Heizung wird sowohl für industrielle als auch für häusliche Zwecke benötigt. In der Industrie ist Heizung erforderlich zum Schmelzen von Metallen, Formen von Glas, Emailieren von Kupfer, Befeuchten von Isolierstoffen und Schweißen usw. Für häusliche Zwecke wird Heizung für Kochen, Wassererwärmung, Raumheizung im Winter, Bügeln von Kleidern und vieles mehr benötigt.
All diese Heizzwecke können durch Elektrizität erfüllt werden. Elektrische Heizung hat einige Vorteile.
Elektrische Heizung ist frei von Schmutz, daher ist ein Mindestaufwand für die Reinigung erforderlich.
Elektrische Heizung ist frei von Abgasen, daher ist kein Abgasanlage für die Wärmeerzeugung notwendig.
Die Temperatursteuerung kann sehr einfach durchgeführt werden.
Ein elektrisches Heizsystem ist im Vergleich zu anderen herkömmlichen Heizsystemen in der Industrie wirtschaftlicher. Sowohl die Installationskosten als auch die Betriebskosten sind ziemlich gering.
Automatischer Schutz gegen jede Abnormität im Heizsystem kann bei elektrischer Heizung leicht bereitgestellt werden.
Die Effizienz des Systems ist im Vergleich zu anderen gleichwertigen Heizsystemen ziemlich hoch.
Das elektrische Heizsystem ist geräuschlos.
Der Start des Systems ist schneller als bei anderen Heizsystemen.
Bei dieser Methode wird elektrische Energie direkt verwendet, um ein beliebiges Material zu heizen. Die Netzfrequenz-Heizung wird wiederum in zwei Kategorien unterteilt.
Widerstands-Heizung kann direkte oder indirekte Widerstands-Heizung sein.
Bei der direkten Widerstands-Heizung fließt der Strom direkt durch das zu heizende Material. Das in einem elektrischen Heizsystem zu heizende Material wird als Ladung bezeichnet. Da hier die Ladung selbst den Weg für den Strom bietet und die Wärme in der Ladung selbst erzeugt wird, ist die Effizienz des Systems ziemlich hoch. Bekannte Beispiele für direkte Widerstands-Heizung sind Widerstandsschweißen und Elektrodenkessel.
Bei dieser Methode fließt der elektrische Strom durch ein widerständiges Element, wo Wärme aufgrund von Ohm'schen Verlusten erzeugt wird. Diese Wärme wird dann an das zu heizende Material übertragen. Bekannte Beispiele für indirekte Widerstands-Heizung sind Tauchwasserheizer, elektrische Kochherde, Öfen und Wärmebehandlungssysteme für Metalle usw.
Sehr hohe Temperaturen können durch einen Bogen erreicht werden. Der Bogen kann entweder zwischen zwei Elektroden mit ausreichender Spannungsdifferenz oder zwischen einer Elektrode und der Ladung selbst gebildet werden. Im zweiten Fall verhält sich die Ladung wie die andere Elektrode.
In einem elektrischen Ofen, in dem der Bogen zwischen zwei Elektroden erzeugt wird und die im Bogen erzeugte Wärme an die Ladung übertragen wird, spricht man von einem indirekten Bogenofen.
In einem elektrischen Ofen, in dem der Bogen zwischen der Elektrode und der Ladung selbst erzeugt wird, spricht man von einem direkten Bogenofen.
Diese Art der elektrischen Heizung kann in folgende Kategorien unterteilt werden:
Induktions-Heizung
Dielektrische Heizung
Infrarot-Heizung
Es gibt zwei Arten der Induktions-Heizung:
Direkte Induktions-Heizung
Indirekte Induktions-Heizung
Bei der direkten Induktions-Heizung wird der Strom in der Ladung selbst durch die in der Nähe verändernden Ströme induziert. Aufgrund des inhärenten Widerstands der Ladung wird in der Ladung selbst Wärme erzeugt. Induktionsofen und Wirbelstromheizer sind zwei bekannte Beispiele für direkte induktive elektrische Heizung.
Bei dieser Methode werden die Heizelemente des Ofens durch den in ihnen durch gegenseitige Induktion des Quellspulen induzierten Strom erhitzt. Diese Wärme wird dann durch Strahlung und Konvektion an die Ladung übertragen. Die indirekten Induktionsöfen werden hauptsächlich für das Schmelzen von Metallen verwendet.
Es ist sehr schwierig, Materialien wie Holz, Keramik und Kunststoff gleichmäßig zu erwärmen. Hier wird Hochfrequenz-Dielektrische Kapazitive Heizung eingesetzt. Das zwischen zwei Elektroden verbundene Dielektrikum verhält sich wie ein Kondensator, und ein Hochfrequenz-Strom kann durch den Kondensator fließen. Der Strom durch den Kondensator bewirkt eine gleichmäßige Erwärmung des Dielektrikums. Die angewendete Frequenz bei der Dielektrischen Heizung liegt im Bereich von 10 bis 50 kHz, aber die Effizienz dieses Systems beträgt etwa