Elektroheizungen sind international beliebte elektrische Heizgeräte.Es dient der Beheizung, Wärmespeicherung und Erwärmung strömender flüssiger und gasförmiger Medien.Wenn das Heizmedium unter Druckeinwirkung durch die Heizkammer der elektrischen Heizung strömt, wird das Prinzip der Fluidthermodynamik genutzt, um die vom elektrischen Heizelement erzeugte enorme Wärme gleichmäßig abzuführen, sodass die Temperatur des erhitzten Mediums erreicht werden kann den technologischen Anforderungen des Anwenders.
Widerstandsheizung
Nutzen Sie den Joule-Effekt des elektrischen Stroms, um elektrische Energie in Wärmeenergie umzuwandeln und so Objekte zu erwärmen.Normalerweise wird in direkte Widerstandsheizung und indirekte Widerstandsheizung unterteilt.Die Versorgungsspannung des ersteren wird direkt an das zu erhitzende Objekt angelegt, und wenn Strom fließt, erwärmt sich das zu erwärmende Objekt (z. B. ein elektrisches Heizeisen).Objekte, die direkt widerstandsbeheizt werden können, müssen Leiter mit hohem spezifischem Widerstand sein.Da die Wärme vom erhitzten Objekt selbst erzeugt wird, gehört sie zur Innenheizung und der thermische Wirkungsgrad ist sehr hoch.Für die indirekte Widerstandsheizung sind spezielle Legierungsmaterialien oder nichtmetallische Materialien erforderlich, um Heizelemente herzustellen, die Wärmeenergie erzeugen und diese durch Strahlung, Konvektion und Leitung an das erhitzte Objekt übertragen.Da das zu erhitzende Objekt und das Heizelement in zwei Teile geteilt sind, sind die Arten der zu erhitzenden Objekte im Allgemeinen nicht eingeschränkt und die Bedienung ist einfach.
Das für das Heizelement der indirekten Widerstandsheizung verwendete Material erfordert im Allgemeinen einen hohen spezifischen Widerstand, einen kleinen Temperaturkoeffizienten des Widerstands, eine geringe Verformung bei hohen Temperaturen und ist nicht leicht zu verspröden.Üblicherweise werden Metallmaterialien wie Eisen-Aluminium-Legierungen, Nickel-Chrom-Legierungen und nichtmetallische Materialien wie Siliziumkarbid und Molybdändisilizid verwendet.Die Arbeitstemperatur von Metallheizelementen kann je nach Materialart 1000–1500 ℃ erreichen;Die Arbeitstemperatur nichtmetallischer Heizelemente kann 1500 bis 1700 °C erreichen.Letzteres ist einfach zu installieren und kann durch einen heißen Ofen ersetzt werden, benötigt jedoch beim Betrieb einen Spannungsregler und seine Lebensdauer ist kürzer als die von Heizelementen aus Legierung.Es wird im Allgemeinen in Hochtemperaturöfen, an Orten, an denen die Temperatur die zulässige Arbeitstemperatur von Metallheizelementen überschreitet, und bei einigen besonderen Anlässen verwendet.
Induktionsheizung
Der Leiter selbst wird durch den thermischen Effekt erhitzt, der durch den induzierten Strom (Wirbelstrom) entsteht, der vom Leiter im elektromagnetischen Wechselfeld erzeugt wird.Je nach den Anforderungen des Heizprozesses umfasst die Frequenz der Wechselstromversorgung, die bei der Induktionserwärmung verwendet wird, die Netzfrequenz (50–60 Hz), die Zwischenfrequenz (60–10.000 Hz) und die Hochfrequenz (höher als 10.000 Hz).Die Netzfrequenz-Stromversorgung ist eine Wechselstrom-Stromversorgung, die üblicherweise in der Industrie verwendet wird, und die meiste Netzfrequenz auf der Welt beträgt 50 Hz.Die vom Netzfrequenznetzteil zur Induktionserwärmung an das Induktionsgerät angelegte Spannung muss einstellbar sein.Je nach Leistung der Heizanlage und Kapazität des Stromversorgungsnetzes kann zur Stromversorgung über einen Transformator ein Hochspannungsnetzteil (6-10 kV) verwendet werden;Die Heizgeräte können auch direkt an ein 380-Volt-Niederspannungsnetz angeschlossen werden.
