Инфракрасная лампа: для чего используют?

Среди многочисленных устройств, называющихся лампами, особыми свойствами и спецификой применения выделяется инфракрасная лампа для обогрева помещения. Устройство и принцип действия этого изобретения такие же, как у осветительной лампы накаливания. Разница только в том, что она не столько светит, сколько греет. Из этого материала вы узнаете: что такое греющая лампа; как она устроена и за счёт чего работает; где и для чего используется; полезные и вредные свойства; разновидности; как правильно её выбрать и безопасно эксплуатировать.

инфракрасная лампа
Инфракрасная лампа

Что такое инфракрасная лампа?

Инфракрасная лампа — это источник электромагнитного излучения, спектр которого находится за пределами видимого света, в инфракрасном диапазоне. Большинство моделей дают также видимый нами свет. Однако доля затрачиваемой на него энергии — мизерная. Основной объём потребляемой мощности тепловая лампа преобразует в коротковолновое излучение.

Что такое инфракрасное излучение?

Диапазон электромагнитного излучения, в полной мере подчиняющегося законам оптики, включает три основных спектра:

  1. Ультрафиолетовый — длина волн меньшая, чем у видимого нами света. Занимает диапазон от фиолетового видимого излучения до рентгеновского.
  2. Видимый — длина волн соответствует оптическим и физиологическим свойствам нашего зрения, благодаря чему мы его можем воспринимать. Занимает диапазон от фиолетового до красного цвета.
  3. Инфракрасный — длина волн большая, чем может воспринимать наше зрение. Занимает диапазон от красного видимого света до коротковолнового радиоизлучения.
спектр электромагнитного излучения
Весь спектр электромагнитного излучения

Инфракрасное излучение — это электромагнитное излучение с длиной волн от 0.74 микрометра до 1 миллиметра. Около половины всего, что “прилетает” к нам от Солнца — ИК волны. Лампочка накаливания примерно 95% потребляемой энергии преобразует тоже в это излучение (только 5% используется для получения видимого света, ради которого она создавалась). Инфракрасные волны излучает костёр в камине, живые существа (в т.ч. мы с вами), некоторые растения, все звёзды на небе. Всё, что мы понимаем, как тёплое или горячее — излучает эти волны.

Ультрафиолетовое излучение Источники света
Ультрафиолетовое излучение
629
ElectricX.ru - все об электричестве

Поскольку электромагнитное излучение рассматриваемого диапазона подчиняется базовым оптическим законам, оно распространяется, отражается и поглощается так же, как и видимый свет. Волны этого спектра беспрепятственно проникают через воздушную среду, практически без потерь изначально заложенной в них энергии. Достигая твёрдых поверхностей, они частично отражаются от них, тогда как остальная энергия поглощается объектами. Один из лучших поглотителей инфракрасного излучения — вода. Хорошо отражает его алюминий (до 98%).

Чтобы понять, как работает красная лампа для обогрева, необходимо познакомиться с таким понятием, как тепловое излучение. Это природное явление, которое обладает свойством передавать энергию от одних объектов к другим посредством электромагнитных волн. Тело-нагреватель, имеющий внутреннюю энергию, испускает её в пространство в виде электромагнитных инфракрасных волн. Этот процесс и называется тепловым излучением.

тепловое излучение
Тепловое излучение

В отличие от конвекционного и контактного способов передачи тепловой энергии, ИК излучение может распространяться даже в вакууме. То есть, по сути, инфракрасная лампочка — это источник тепла, которое может свободно перемещаться в пространстве и передаваться встречающимся на его пути предметам и объектам. Если это тепло не поглотилось полностью, то отражённая его доля нагревает окружающую среду (воздух). Но уже по принципу конвекции (энергию передают “друг другу” молекулы среды).

