Wat is infrarood verwarming?
U bent op wintersport. U zit op een terrasje in het zonnetje.
U geniet van de weldadige warmte. Terwijl het vriest. Dat is mogelijk door de manier waarop infraroodstralen van de zon werken.
Wanneer infraroodstralen een oppervlak raken, komt er energie vrij in de vorm van warmte.
Infraroodstraling is in de natuur een belangrijke manier van warmteoverdracht. Een sprekend voorbeeld is de zon. 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. Na een reis van ongeveer 8 minuten met een snelheid van 1.080.000.000 km/h door de ruimte, vallen de zonnestralen op het aardoppervlak. Het aardoppervlak wordt overdag mede door het aandeel infrarood van de zonnestralen opgewarmd. 's Nachts koelt de aarde weer af door de warmte in de vorm van infraroodstraling af te voeren. 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. De intensiteit van de straling neemt toe naarmate de trilling van de atomen in het voorwerp toeneemt.
Hoe korter de golflengte hoe groter de energie-inhoud van de straling is. Infraroodstraling bestaat uit elektromagnetische golven met een lengte van 0,75 tot 1000 µm. Als infraroodstralen op een oppervlak vallen, wordt de stralingsenergie geabsorbeerd door de oppervlakteatomen onafhankelijk van de luchttemperatuur.
Een kwestie van warmteoverdracht
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.
Stralings- en isolatiewarmte samen
In een koude ruimte van bijvoorbeeld 0°C zal, zodra de infraroodverwarming aangezet wordt, de stralingsintensiteit maximaal en de luchttemperatuur minimaal zijn. Terwijl de luchttemperatuur geleidelijk toeneemt, zal de stralingsintensiteit geleidelijk afnemen. Na een tijdje heeft de lucht in de ruimte een temperatuur van bijvoorbeeld 18°C. Nu blijven zowel de luchttemperatuur als de stralingsintensiteit constant. Dit betekent, dat zich een evenwicht heeft ingesteld waarbij beide verwarmingsmechanismen gecombineerd voor een behaaglijk klimaat zorgen. Dit klimaat is dan vergelijkbaar met een gevoelstemperatuur van ca. 20 °C. Het voordeel hiervan is, dat de mens zich sneller behaaglijk voelt bij een relatief lagere temperatuur dan wanneer alleen luchtverwarming toegepast zou worden.