Die Zwischenfrequenz-Stromversorgung nutzt seit langem den Zwischenfrequenz-Generatorsatz.Es besteht aus einem Zwischenfrequenzgenerator und einem antreibenden Asynchronmotor.Die Ausgangsleistung solcher Geräte liegt in der Regel im Bereich von 50 bis 1000 Kilowatt.Mit der Entwicklung der Leistungselektroniktechnologie wurde die Zwischenfrequenz-Stromversorgung mit Thyristor-Wechselrichtern verwendet.Dieses Zwischenfrequenznetzteil verwendet einen Thyristor, um zunächst den Wechselstrom der Netzfrequenz in Gleichstrom und dann den Gleichstrom in Wechselstrom der erforderlichen Frequenz umzuwandeln.Aufgrund der geringen Größe, des geringen Gewichts, der Geräuschlosigkeit, des zuverlässigen Betriebs usw. dieser Frequenzumwandlungsausrüstung hat sie nach und nach den Zwischenfrequenzgeneratorsatz ersetzt.
Die Hochfrequenz-Stromversorgung verwendet normalerweise einen Transformator, um die dreiphasige 380-Volt-Spannung auf eine Hochspannung von etwa 20.000 Volt zu erhöhen, und verwendet dann einen Thyristor oder einen Hochspannungs-Siliziumgleichrichter, um den Wechselstrom der Netzfrequenz in Gleichstrom umzuwandeln. und dann eine elektronische Oszillatorröhre verwenden, um die Netzfrequenz gleichzurichten.Gleichstrom wird in hochfrequenten Wechselstrom mit hoher Spannung umgewandelt.Die Ausgangsleistung von Hochfrequenz-Stromversorgungsgeräten reicht von mehreren zehn Kilowatt bis zu Hunderten von Kilowatt.
Durch Induktion erhitzte Gegenstände müssen leitend sein.Wenn hochfrequenter Wechselstrom durch den Leiter fließt, erzeugt der Leiter einen Skin-Effekt, d. h. die Stromdichte auf der Oberfläche des Leiters ist groß und die Stromdichte in der Mitte des Leiters ist klein.
Durch Induktionserwärmung kann das Objekt als Ganzes und die Oberflächenschicht gleichmäßig erhitzt werden.es kann Metall schmelzen;Bei hoher Frequenz verändern sie die Form der Heizspule (auch Induktor genannt) und können auch eine beliebige lokale Erwärmung bewirken.
Lichtbogenheizung
Nutzen Sie die vom Lichtbogen erzeugte hohe Temperatur, um das Objekt zu erhitzen.Lichtbogen ist das Phänomen der Gasentladung zwischen zwei Elektroden.Die Spannung des Lichtbogens ist nicht hoch, aber der Strom ist sehr groß, und sein starker Strom wird durch eine große Anzahl an auf der Elektrode verdampften Ionen aufrechterhalten, sodass der Lichtbogen leicht durch das umgebende Magnetfeld beeinflusst wird.Wenn zwischen den Elektroden ein Lichtbogen entsteht, kann die Temperatur der Lichtbogensäule 3000–6000 K erreichen, was für das Hochtemperaturschmelzen von Metallen geeignet ist.
Es gibt zwei Arten der Lichtbogenheizung: direkte und indirekte Lichtbogenheizung.Der Lichtbogenstrom der direkten Lichtbogenerwärmung fließt direkt durch das zu erhitzende Objekt, und das zu erhitzende Objekt muss eine Elektrode oder ein Lichtbogenmedium sein.Der Lichtbogenstrom der indirekten Lichtbogenerwärmung durchdringt nicht das erhitzte Objekt und wird hauptsächlich durch die vom Lichtbogen abgestrahlte Wärme erwärmt.Die Eigenschaften der Lichtbogenheizung sind: hohe Lichtbogentemperatur und konzentrierte Energie.Allerdings ist das Rauschen des Lichtbogens groß und seine Volt-Ampere-Eigenschaften sind negative Widerstandseigenschaften (Abfalleigenschaften).Um die Stabilität des Lichtbogens beim Erhitzen des Lichtbogens aufrechtzuerhalten, ist der Momentanwert der Schaltkreisspannung größer als der Wert der Lichtbogenstartspannung, wenn der Lichtbogenstrom augenblicklich den Nulldurchgang durchläuft, und um den Kurzschlussstrom zu begrenzen, Im Stromkreis muss ein Widerstand mit einem bestimmten Wert in Reihe geschaltet werden.
Elektronenstrahlheizung
Die Oberfläche des Objekts wird erhitzt, indem die Oberfläche des Objekts mit Elektronen bombardiert wird, die sich unter der Wirkung eines elektrischen Feldes mit hoher Geschwindigkeit bewegen.Die Hauptkomponente der Elektronenstrahlheizung ist der Elektronenstrahlgenerator, auch Elektronenkanone genannt.Die Elektronenkanone besteht hauptsächlich aus Kathode, Kondensator, Anode, elektromagnetischer Linse und Ablenkspule.Die Anode ist geerdet, die Kathode ist mit der negativen Hochposition verbunden, der fokussierte Strahl liegt normalerweise auf dem gleichen Potenzial wie die Kathode und zwischen Kathode und Anode entsteht ein beschleunigendes elektrisches Feld.Die von der Kathode emittierten Elektronen werden unter der Wirkung des beschleunigenden elektrischen Feldes auf eine sehr hohe Geschwindigkeit beschleunigt, durch die elektromagnetische Linse fokussiert und dann durch die Ablenkspule gesteuert, sodass der Elektronenstrahl in einem bestimmten Maße auf das erhitzte Objekt gerichtet wird Richtung.
