Вредно ли инфракрасное излучение ?

Любая поверхность, за исключением абсолютно черного тела, частично поглощает и частично отражает инфракрасное (тепловое) излучение. Чем ближе к абсолютно черному телу, тем больше излучение поглощается и меньше отражается. Сама тепловая энергия никуда не исчезает - то, что отразится от пола - поглотится другими предметами. Это помогает достигать равномерности распределение тепла по помещению. 

Что такое инфракрасное излучение

Инфракрасное излучение излучает любое теплое тело. Длина волны излучения зависит от температуры тела, а плотность теплового потока - от мощности источника тепла и его конструктивных особенностей (способности создавать направленные тепловой поток).

Выбор места расположения ик обогревателя влияет на его эффективность. Возьмем три варианта:

• потолочный обогреватель
• настенный обогреватель
• напольный обогреватель

Потолочный инфракрасный обогреватель можно сравнить с солнцем в экваториальной части планеты, где оно прямо над головой, настенный инфракрасный обогреватель можно сравнить с тем же солнцем, но уже ближе к полюсам (угол теплового потока к поверхности). Инфракрасные теплые полы можно сравнить с ядром Земли. Что мы видим - на экваторе жарко, при смещении к полюсам становится холоднее. Внутренне тело земли без солнечного света не способно обеспечить комфортную температуру на поверхности. Почему так? Если солнце в зените тепловой поток идет практически перпендикулярно, в наименьшей степени рассеивается атмосферой имеет наибольшую интенсивность и поглощаемость поверхностью земли, от которой уже нагревается воздух. При смещении к полюсам солнце опускается ниже над горизонтом, угол направленного теплого потока уменьшается, рассеиваемость атмосферой увеличивается, а соответственно и интенсивность теплового потока падает. Имеем вроде одно и то же солнце, но разный результат. Горячее ядро земли казалось бы намного ближе, чем солнце - но оно в значительной степени поглощается мантией и корой, имеющих высокую теплоемкость. До поверхности земли доходит небольшая его часть.

Как тепловое (инфракрасное) излучение влияет на живые существа. Не секрет, что при одной и той же температуре воздуха состояние теплового комфорта может быть разным. При температуре +10 выйдите из тени воздуха на солнце и Вам станет намного комфортнее. Вы напрямую получаете солнечную энергию. Как уже выше сказано, любое теплое тело является источником инфракрасного излучения.

Тепло может передаваться темя способами

• прямым теплообменом
• конвекцией
• лучистым теплообменом.

При прямом теплообмене тепло передается от более теплого предмета к более холодному. Эффективность теплообмена зависит от физических свойств предметов - теплопроводности и теплоемкости.

Конвекция подразумевает перенос тепла посредством перемещения теплых и холодных потоков вещества.

Лучистый теплообмен осуществляется в результате процессов превращения внутренней энергии вещества в энергию теплового излучения, переноса энергии излучения и ее поглощения веществом. При поглощении излучения телом температура его поверхности повышается.

Все системы отопления в разной степени используют все 3 способа передачи тепла. Традиционные системы отопления (центральное отопление, конвектора, тепловентиляторы, котлы) используют конвективный способ отопления - нагревают непосредственно воздух в помещении. Т.е. сначала в результате прямого теплообмена нагревается воздух рядом с нагревательным элементом (конвектором, батареей центрального отопления), а потом в результате конвекции (естественной или принудительной) происходит перемещение теплого воздуха в помещении. Сразу становится понятно, что часть КПД конвективных систем отопления используется неэффективно. Чтобы получить в зоне теплового комфорта человека (внизу помещения) температуру допустим +23 необходимо нагреть воздух вверху до 35 и выше градусов (в зависимости от высоты помещения). При использовании принудительной конвекции часть энергии приходится тратить на встроенные вентиляторы. Лучистый теплообмен в таких системах минимален, так как тепловой поток не направлен, а рассеивается во все стороны, что значительно снижает его плотность. При вентиляции помещения теплый воздух будет просто улетать и надо его заново нагревать.

Теплые полы большую часть энергии тратят вхолостую - значительная доля тепла поглощается более холодными нижними слоями. Лучистый теплообмен также минимален, так как тепловой поток не направлен, а рассеивается во все стороны.

Потолочные инфракрасные обогреватели рассчитаны в первую очередь на лучистый теплообмен. Благодаря конструктивным особенностям ик обогревателей создается направленный тепловой поток с большой плотностью, направленный вниз. Он частично поглощается, частично отражается поверхностями. Отраженная тепловая энергия в итоге поглощается другими предметами. Поглощенная энергия аккумулируется в предметах благодаря теплоемкости и от них начинается нагреваться более холодный воздух. По сути все предметы в комнате становятся одним большим обогревателем. Основная часть предметов находится в зоне теплового комфорта человека - в нижней части помещения, т. е. человек получает тепло как в результате прямого теплообмена (садится на теплый стул, ложится в теплую постель, надевает теплую одежду), так и в результате контакта с теплым воздухом, который равномерно нагревается от теплых предметов внизу. При инфракрасном отоплении высота помещения не так уж важна, так как конвекция в результате равномерного прогрева воздуха со всех сторон снижается многократно. Кроме того человек напрямую получает и поглощает тепловое излучение, что повышает его тепловой комфорт. Это позволяет поддерживать в помещении более низкую температуру воздуха (на 2 - 3 градуса), чем при традиционных системах отоплению при одинаковом для человека ощущении теплового комфорта. Нагретые предметы имеют значительно более высокую способность аккумулировать тепло, нежели воздух. Это позволяет инфракрасным обогревателям работать циклично. Когда инфракрасные обогреватели выключены нагретые поверхности продолжают отдавать тепло воздуху. В прогретых стенах отодвигается ближе к наружной стене точка росы, что резко снижает теплопотери стен. Таким образом,  КПД инфракрасного отопления намного выше традиционных систем отопления, так как их тепловая энергия используется максимально.