|
|
Infraroodverwarming: de
theorie
Infraroodstraling is in de natuur een belangrijke manier van
warmte-overdracht. Iedere dag ervaren we de effecten van IR verwarming.
Door kernfusie produceert de zon een enorme hoeveelheid energie. Deze
energie straalt de zon met verschillende golflengten uit. Ondermeer in
de vorm van ultraviolette straling, zichtbaar licht en
infraroodstraling.
Het zijn de infra roodstralen die verantwoordelijk zijn voor het warmte
transport van de zon naar de aarde. Als de zon even achter de wolken
verdwijnt voelen we onmiddellijk dat het frisser wordt.
De IR stralen, die de warmte transporteren, gaan heel eenvoudig door de
lucht en verwarmen de vaste lichamen. Als de wolken deze IR stralen
tegenhouden krijgen we een gevoel van koude omdat het rechtstreeks
contact met de IR stralen wegvalt. Overdag warmt het aardoppervlak op
door de infraroodstraling en 's nachts wordt die warmte weer afgegeven
door af door infraroodstraling.
Dit is een natuurlijk proces en niet schadelijk voor de mens. In
principe straalt elk voorwerp met een temperatuur boven het absolute
nulpunt warmtestraling uit.
Is er een verschil tussen de IR stralen van de zon en deze van een
kunstmatige bron of straler? Nee, de stralen zijn wel kunstmatig
opgewekt maar zijn van dezelfde soort of natuur.
Het grote voordeel is echter dat we met de kunstmatige stralen juist
kunnen bepalen wat we wensen en dat we niet van bewolking of andere
belemmeringen afhankelijk zijn.
Alle warmte die we op afstand voelen, wordt getransporteerd door IR
stralen. Ook de warmte die we voelen van de kachel of de verwarming, van
een verlichtingslamp, of van een ander menselijk lichaam.
De intensiteit van de straling neemt toe naarmate de trilling van de
atomen in het voorwerp toeneemt. Warmte stroomt volgens de eerste wet
van de thermodynamica altijd van hoge naar lage temperatuur. De
warmteoverdracht van de ene naar de andere plek vindt plaats door
geleiding, convectie of straling. De drijvende kracht hierbij is het
temperatuurverschil.
De warmteoverdracht mechanismen convectie en straling zijn toepasbaar
voor ruimteverwarming. In tegenstelling tot convectie, is er bij
warmteoverdracht door straling geen tussenstof nodig. Daarom wordt bij
infraroodverwarming de warmte primair afgegeven aan objecten en
secundair aan de omgevingslucht. In principe worden bij
infraroodverwarming twee afzonderlijke verwarmingsmechanismen
gecombineerd namelijk: verwarming als gevolg van straling en verwarming
als gevolg van de "isolerende" werking van de omgevingslucht.
Soort IR-straling
Infraroodstraling bevat elektromagnetische golven die ook in het
zonlicht zitten. Het infrarode gedeelte van het kleurenspectrum bestaat
uit onzichtbaar licht en heeft een golflengte van 0,78 µm tot 1000µm.
Mens en dier ervaart deze straling als warmtestraling.
In onderstaand deel van het spectrum onderscheiden we drie soorten
straling: ultraviolet, het zichtbare licht en infrarood. Ultra violet en
infrarood zijn voor het menselijk oog niet waarneembaar.
De drie soorten straling hebben elk een eigen golflengte. Die wordt
uitgedrukt in micrometer (µm). Binnen het infrarood gedeelte van het
spectrum bestaat nog een onderscheid in:
Korte golf infrarood (IR-A): 0,78 - 1,40 µm
Middengolf infrarood (IR-B): 1,40 - 3,00 µm
Lange golf infrarood (IR-C): 3,00 - 1000 µm
A-straling:
Kortgolvig: Infrarood
licht, korte golf, is bekend van de rode lamp. Deze infraroodstralers
geven "rood licht" met behulp van speciale filters. De kortgolvige
infraroodstralers brengen deze warmte over door straling. Deze straling
(dieptewarmte) dringt in het goed doorbloede bereik van de huid, de
warmte verdeelt zich over de bloedvaten en reeds na korte tijd voelt men
de aangename weldadige werking van de dieptewarmte. Deze straling werk
verlichtend op reumatische en spierpijnen, en dringt diep in de huid
door tot 4 mm.
De 2HEAT
terrasstralers zijn typische IR-A stralers!
B-straling:
Middengolvig: Deze straling
dringt onmiddellijk in de bovenste huidlagen, echter niet diep genoeg om
de diepte-warmtewerking van IR-A straling te bereiken.
C-Straling:
Langgolvig: Deze
infraroodstraling wordt puur en alleen gebruikt voor verwarming en
dringt dus niet het lichaam binnen. Van deze straling dringt slechts 5 %
in de huid door en 95 % is voor warmte. Deze straling wordt al aan het
huidoppervlak geabsorbeerd en dringt ondiep in de bovenste huidlaag.
De meeste
verwarmingsystemen voldoen aan de deze vorm InfraRood, en zijn dus
gebaseerd op het verwarmen van o.a. lucht en dergelijke.
|