Устройство

Строение лампы для обогрева помещений очень похожее на конструкцию лампочки накаливания. В классическом исполнении она состоит из следующих элементов:

  1. Тело накала — спираль из тугоплавкого металла, к которой подведено электропитание. Как правило, для изготовления нитей для ламп с красным светом используется вольфрам. Стоит отметить, что спираль в данной конструкции заметно длиннее, чем у осветительных моделей. С чем это связано — рассказано ниже.
  2. Арматура — проволочные “ножки”, на которых закреплена спираль. Две основные, которые одновременно служат для подачи питания. Есть также дополнительные, которые нужны для удержания достаточно длинной нити накала.
  3. Колба — стеклянная герметичная оболочка, в которой находится внутренняя начинка обогревательной лампы. В большинстве случаев в колбу закачан инертный газ. Он служит для замещения кислорода и предотвращения ускоренной коррозии раскалённого вольфрама. Существуют галогеновые обогревающие лампы. В их колбах закачан газ галоген. Помимо защиты от кислородной коррозии он наделяет спираль способностью самовосстанавливаться (подробнее об этом читайте в отдельной статье о галогенках на нашем сайте). Существуют также керамические инфракрасные лампы. Оболочка у них сделана из непрозрачной керамики и имеет форму, напоминающую варочную поверхность электроплитки.
  4. Цоколь — если инфракрасная лампочка предназначена для обычного использования, то она оснащена стандартным винтовым цоколем Эдисона с маркировкой Е27. Её можно вкрутить в простой патрон, и устройство готово к работе. Есть также линейные модели для нагрева помещений. Цоколь у них рассчитан на установку в светильник прожекторного типа.
строение инфракрасной лампы
Осветительные и ИК лампы имеют одинаковое строение

В отличие от осветительных ламп, инфракрасные имеют всегда одну и ту же базовую конструкцию. То есть, не бывает ИК ламп для обогрева люминесцентных, светодиодных, ксеноновых… В перечисленных технологиях потребляемая мощность с большим КПД преобразуется в свет. Тепла они дают сравнительно мало. А вот принцип лампы накаливания — это лучший генератор тепла, и одновременно самый неэффективный источник света.

Виды цоколей Источники света
Какие бывают виды цоколей ламп освещения
1.6к.
ElectricX.ru - все об электричестве

Принцип работы

Работает тепловая лампа точно так же, как аналогичная осветительная. Через вольфрамовую спираль протекает электрический ток, она раскаляется и излучает инфракрасные волны. Чтобы повысить КПД устройства до максимума, нить рассчитывается таким образом, что она работает в итоге в режиме слабого накала. Добиться этого можно двумя способами — снижать напряжение питания или увеличивать сопротивление спирали. Что первое, что второе согласно закону Ома даст уменьшение силы тока.

Следовательно, металл будет раскаляться слабее, преобразуя почти всю потреблённую электроэнергию в инфракрасное, то есть, тепловое излучение. Свет при этом будет очень тусклым, красновато-оранжевого оттенка. Наличие излучения в видимом спектре позволяет разве что убедиться, что лампа нагревательная включена и не перегорела. Хотя в тёмном помещении кое-как можно ориентироваться при таком свете.

как вытащить цоколь из патрона Источники света
Как выкрутить цоколь из патрона, если лампочка лопнула
1.3к.
ElectricX.ru - все об электричестве

Как инфракрасный светильник греет? Излучённая телом накала тепловая энергия свободно проникает через стекло или керамику колбы, и распространяется в пространстве до ближайшего препятствия. Им может быть человеческое тело, мебель, животное, растение, стена, пол. Часть этой энергии поглощается, если этому способствуют свойства материала. Если материал, например, алюминий, то инфракрасное излучение почти всё отразится от него, и “полетит” дальше, до препятствия, которое сможет его поглотить.

ИК энергия и разные материалы
ИК энергия и разные материалы

Поглотив тепловую энергию инфракрасного излучения, объект начинает отдавать её в окружающую среду по аналогии с радиатором отопления. То есть, конвекцией. Когда лампа-обогреватель направлена на человека, то он ощущает эту энергию, как тепло. Аналогичные ощущения возникают при нахождении под солнечными лучами.