Die Vorteile der Elektronenstrahlheizung sind: (1) Durch die Steuerung des Stromwerts Ie des Elektronenstrahls kann die Heizleistung einfach und schnell geändert werden;(2) Der erhitzte Teil kann frei verändert werden, oder die Fläche des vom Elektronenstrahl beschossenen Teils kann mithilfe der elektromagnetischen Linse frei eingestellt werden.Erhöhen Sie die Leistungsdichte, damit das Material an der beschossenen Stelle sofort verdampft.
Infrarotheizung
Bei der Verwendung von Infrarotstrahlung zur Bestrahlung von Objekten wandelt das Objekt, nachdem es Infrarotstrahlen absorbiert hat, die Strahlungsenergie in Wärmeenergie um und wird erhitzt.
Infrarot ist eine elektromagnetische Welle.Im Sonnenspektrum, außerhalb des roten Endes des sichtbaren Lichts, handelt es sich um eine unsichtbare Strahlungsenergie.Im elektromagnetischen Spektrum liegt der Wellenlängenbereich der Infrarotstrahlen zwischen 0,75 und 1000 Mikrometer und der Frequenzbereich zwischen 3 × 10 und 4 × 10 Hz.Bei industriellen Anwendungen wird das Infrarotspektrum häufig in mehrere Bänder unterteilt: 0,75–3,0 Mikrometer sind Bereiche im nahen Infrarot;3,0–6,0 Mikrometer sind mittlere Infrarotbereiche;6,0–15,0 Mikrometer sind Ferninfrarotbereiche;15,0–1000 Mikrometer sind Regionen im extrem fernen Infrarotbereich.Verschiedene Objekte haben unterschiedliche Fähigkeiten, Infrarotstrahlen zu absorbieren, und sogar das gleiche Objekt hat unterschiedliche Fähigkeiten, Infrarotstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge zu absorbieren.Daher muss bei der Anwendung der Infrarotheizung entsprechend der Art des erhitzten Objekts eine geeignete Infrarotstrahlungsquelle ausgewählt werden, damit die Strahlungsenergie im Absorptionswellenlängenbereich des erhitzten Objekts konzentriert wird, um eine gute Erwärmung zu erzielen Wirkung.
Bei der elektrischen Infrarotheizung handelt es sich eigentlich um eine Sonderform der Widerstandsheizung, das heißt, als Strahler dient eine Strahlungsquelle aus Materialien wie Wolfram, Eisen-Nickel oder einer Nickel-Chrom-Legierung.Bei Bestromung erzeugt es aufgrund seiner Widerstandsheizung Wärmestrahlung.Häufig verwendete elektrische Infrarot-Heizstrahlungsquellen sind der Lampentyp (Reflexionstyp), der Röhrentyp (Quarzröhrentyp) und der Plattentyp (planarer Typ).Der Lampentyp ist eine Infrarotlampe mit einem Wolframfaden als Strahler, und der Wolframfaden ist wie bei einer gewöhnlichen Glühbirne in einer mit Edelgas gefüllten Glashülle eingeschlossen.Nachdem der Strahler mit Strom versorgt wird, erzeugt er Wärme (die Temperatur ist niedriger als die von Glühbirnen für Allgemeinbeleuchtung) und sendet dabei eine große Menge Infrarotstrahlen mit einer Wellenlänge von etwa 1,2 Mikrometern aus.Wenn die Innenwand der Glasschale mit einer reflektierenden Schicht beschichtet ist, können die Infrarotstrahlen konzentriert und in eine Richtung abgestrahlt werden, sodass die Infrarotstrahlungsquelle vom Lampentyp auch als reflektierender Infrarotstrahler bezeichnet wird.Die Röhre der röhrenförmigen Infrarotstrahlungsquelle besteht aus Quarzglas mit einem Wolframdraht in der Mitte und wird daher auch als Quarzröhren-Infrarotstrahler bezeichnet.Die Wellenlänge des vom Lampentyp und Röhrentyp emittierten Infrarotlichts liegt im Bereich von 0,7 bis 3 Mikrometer und die Arbeitstemperatur ist relativ niedrig.Die Strahlungsfläche der plattenförmigen Infrarotstrahlungsquelle ist eine ebene Fläche, die aus einer flachen Widerstandsplatte besteht.Die Vorderseite der Widerstandsplatte ist mit einem Material mit einem großen Reflexionskoeffizienten beschichtet, und die Rückseite ist mit einem Material mit einem kleinen Reflexionskoeffizienten beschichtet, sodass der größte Teil der Wärmeenergie von der Vorderseite abgestrahlt wird.Die Arbeitstemperatur des Plattentyps kann mehr als 1000 °C erreichen und er kann zum Glühen von Stahlmaterialien und zum Schweißen von Rohren und Behältern mit großem Durchmesser verwendet werden.
