Mikrowellenplasma- and Mikrowellenerwärmung

Rapid-Heating-Mikrowellenplasmaerwärmung im Bereich von 10W bis in den kW-Bereich

Der Einsatz von GHz-Plasmen ist sehr vielfältig. Im Bereich der Erwärmung gibt es eine Reihe von ökologischen und ökonomischen Vorteilen gegenüber den alternativen Lösungen.

Vorteil 1: Deutlich bessere ökologischen Effizienz – Der Wärmeeintrag vom GHz-Plasma in ein Medium ist um Größenordnungen höher als bei allen anderen Technologien (wie Erdgas- oder Wasserstoffbrenner, Heißluft oder Plasmajets aus tieferen Frequenzbereichen). Der Grund liegt darin, dass im GHz-Plasma eine Plasmawolke entsteht, in der nur Elektronen beschleunigt werden. Bei Niederfrequenzplasmen werden auch die schweren Ionen beschleunigt und deshalb ist dieses Plasma viel heißer. Beim GHz-Plasma entsteht die Hitze erst auf der Oberfläche eines Mediums, das hineingegeben oder vom Plasma bestrahlt wird. So kann in einem 200W-Plasma, das eine Hitze von nur 1000°C hat, ein Wolframdraht geschmolzen (bei über 3400°C) und sogar verdampft (bei über 5900°C) werden. Diese Hitze entsteht durch die stark erhöhte Rekombinationen von Elektronen und Ionen auf der Oberfläche. Die einfache Überprüfung dieses ökologisch und ökonomisch hervorragenden Prozesses ist die Messung der Erwärmung des Raumes im Vergleich zu den anderen Prozessen.

Vorteil 2: Deutlich schnellerer Heizprozess (Rapid Heating) – Die Geschwindigkeit der Erwärmung wird maßgeblich von der für die Erwärmung bereitgestellten Energiemenge bestimmt. Wenn man bei gleicher Energiemenge den GHz-Plasmaprozess mit den anderen Technologien vergleicht, dann erkennt man hier auch einen immens Vorteil, der in der Produktion die ökonomische Effizienz sehr  steigert!

Vorteil 3: Sauberes Verfahren – Alle bisherigen Brennerverfahren haben Abgase, wobei Wasserstoff mit dem Wasserdampf die wenigsten Probleme erzeugt. Die NF-Plasmajets erzeugen Ozon und haben Elektronmaterial (Wolfram) im Plasma. Die GHz-Plasmajets und  -kammer weisen diese beiden Nachteile nicht auf.

Nachteile: Bei sehr leistungsstarken GHz-Plasmen kann es Abstrahlung geben, so dass man ein Schirmgitter anbringen muss. Zur Messung der Abstrahlung gibt es sehr preiswerte Messgeräte, die die Arbeitsschutzbedingungen berücksichtigen. Die Anlagenkosten sind im gleichen Bereich, wie die von NF-Plasmaanlagen und somit höher als bei Brennern. Wenn man aber beim Wasserstoffbrenner die Anlagekosten der Elektrolyse einkalkuliert, dann ist hier der Unterschied wieder gering. 

 

Mikrowellenerwärmung im Bereich von 10W bis in den kW-Bereich

Das Team von HHF forscht und arbeitet seit einigen Jahren im Bereich der Mikrowellenerwärmung und Trocknung in Leistungsbereichen von 10W bis in den zweistelligen kW-Bereich. Gerade bei speziellen Ankoppelschaltungen für die Mikrowellenerwärmung können wir auf einen breiten Erfahrungsschatz zurückgreifen.

Mikrowellenerwärmung bietet im Gegensatz zur konventionellen Erwärmung ein wesentlich breiteres Spektrum an Anwendungsgebieten. Gerade in der Industrie müssen aufgrund der geringen Effizienz bei der konventionellen Erwärmung oft enorme Leistungen aufgewendet werden. Abhängig von der Beschaffenheit der zu erwärmenden Stoffe sind durch Mikrowellenerwärmung oft erhebliche Einsparungen möglich.

Einsatzmöglichkeiten mit Projekterfahrung sind u.a.:

    • Erwärmung von Flüssigkeiten und Gasen in Schläuchen, Rohren und Gefäßen
    • Erwärmung von Klebenähten
    • Erwärmung in dielektrischen Medien in beliebigen Umgebungen
    • Aushärtung von Materialien

Im Gegensatz zu sonstigen Mikrowellenöfen setzt HHF auf Leitungen zur Ankopplung der Wärme. HHF hat viele spezielle Übergänge auf verschiedene Leitungssystem für Leistungen bis in den kW-Bereich einwickelt. Dieses Grund-Know-How ermöglicht eine schnelle Adaption für kundenspezifische Lösungen!

Fig. 1: Blatt eines Ahornbaumes im Inneren einer Mikrowellenerwärmungsanlage (kalter Zustand)

Weiterhin ist bei der Mikrowellenerwärmung eine gezielte Erwärmung bestimmter Bereiche möglich. Fig. 2 zeigt eindrucksvoll die präzise Erwärmung des in Fig. 1 dargestellten Blattes mit Hilfe von Mikrowellen mit einer Frequenz von 2,45GHz. Für die Erwärmung wurde lediglich eine Leistung von 30W für nur wenige Sekunden eingespeist.

Fig. 2: Blatt eines Ahornbaumes im Inneren einer Mikrowellenerwärmungsanlage (erwärmter Zustand)

Nähere Informationen erhalten Sie unter: Info@HHFT.de .

Imprint and Protection of Data Privacy