Основные характеристики ИК ламп

При выборе ИКЛ стоит ориентироваться, в первую очередь, на цель, которую вы преследуете. Для чего можно использовать такие источники, подробно рассказано ниже. Например, если вы хотите достичь лечебного эффекта, бессмысленно (и даже опасно) покупать лампочку, которую птицеводы используют для обогрева молодняка.

лампа ИКЗ
Лампа ИКЗ (инфракрасная зеркальная)

Что касается электротехнических и оптических параметров, то основные из них следующие:

  1. Длина излучаемых волн. Различают четыре основных диапазона. Короткие волны — от 0.7 до 1.3 мкм (микрометр). Средние — от 1.3 до 6 мкм. Дальние — от 6 до 40 мкм. Сверхдальние — от 40 мкм до 1 мм. Чем короче волновой диапазон у инфракрасного источника, тем ярче он светит в видимом диапазоне (исключение — модели в непрозрачном керамическом корпусе). Также чем короче волны, тем на большую площадь они воздействуют. Чем длиннее волны, тем глубже они проникают внутрь объектов, способных поглощать тепловое излучение.
  2. Рабочее напряжение. Подавляющее большинство выпускаемых для массового использования источников инфракрасного излучения рассчитаны на работу от сетевого переменного тока напряжением 220 вольт. Если вам необходимо заменить перегоревшую лампочку в конкретном приборе, обязательно уточните её вольтаж. Возможно, в вашей модели установлена низковольтный источник.
  3. Потребляемая мощность. ИКЛ выпускаются в диапазоне мощности от 50 до 500 Вт. Чем выше эта цифра, тем больше тепловой энергии возможно получить от лампы. Например, если вам надо обогреть комнату площадью 10 квадратов, то для этого потребуется источник инфракрасного излучения мощностью 1 кВт (1000 Вт).
  4. Ресурс. С одной стороны, ИКЛ являются лампами накаливания, которые не отличаются долговечностью. С другой стороны, инфракрасные источники работают в более щадящих для вольфрамовой спирали режимах. Благодаря этому средний ресурс таких устройств составляет порядка 6-8 тыс. часов. Этот срок можно существенно увеличить, если организовать включение светильника через диммер.
  5. Тип цоколя. Чаще всего приходится иметь дело с моделями, оснащёнными стандартным для нашей страны цоколем Е27. Есть также линейные ИКЛ. У таких цоколь соответствующего стандарта.
  6. Колба. Может быть стеклянной или керамической. Вторая от первой отличается повышенной прочностью, стойкостью к водяным брызгам и полным отсутствием видимого излучения. Стеклянные колбы могут быть окрашены в красный или синий цвета. На прямое назначение ламп это никак не влияет. Окраска выступает в роли светофильтра — задерживает часть видимого излучения. Также есть колбы со светоотражающим напылением, которое служит для концентрации инфракрасного излучения в одном определённом направлении.
  7. Конфигурация. Обычные ИКЛ имеют такой же вид, как и лампочки накаливания. При соразмерной мощности колба, как правило, заметно больше. Форма обычно грибковая. Это сделано для увеличения угла рассеивания (чтобы излучение попадало на большую площадь).
Виды и типы ламп Лампы
Какие бывают лампы: виды и конструкционные особенности
728
ElectricX.ru - все об электричестве

Для организации локального обогрева при помощи инфракрасного источника стоит отдать предпочтение в пользу моделей с отражателем. При этом не принципиально, где он будет выполнен — внутри колбы или в светильнике. Модели без отражателя малоэффективны, так как излучение рассеивается во все стороны, как и тепловая мощность лампы.

