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Energieeffizienz von Infrarotlampen

Energieeffizienz von Infrarotlampen

Immer häufiger werden Infrarotlampen auf Terrassen oder im Außenbereich von Lokalen eingesetzt. Sie spenden thermische Wärme und machen den Aufenthalt im Freien für Kunden selbst an den kältesten Winterabenden länger möglich.

  • Das Funktionsprinzip von Infrarotstrahlung
  • Typen von Infrarotlampen
  • Effizienz von Infrarotlampen
  • Verwendung und Zwecke

 

Das Funktionsprinzip von Infrarotstrahlung

Räume oder Gegenstände können durch Kontakt oder ohne Kontakt beheizt werden. Wenn die Erwärmung durch Kontakt erfolgt, überträgt die wärmere Quelle die Wärme an die kältere Quelle. Letztere erwärmt sich, um ein thermisches Gleichgewicht zu erreichen. Wenn eine Wärmequelle vorhanden ist, wird die Erwärmung durch Kontakt als Konduktion bezeichnet. Ist ein Kontakt mit einem erwärmten Medium wie etwa Luft vorhanden, wird sie hingegen als Konvektion bezeichnet. Bei Infrarot (IR) -Lampen erfolgt die Erwärmung nicht durch Kontakt, sondern durch Bestrahlung und Strahlung mit IR-Wellenlängen. Das von der Wärmequelle, in diesem Fall die Infrarotlampe, angestrahlte Objekt absorbiert mindestens 92% der von der Quelle gelieferten Energie. Der Prozess kann hinsichtlich der Effizienz optimiert werden, wenn das zu erhitzende Objekt einen Absorptionskoeffizienten aufweist, der mit dem Wirkungsspektrum der verwendeten Lampe vergleichbar ist. Die Arten der Infrarotstrahlen können kurzwellig (IR – A), mittelwellig (IR – B) oder langwellig (IR – C) sein. Selbst wenn die Lampen nach der Art der Welle die sie ausstrahlen – lang, mittel oder kurz – benannt werden, sind die übertragenen Wellen in Wirklichkeit niemals von einem einzigen Typ, sondern ihre Wellenlänge variiert aufgrund von Interferenzen mit anderen Wellen des gleichen Typs.

 

Typen von Infrarotlampen

Infrarotlampen, auch IR-Strahler genannt, sind Geräte, die zur Verwendung in offenen oder geschlossenen Räumen vorgesehen sind. Sie wandeln Energie, die durch Strom oder Gas geliefert wird, in Wärme um. Die Lampen können unterschiedlicher Art sein:

Mittelwellige metallische Infrarotlampen: Diese Lampen haben ein vollständig aus Metall bestehendes Strahlungselement, das in verschiedenen Industriebereichen verwendet wird. Sie finden Verwendung vor allem in Umgebungen, in denen die Arbeitsbedingungen ungünstig sind oder die eine hohe Feuchtigkeit aufweisen. Sie sind stoßfest und leicht zu installieren.

Mittelwellige Infrarot-Quarzstrahler: Diese Lampen verfügen über eine Quarzröhre und haben die Eigenschaft, die Betriebstemperatur sehr schnell zu erreichen und ebenso schnell wieder abzukühlen.

Kurzwellige Infrarot-Quarzstrahler: Diese Lampen eignen sich ideal für die Beheizung von kleinen Räumen. Sie sind auch perfekte Lampen, wenn man in einer Umgebung arbeiten muss, in der die Temperaturen reguliert werden. Die Wärmemenge der kurzwelligen Quarz-Infrarotlampen wird nämlich durch Energie-Prozentsätze geregelt.

Effizienz von Infrarotlampen

Infrarotlampen sind im Vergleich zu Halogenlampen oder anderen Arten der Raumheizung aus ästhetischer Sicht deutlich attraktiver. Zudem sind sie auch noch energieeffizienter. Infrarotlampen haben nämlich aus energetischer Sicht eine sehr kurze Reaktionszeit. In 1-3 Sekunden schaltet sich die Lampe ein und erreicht die gewünschte Temperatur. Dasselbe gilt für das Ausschalten oder die Temperaturkontrolle. Dies ist möglich, weil die Wärmediffusion nicht durch Konduktion oder Konvektion erfolgt, welche beide einen Kontakt erfordern, sondern durch Strahlung. Letztere hat in diesem Fall eine Wellenlänge zwischen 0,78 µm und 10,0 µm, abhängig von der Art der Infrarotstrahlung.

IR-Lampen mit einer durchschnittlichen Wellenlänge können mindestens 92% der absorbierten Elektrizität in Wärme umwandeln. Sie sind daher wesentlich effizienter als einfache Halogenlampen.

Bei der vom Hersteller angegebenen Nennspannung hat eine IR-Lampe eine durchschnittliche Lebensdauer von etwa 5.000 Stunden.

Die Leistungsdichte von Infrarotlampen variiert je nach Typ. Sie kann bis zu 270 W pro cm und eine Heizfläche von bis zu 500 kW/m2 erreichen.

Die Qualität der verwendeten Materialien ist sehr wichtig für die Gewährleistung der Effizienz von Infrarotlampen. Insbesondere die Verwendung von Metall- oder Quarzmaterialien wirkt sich auf die Effizienz des Endprodukts sowie den Verwendungszweck aus. Hochwertige Quarzröhren garantieren in der Tat eine hervorragende Leistung aus mechanischer Sicht, wie etwa Robustheit und gute Verteilung der Wärmeenergie.

Die Temperaturen die durch Infrarotlampen entstehen, reichen von 800 K bis 3200 K. Die Art der Strahlung und der Diffusion kann je nach Anforderung oder zusätzlicher Beschichtung angepasst werden.

 

Verwendung und Zwecke

Infrarotlampen werden aufgrund ihrer Effizienz und Vielseitigkeit vor allem zum Heizen verwendet. Sie können die Anforderungen im Bereich der Industrie, in der Restaurantbranche oder jene der privaten Terrasse erfüllen.

Infrarotlampen werden vor allem im Außenbereich von Lokalen verwendet, um für Kunden auch an den kältesten Winterabenden einen optimalen thermischen Komfort zu gewährleisten. Die Lampen können sogar in privaten Gärten und Terrassen installiert werden, um selbst im Sommer und in den warmen Jahreszeiten für die richtige Atmosphäre zu sorgen.

Häufig werden die Lampen auch in Industriehallen eingesetzt, wo sich die Kontaktheizung als ineffizient erweist, da sie langsam und manchmal sogar teurer ist. Die Lampen werden auch oft in der Gastronomie verwendet, um heiße Speisen vor dem Servieren aufzubewahren oder für völlig andere Zwecke, wie beispielsweise im Bauwesen und in der Industrie. Dort werden Infrarotlampen oft verwendet um dünne Halbleiterschichten zu erwärmen, Kunststoffmaterialien zu schweißen, Harze zu härten, Druckertoner zu fixieren und Zement zu härten. Sie sind sogar so vielseitig einsetzbar, dass sie zum Verkleinern von Platten, zur Verdampfung von chemischen Lösungsmitteln und zum Freisetzen von Restspannungen, die durch mechanische Prozesse wie Metallschweißen entstehen, verwendet werden.

Wie bereits erwähnt, sind die Anwendungen und Einsatzmöglichkeiten von Infrarotlampen vielfältig und sehr flexibel, je nach den Anforderungen und den gegebenen Bedingungen. An diesem Punkt muss man nur noch den richtigen Lampentyp auswählen und installieren, um alsbald von den Vorteilen und der effizienten Verwendung profitieren zu können.

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