Diskussion:Induktive Erwärmung

Co2 freie Erwärmung

Die Erwärmungsart ist Co2 frei, gegenüber konventionellen Erwärmungsformen, wie z.b. Flammwärmen oder mit Gasofen etc...--Viperch 21:15, 25. Jan 2006 (CET)

Solange der Strom, der für den Betrieb eines Induktionsofens gebraucht wird, (in Deutschland) zu ca. 60% aus fossilen Brennstoffen (s. http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Energietraeger_de.png) gewonnen wird, halte ich die gegenwärtige Vormulierung für irreführend. Kohle- und Gaskraftwerke arbeiten mit Wirkungsgraden um ca. 40% (s. http://de.wikipedia.org/wiki/Kohlekraftwerk und http://de.wikipedia.org/wiki/Gaskraftwerk), weshalb ich mir nicht vorstellen kann, dass unter dem Strich die CO2-Bilanz für die induktive Erwärmung besser ist, als bei der konventionellen (direkten) Erwärmung des Werkstückes.

"Die Induktive Erwärmung hat einen viel höheren Wirkungsgrad" Dies ist auch nur richtig, wenn man bei der Berechnung des Wirkungsgrades die Erzeugung des Stromes ausblendet. Das ist aber eine Sache des Standpunktes und daher nicht unbedingt falsch.

Definitiv richtig ist, dass die Erwärmung LOKAL CO2-emissionsfrei ist. D.h. das CO2 entsteht nicht vor Ort, sondern im Kraftwerk. Der gängige Ausdruck "lokal emissionsfrei" wird unter anderem z.B. auch für Elektroautos gebraucht.

Gleiches gilt auch für den Artikel Kapazitive Erwärmung. --213.100.40.253 22:47, 26. Jan 2006 (CET)

Wie ich gerade sehe scheinst du aus der Schweiz zu kommen. Dort mag der Ausdruck "CO2 frei" sogar seine Richtigkeit haben (s. http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Energietraeger_ch.png). Trotzdem würde ich in dem Artikel für eine etwas universellere Formulierung plädieren. --213.100.40.253 23:00, 26. Jan 2006 (CET)

Wenn man von den Co2-haltigen Stromerzeugern ausgeht, gebe ich Dir auch recht. Wenn aber die induktive Erwärmung wegfallen würde und alles z.b. wieder mit Flamme erwärmt würde, dann wären massiv viele Co2-Emission seitens der Erwärmungstechnik vorhanden, nebst der des Stromes, denn der Strom würde ja weiterhin produziert werden..... Gasbrenner benötigen meistens auch Strom. Bin einfach der Auffassung, dass das Thema nicht zu weit ausgeweitet werden darf und nur über das eigentliche Gebiet gesprochen werden sollte. Ansonsten landen wir mit den Gesprächen bei Kohlekraftwerken-Kernkraftwerken (die Co2 frei sind) usw. Und Schlussendlich wurde alles einmal produziert und transportiert, dass auch wiederum einen hohen Co2-Ausstoss verursacht/verursachte. --Viperch 23:39, 26. Jan 2006 (CET)

Ich gebe dir durchaus Recht, dass die induktive Erwärmung einen Beitrag zur Senkung der CO2-Emissionen leisten kann. Dies ist dann aber stark abhängig von dem Kraftwerkmix. Genau aus dem Grund finde ich "...fördert die Umsetzung des Kyoto-Protokolls" eine (interessante) diskussionsbedürftige Behauptung, die allerdings nicht Teil des Artikels sein sollte. Oder kennst du unabhängige Quellen, die dieser Frage nachgegangen sind?

"...der Strom würde ja weiterhin produziert werden" Das würde er nicht. Strom wird exakt so viel erzeugt, wie verbraucht wird und der Strom, der zum Betrieb (Regelung etc.) der konventionellen Anlagen (und Induktionsöfen) gebraucht wird ist vernachlässigbar gering gegenüber der Energie die tatsächlich zur Erwärmung des Werkstoffes aufgewendet werden muss.

Das Umwandeln von elektrischer Energie in Wärme ist aus reiner "Energiebilanzsicht" zunächst einmal Unfug, da der Strom in den Turbinen von Kohle-, Kern- und Gaskraftwerken überhaupt erst aus thermischer Energie gewonnen wird. Dazwischen stehen Kraftwerke, die wie schon genannt Wirkungsgrade um die 40% haben. Leitungsverluste kommen noch hinzu. Nicht umsonst heizen Leute ihre Wohnungen (hauptsächlich) direkt mit Gas, Öl, Holz, ... und nicht mit Strom. Natürlich gibt es trotzdem eine ganze Reihe guter Gründe Strom zu "verheizen". Du nennst viele sehr nachvollziehbare Vorteile für den Einsatz von Induktiver bzw. Kapazitiver Erwärmung. Lange Rede kurzer Sinn ...

"Bin einfach der Auffassung, dass das Thema nicht zu weit ausgeweitet werden darf..." Ich auch, zumindest nicht im Artikel. Diskutieren kann man ja über alles. ;-) Genau deshalb habe ich das Wörtchen "lokal" hinzugefügt und die Behauptung, dass die induktive Erwärmung eine bessere CO2-Bilanz hat, entfernt. Durch meine Änderung im Artikel habe ich eingegrenzt und nicht ausgeweitet.