Чтобы оценить важность отражателей, можно привести аналогию с нашим Солнцем. На нашу планету от него “долетает” какая-то миллиардная доля всей излучаемой энергии. В результате у нас благоприятные условия для жизни. Один учёный-астроном (Григорий Сурдин) часто повторяет на своих лекциях, что будет, если собрать всю энергию, излучаемую Солнцем, и направить её на Землю. По его прикидкам при таких раскладах через минуту испарится весь Мировой Океан, а через полчаса развалится на атомы и вся планета.

С инфракрасными лампами для обогрева дома то же самое. Если есть отражатель, то вся вырабатываемая энергия будет попадать туда, куда направлен источник. Например, когда вы захотите поставить такой обогреватель в комнате, то вам наверняка не понравится, если он будет греть всё, что угодно, только не вас.

Отдельно стоит поговорить о расстоянии от инфракрасной лампы до объекта, который нужно обогревать. Излучение этого диапазона точно так же, как и видимый свет — может “лететь” на очень большие расстояния. Однако, если расположить, скажем, лампу для обогрева маленьких цыплят слишком высоко, вырабатываемая ею тепловая энергии распределится на большую площадь. А значит на каждый маленький участок (или на каждый клюв) придётся меньше тепла. Слишком близкое расстояние приводит к концентрации всей мощности ИКЛ на маленькой площади. Логично, что такое расположение грозит ожогами и другими проблемами.

Разновидности ИК ламп

Инфракрасные источники выпускаются в разных исполнениях, что влияет на область их применения, эффективность, стоимость. Рассмотрим наиболее распространённые виды.

Простые ИКЛ

Лампы в виде гриба со стеклянной неокрашенной колбой без отражающего покрытия. Поставляются обычно с цоколем Е27. Поскольку не имеют собственного отражателя, должны использоваться в светильниках, у которых он предусмотрен конструкцией.

простая инфракрасная лампа
Простая ИКЛ

ИКЛ с рефлектором

Рефлектор — это непрозрачный слой напыления на внутренней стороне колбы. Предназначен для отражения и направления излучаемой телом накала энергии. Широкая сторона оболочки может быть прозрачной или окрашенной. Такие источники можно использовать без светильника, вкрутив их в обычный патрон с соразмерным цоколем.

Лампа ИКЗК
Лампа ИКЗК

ИКЛ с красным или синим покрытием

Многие ошибочно полагают, что именно за счёт красной окраски колбы лампа даёт инфракрасный свет. Это распространённое заблуждение. Окраска нужна только для того, чтобы приглушить видимый свет, который не всегда нужен. Данный факт доказывают имеющиеся в продаже синие инфракрасные лампы. Если рассуждать по ошибочной логике, то можно прийти к выводу, что они излучают ультрафиолет.

синяя инфракрасная лампа
Инфракрасная, несмотря на то, что синяя

На мощность, “дальность” или угол рассеивания инфракрасного излучения ни красная, ни синяя окраска никак не влияют. Волны одинаково хорошо проникают даже через полностью непрозрачную оболочку, в чём можно убедиться на примере керамических ИКЛ.

Линейные галогенные ИКЛ

К этому виду относятся инфракрасные лампы трубчатой формы, предназначенные для установки в светильники прожекторного типа. Могут иметь как прозрачную колбу, так и цветную. Бывают красные, синие, золотистые, рубиновые… Назначение окраски такое же, как и у описанных выше источников.

прожекторные — ИК сверху, обычная снизу
Прожекторные — ИК сверху, обычная снизу

Керамические ИК лампы

Вместо стеклянной колбы у таких устройств есть керамическая оболочка. Вся лампа выполнена в форме гриба, а непосредственно тело накала находится в спиральной трубке на широкой части изделия. Такие модели вообще не дают никакого видимого свечения, что бывает полезно при организации обогрева птицы и животных. Освещение обустраивается отдельно, тогда как ночью питомцы получают тепло и спокойно спят в темноте.

