Transformacja z paliw kopalnych na energię elektryczną

Ogrzewanie dielektryczne, zwane również ogrzewaniem wysokiej częstotliwości, to proces ogrzewania izolatorów lub dielektryków poprzez wystawienie ich na działanie pól elektromagnetycznych wysokiej częstotliwości. Ogrzewanie następuje w wyniku interakcji pól wysokiej częstotliwości z dipolarnymi molekułami w materiale. Molekuły próbują dostosować się do szybko zmieniającego się pola elektrycznego, co powoduje, że ocierają się o siebie i wytwarzają ciepło poprzez tarcie wewnętrzne. Proces ten jest szczególnie skuteczny w przypadku materiałów o wysokiej stałej dielektrycznej, takich jak woda czy tworzywa sztuczne. Ogrzewanie dielektryczne jest często stosowane w aplikacjach przemysłowych do suszenia, ogrzewania lub topienia materiałów. Firma TRUMPF Hüttinger oferuje bardzo szeroki asortyment generatorów prądu wysokiej częstotliwości i sieci dopasowywania (nazywanych matchbox). Na życzenie klienta możemy również ułożyć odpowiednie aplikatory.

Półprzewodnikowe generatory mikrofal wykorzystują urządzenia półprzewodnikowe do generowania mikrofal. Zasilacze wytwarzają duże gęstości mocy przy bardzo wysokich częstotliwościach, które wzbudzają do drgań cząsteczki (dwubiegunowe) (np. wody, tworzyw sztucznych, szkła, ceramiki, pianek itp.). Wibracje te powodują tarcie i ciepło, które nagrzewa materiał procesowy (przedmiot obrabiany). W porównaniu z konwencjonalnymi zasilaczami magnetronowymi generatory półprzewodnikowe firmy TRUMPF Hüttinger są precyzyjniejsze i wydajniejsze. Umożliwiają one bardziej równomierne ogrzewanie i ograniczają niepotrzebne straty energii. Zasilacze mikrofalowe SSPG firmy TRUMPF Hüttinger są impulsowe (30 ns) i pozwalają na doskonałe dostosowanie do specjalnych i często wcześniej nierozwiązywalnych zadań grzewczych poprzez przemiatanie lub przełączanie częstotliwości.

Za pomocą generatora prądu średniej częstotliwości, tzw. obwodu zewnętrznego (dopasowującego) i metalowej cewki indukcyjnej w przewodzącym prąd elektryczny elemencie grzejnym (np. zimnym żółtku grafitowym) lub samym materiale procesowym (obrabianym) wytwarzane jest pole magnetyczne średniej częstotliwości, które z kolei (podobnie jak w procesie ogrzewania rezystancyjnego) ma straty w wyniku oddziaływania z atomami metalu i w ten sposób ogrzewa materiał. Charakterystyczną i szczególną zaletą jest brak bezpośredniego kontaktu induktora z elementem grzejnym lub materiałem procesowym. Firma TRUMPF Hüttinger posiada odpowiednie zasilacze prądowe do wielu zastosowań i może rozwiązać problemy specyficzne dla klienta podczas projektowania systemu grzewczego.

Plazma Burner Torch:

W wielu dzisiejszych procesach przemysłowych płomienie napędzane gazem ziemnym są wykorzystywane do wytwarzania ciepła procesowego. Aby osiągnąć określone limity temperatur, na minionych międzynarodowych konferencjach klimatycznych uzgodniono, że procesy emitujące CO₂ będą na całym świecie znacznie droższe, a tym samym za kilka lat nie będzie można już wykonywać wspomnianych zadań związanych z ogrzewaniem w korzystny finansowo sposób. 

W wielu przemysłowych procesach grzewczych można zastosować zasadniczo różne metody ogrzewania (ogrzewanie dielektryczne, rezystancyjne, indukcyjne – patrz poprzednie przykłady). W niektórych innych procesach nie ma prawdziwej generycznej alternatywy dla „płomienia”.

Tutaj rozwiązaniem może być płomień oparty na plazmie (plazma Burner Torch). Gaz technologiczny (H₂, CO₂, N₂, O₂, ar, powietrze, ...) przepływa przez układ rur (o średnicy od 0,05 m do 1 m lub więcej) pod ciśnieniem atmosferycznym. Gaz ten jest wzbudzany w specjalnym układzie z zewnątrz, bezdotykowo, poprzez indukcyjne doprowadzenie prądu o średniej – wysokiej częstotliwości, tworząc plazmę lub płomień plazmowy. Ciekawostką jest fakt, że wspomniany gaz procesowy może być „recyrkulowany”, czyli podawany z powrotem do procesu w ramach recyklingu – i tak naprawdę nic się w tym procesie nie „spala” mimo wytwarzania ciepła w płomieniu.

Firma TRUMPF Hüttinger opracowuje obecnie zasilacze procesowe i systemy sprzęgania mocy, które wkrótce zastąpią wytwarzanie ciepła za pomocą płomieni gazu ziemnego w zakresie do megawatów. Znajdują one różnorodne zastosowanie, np. w produkcji i recyklingu metali, w przemyśle chemicznym i szklarskim. 

Stały lub przemienny prąd elektryczny działa w elemencie grzejnym (pośrednio) lub w samym materiale procesowym (przedmiot obrabiany). Ze względu na opór elektryczny w każdym przypadku następuje ogrzewanie. W zależności od układu można uzyskać bardzo jednorodny wzór ogrzewania z bardzo stabilną kontrolą temperatury. Firma TRUMPF Hüttinger stosuje głównie zasilacze prądu stałego (DC), które mogą być bardzo dobrze regulowane.