Natuurlijke Verwarming

Hoe Infrarood verwarming werkt

Stel, U bent gaan skiën. U zit op het terras in de zon. U geniet van de weldadige warmte. Tegelijkertijd vriest het. Dit is mogelijk dankzij de manier waarop infraroodstraling van de zon werkt. Wanneer deze straling een oppervlakte raakt, komt er energie vrij in de vorm van warmte. 

Infraroodstraling is een natuurlijke en belangrijke bron van warmteoverdracht. Een duidelijk voorbeeld is de zon, deze produceert een enorme hoeveelheid energie door middel van kernsplitsing. De zon straalt deze energie in verschillende golflengten uit, in de vorm van ultraviolette straling, infrarood straling en zichtbaar licht.
De zonnestralen raken na een reis door de ruimte bij een snelheid van 1.080.000.000 km/u na ongeveer 8 minuten het oppervlak van de aarde. Tijdens de dag wordt het aardoppervlak verwarmd door het infrarode deel van de stralen van de zon. 'S Nachts koelt de aarde weer af door het loslaten van de warmte in de vorm van infrarode straling. Dit is een natuurlijk proces welke niet schadelijk is voor de mens. In theorie, elk object met een temperatuur boven het absolute nulpunt straalt warmtestraling uit. De intensiteit van de straling neemt toe naarmate de trilling van de atomen in het voorwerp toeneemt.

Infraroodstraling bestaat uit elektromagnetische golven met een lengte van 0,75 tot 1000 µm. Hoe korter de golflengte, hoe groter de energie-inhoud van de straling. Als infraroodstraling op een oppervlakte valt, wordt de straling geabsorbeerd door de oppervlakteatomen die onafhankelijk zijn van de luchttemperatuur.

Warmteoverdracht

Volgens de eerste wet van thermodynamica stroomt warmte altijd van hoge naar lage temperaturen. De warmteoverdracht van de ene naar de andere plek vindt plaats door middel van geleiding, convectie(het geheel van als passend aanvaarde vormen) of straling. De drijvende kracht in dit proces is het temperatuursverschil. De mechanismen voor de overdracht van warmte, convectie en straling, kunnen worden toegepast voor ruimteverwarming. In tegenstelling tot convectie heeft warmteoverdracht door middel van straling geen tussenstof nodig. Dat is de reden waarom, in het geval van infrarode straling, de warmte primair afgegeven wordt aan objecten en secundair aan de omgevingslucht. In principe combineert infrarood verwarming twee aparte verwarmingsmechanismen, namelijk verwarming als gevolg van straling en verwarming als gevolg van de "isolerende" werking van de omgevingslucht.

Straling en isolatiewarmte samen

Zodra de infrarood verwarming is ingeschakeld in een koude ruimte van bijvoorbeeld 0 °C, , is de stralingsintensiteit maximaal en de luchttemperatuur minimaal. Terwijl de luchttemperatuur geleidelijk toeneemt, zal de stralingsintensiteit geleidelijk afnemen. Na een tijdje zal de lucht in de ruimte een temperatuur van bijvoorbeeld 18 °C hebben bereikt. De intensiteit van zowel de luchttemperatuur en de verwarming zal nu constant blijven. Dit betekent dat er een evenwicht is bereikt waarbij een combinatie is van zowel verwarming als een behaaglijk klimaat. Dit klimaat kan worden vergeleken met een gevoelstemperatuur van ca.. 20 °C. Het voordeel hiervan is dat mensen zich sneller behaaglijk voelen bij een relatief lagere temperatuur dan wanneer alleen luchtverwarming wordt gebruikt, wat dus energiebesparend is.