Produktionsbedingungen sinkt.
3. Meldung von Hochfrequenz-Heizgeräten
Wie der Name schon sagt, arbeiten Hochfrequenz-Heizgeräte mit einer hochfrequenten Stromquelle. Industrielle Hochfrequenz-Heizgeräte erfordern eine Installationsgenehmigung.