Da Infrarotstrahlen ein starkes Durchdringungsvermögen haben, werden sie leicht von Objekten absorbiert und sobald sie von Objekten absorbiert werden, werden sie sofort in Wärmeenergie umgewandelt;Der Energieverlust vor und nach der Infrarotheizung ist gering, die Temperatur ist leicht zu kontrollieren und die Heizqualität ist hoch.Daher hat sich die Anwendung der Infrarotheizung rasant weiterentwickelt.
Mittlere Heizung
Das Isoliermaterial wird durch ein hochfrequentes elektrisches Feld erhitzt.Das Hauptheizobjekt ist das Dielektrikum.Wenn das Dielektrikum in ein elektrisches Wechselfeld gebracht wird, wird es wiederholt polarisiert (unter der Wirkung des elektrischen Feldes weist die Oberfläche oder das Innere des Dielektrikums gleiche und entgegengesetzte Ladungen auf), wodurch die elektrische Energie im elektrischen Feld in umgewandelt wird Wärmeenergie.
Die Frequenz des zur dielektrischen Erwärmung verwendeten elektrischen Feldes ist sehr hoch.Im Mittel-, Kurzwellen- und Ultrakurzwellenbereich liegt die Frequenz zwischen mehreren hundert Kilohertz und 300 MHz, was als Hochfrequenz-Mittelerwärmung bezeichnet wird.Wenn sie höher als 300 MHz ist und das Mikrowellenband erreicht, spricht man von Mikrowellen-Mediumerwärmung.Üblicherweise erfolgt die dielektrische Hochfrequenzerwärmung im elektrischen Feld zwischen den beiden Polarplatten;während die dielektrische Mikrowellenerwärmung in einem Wellenleiter, einem Resonanzhohlraum oder unter der Bestrahlung des Strahlungsfeldes einer Mikrowellenantenne durchgeführt wird.
Wenn das Dielektrikum in einem hochfrequenten elektrischen Feld erhitzt wird, beträgt die pro Volumeneinheit absorbierte elektrische Leistung P=0,566fEεrtgδ×10 (W/cm).
In Wärme ausgedrückt wäre es:
H=1,33fEεrtgδ×10 (cal/s·cm)
Dabei ist f die Frequenz des hochfrequenten elektrischen Feldes, εr die relative Permittivität des Dielektrikums, δ der dielektrische Verlustwinkel und E die elektrische Feldstärke.Aus der Formel ist ersichtlich, dass die vom Dielektrikum aus dem hochfrequenten elektrischen Feld aufgenommene elektrische Leistung proportional zum Quadrat der elektrischen Feldstärke E, der Frequenz f des elektrischen Feldes und dem Verlustwinkel δ des Dielektrikums ist .E und f werden durch das angelegte elektrische Feld bestimmt, während εr von den Eigenschaften des Dielektrikums selbst abhängt.Daher handelt es sich bei Objekten mittlerer Erhitzung hauptsächlich um Stoffe mit großem Mediumverlust.
Da bei der dielektrischen Erwärmung die Wärme im Dielektrikum (dem zu erwärmenden Objekt) erzeugt wird, ist die Erwärmungsgeschwindigkeit schnell, der thermische Wirkungsgrad hoch und die Erwärmung im Vergleich zu anderen externen Erwärmungen gleichmäßig.
Medienerwärmung kann in der Industrie zum Erhitzen von Thermogelen, trockenem Getreide, Papier, Holz und anderen Fasermaterialien eingesetzt werden;Es kann auch Kunststoffe vor dem Formen vorwärmen sowie Gummivulkanisierung und Verklebung von Holz, Kunststoff usw. durchführen. Durch die Wahl der geeigneten elektrischen Feldfrequenz und des entsprechenden Geräts ist es möglich, beim Erhitzen des Sperrholzes nur den Klebstoff zu erwärmen, ohne das Sperrholz selbst zu beeinträchtigen .Bei homogenen Materialien ist eine Massenerwärmung möglich.
Jiangsu Weineng Electric Co.,Ltd ist ein professioneller Hersteller verschiedener Arten von industriellen Elektroheizungen. Alles wird in unserer Fabrik individuell angepasst. Könnten Sie uns bitte Ihre detaillierten Anforderungen mitteilen, dann können wir die Details überprüfen und das Design für Sie erstellen.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 11. März 2022