керамическая ИК лампа
Керамическая

Область применения инфракрасных ламп

Учитывая полезное воздействие инфракрасного излучения, лампам этого типа нашлось много сфер применения:

  1. Медицина. Облучение используется для прогрева проблемных органов, в т.ч. внутренних. ИК волны способствуют расширению сосудов, регенерации клеток, повышению иммунитета.
  2. Промышленность. Способность ИК волн проникать внутрь клеток используется для сушки злаков, фруктов. Некоторые виды краски кристаллизуются только под воздействием этого излучения.
  3. Растениеводство. В теплицах и парниках ИК источники тоже используются очень активно. Выгодно такое отопление тем, что всю его мощность можно направлять на растения локально, не грея стенки и атмосферу. Для этого есть в продаже лампы для теплицы “искусственное Солнце”.
  4. Птицеводство. Тепло лампы незаменимы при выращивании цыплят, гусят и прочего молодняка птицы. Они используются как домашними птицеводами, так и на промышленных инкубаторах, птицефермах.
  5. Животноводство. Маленькие поросята и прочая живность в первые дни жизни тоже нуждается в принудительном обогреве. Лампа теплоизлучатель как нельзя лучше подходит для удовлетворения этой потребности.
  6. Быт. Инфракрасные обогреватели используются для отопления или дополнительного обогрева жилых комнат, офисов, прикассовых зон в магазинах. Такие устройства чуть ли не единственный выход, когда надо улучшить условия в местах отдыха — на террасе, веранде, в беседке. Обычный “дуйчик” или конвекционный обогреватель на улице бесполезен, так как греет воздух, который тут же сдувается сквозняком. ИК обогреватели греют предметы и людей. Причём их действие ощущается сразу после включения обогревателя.
  7. Аквариумистика и террариумистика. Подогрев воды в аквариуме или среды обитания земноводных тоже удобно организовывать посредством ИК приборов.
ИК обогрев в птицеводстве
ИК обогрев в птицеводстве

Область использования греющих ламп для помещений не ограничивается этим списком. Это только основные сферы, в которых извлекается польза от невидимой энергии инфракрасных волн.

лампа для обогрева курятника Лампы
Как выбрать лампу для обогрева курятника на зиму
1.1к.
ElectricX.ru - все об электричестве

Плюсы и минусы

Инфракрасные лампы обладают огромным количеством преимуществ, однако без минусов не обходится ни одна технология.

простая конструкция
универсальность
высокая эффективность
бесшумная работа
моментальный эффект
удобство использования
компактность
экологичность
относительная пожаробезопасность
сравнительно короткий ресурс
травмоопасность при неаккуратной эксплуатации
нагрев колбы во время работы
хрупкость
сложность подбора необходимой мощности

Ещё раз подчеркнём, что производительность инфракрасных ламп во многом зависит от наличия отражателя, мощности и расстояния до целевой поверхности. Чем дальше источник от объекта, тем на большую площадь распределяется тепловая энергия. Соответственно, подбирая мощность, количество и высоту установки ИК ламп, можно добиться любого желаемого температурного режима.

Популярные производители ИК ламп и обогревателей

компактный ИК обогреватель UFO ECO
Компактный ИК обогреватель UFO ECO

Производством инфракрасных источников тепла занимаются практически все известные игроки на рынке общего освещения. Такие лампы делают Philips, Osram. Наиболее известные (благодаря мощной рекламе) обогреватели этого типа — UFO. Их конкуренты — Ballu, Interlux, Edler, HotRay.

Цены и модели на инфракрасные лампы можно узнать здесь!

Цены и модели на инфракрасные обогреватели можно узнать здесь!

О том, что лучше — инфракрасная лампа или керамический нагреватель — можно посмотреть в видео

Что лучше - инфракрасная лампа или керамический нагреватель?Что лучше — инфракрасная лампа или керамический нагреватель?

ElectricX.ru - все об электричестве

Мы используем файлы cookie на нашем сайте

OK