Solltest du an der gegenwärtigen Formulierung festhalten, würde ich noch "Energiefrage" durch "Stromerzeugung(-sfrage)" ersetzen. Das trifft es m.E. besser.--213.100.40.253 03:18, 27. Jan 2006 (CET)

erledigt :-) --Viperch 20:43, 27. Jan 2006 (CET)

"Elektrisch gut leitende Materialien (Aluminium, Kupfer) lassen sich, wegen des geringen elektrischen Widerstandes kaum erwärmen"

aus Diskussion:Induktionsheizung wg Zusammenführung

Hallo,

laut meines Wissens erwärmen sich Materialien aus Kupfer, Aluminium u.a. nicht wie angegeben wegen des geringeren elektrischen Widerstandes kaum (wäre irrsinnig, denn P(Wärmeleistung) = Uind² / R => Wärmeleistung je größer desto kleiner der Widerstand), sondern weil die induzierte Spannung wegen der viel geringeren spezifischen Permeabilitätskonstante ebenso viel geringer ist. ( Faktor ~ 1000)

Physikalische Belegung:
Uind = - dΦ/dt
Uind= Induzierte Spannung im Topf
Φ= magnetischer Fluss
n= Windungszahl der Spule
L= Länge der Spule
dΦ/dt = n/L*μ0*μr*(dI/dt)
Bei dem Austausch von Materialien ändert sich nur die spezifische Permeabilitätskonstante μr(Material). Der Rest ergibt sich aus dem Aufbau des Herdes / Netzleistung.
Da die spezifische Permeabilitätskonstante μr(Eisen) >> μr(Aluminium,Kupfer), ist dΦ(Eisen)/dt >> dΦ(Al,Cu)/dt und folglich Uind(Eisen) >> Uind(Al,Cu),
die Stromstärke ist proportional zu Uind und damit die Erwärmung.

MfG
David Kernert (März 07)

Ich bin auch über diese Aussage gestolpert und halte sie für falsch. Allerdings ist deine Argumentation im Detail verbesserungswürdig... Einerseits hast du wegen

$\Phi =B\cdot A$

vergessen, den Querschnitt A des magnetischen Feldes zu berücksichtigen - er fehlt einfach in den Gleichungen. Andererseits ist es nicht sinnvoll, als magnetische Erregung das Innere einer Zylinderspule anzunehmen, denn nur dort gilt (näherungsweise) die von dir verwendete Beziehung

$H={\frac {I\cdot n}{L}}$,

wobei I der Erregerstrom in der Spule ist. Stattdessen kann man sich darauf beschränken, eine gewisse magnetische Feldstärke H anzunehmen, die an einem bestimmten Punkt im umgebenden Raum der Erregungsspule (sprich: am Kochtopf) vorherrscht:

$U_{ind}={\frac {d\Phi }{dt}}={\frac {dB}{dt}}A=\mu _{0}\mu _{r}{\frac {dH}{dt}}A$

Auf jeden Fall hast du Recht, dass hier die relative Permeabilität $\mu _{r}$ entscheidend dafür ist, wie hoch die induzierte Spannung ist. Allerdings ist tatsächlich auch der Ohmsche Widerstand des Materials gemäss der von dir angegebenen Gleichung

$P={\frac {{U_{ind}}^{2}}{R}}$

dafür entscheidend, wie hoch die Verlustleitung bzw. Wärmeleistung letztlich ausfällt. Auf jeden Fall gilt: je geringer der Widerstand, desto höher die Wärmeleistung - und nicht umgekehrt, wie im Artikel angegeben. Schliesslich gibt es eben im Nichtleiter keine Wirbelströme... Übrigens versucht man bei Transformatorenkernen gerade durch Auswahl von Materialien mit hohem Widerstand (z.B. Ferrite) die Verlustleistung zu reduzieren.

--Tekki 17:09, 29. Sep. 2007 (CEST)

In Anordnungen mit vernachlässigbarem Skin-Effekt wachsen tatsächlich die induzierten Ströme mit der Leitfähigkeit an und deshalb auch die Verlustleistung. Um mäßig gut leitende Materialien mit hohem Wirkungsgrad induktiv erwärmen zu können, stimmt man die Eindringtiefe des Magnetfeldes und der es abschirmenden Ströme über die Frequenz auf die Materialstärke ab. Wenn dann ein viel zu guter Leiter auf diesen Herd kommt, dann fließen auch nur die zur Abschirmung nötigen Wirbelströme und die Heizleistung sinkt (falls nicht der Spulenstrom entsprechend erhöht wird). Die Heizleistung sinkt allerdings nur "halb so schnell" wie die Leitfähigkeit steigt, siehe die Wurzel in Skin-Effekt. – Rainald62 12:53, 14. Jun. 2009 (CEST)

Wirkungsgrad

Aus dem Artikel:

• Der Wirkungsgrad ist hoch, sofern sehr gut leitende Materialien wie Aluminium oder Kupfer erwärmt werden sollen.
• Der Wirkungsgrad ist bei schlecht leitenden Werkstoffen wie Eisen sehr hoch.

Passt das zusammen? Es verwundert etwas, dass hier zwei grundlegend verschiedene Stoffe (gut und schlecht leitend) genannt werden, aber beide Male von hohem/sehr hohem Wirkungsgrad die Rede ist, insbesondere weil beim ersten das Wort „sofern“ erwarten lässt, dass nur mit derartigen Materialien ein hoher Wirkungsgrad erreichbar ist (und somit mit anderen nur ein niedrigerer). Wenn das tatsächlich so stimmt, dann sollte dennoch eine Beziehung aufgebaut werden, etwa „Der Wirkungsgrad dieser Methode ist generell hoch. Schlecht leitende Materialien erzielen einen noch etwas höheren Wirkungsgrad als gut leitende.“ – 62.227.169.197 16:13, 2. Sep. 2017 (CEST)