Infrarotstrahlung – Bedeutung als Wärmeerzeuger

Was ist unter Infrarotstrahlung zu verstehen?

Bei der Infrarotstrahlung geht es grundsätzlich um elektromagnetische Wellen. Diese sind im Spektralbereich zwischen dem für das menschliche Auge sichtbaren Licht und den langwelligen Mikrowellen angesiedelt. In Zahlen ausgedrückt betrifft dies den Wellenlängenbereich zwischen circa 780 Nanometern und einem Millimeter. 

Die Sonne ist dabei die wichtigste natürliche Quelle für Infrarotstrahlung. 50 Prozent der Sonnenstrahlung, welche den Erdboden erreicht, liegt im infraroten Bereich. Jedoch sendet auch die Erde immer wieder infrarote Strahlung aus. Somit sind wir permanent von ihr umgeben. Letzteres ist entscheidend in Bezug auf den Wärmehaushalt unseres Planeten. Denn die natürlichen und künstlichen Gase in der Erdatmosphäre absorbieren die von der Erde abgegebene Infrarotstrahlung, was zur zusätzlichen Erwärmung der Erde führt, da die thermische Energie nicht entweichen kann.

Infrarotstrahlung als Wärmestrahlung

Die Infrarotstrahlung beschreibt also einen Teil der gesamten Wärmestrahlung, welche nahezu jeder Körper abgibt. Physikalisch betrachtet sind dies alle Objekte, die oberhalb des absoluten Nullpunkts von circa –273 Grad Celsius angesiedelt sind. Das bedeutet, dass täglich alle uns umgebenen Dinge Wärmestrahlung abgeben. 

Dabei entscheidet die Temperatur des jeweiligen Körpers über die Energiemenge, die abgestrahlt wird, sowie über die Verteilung der Wellenlängen. Je wärmer ein Körper ist, desto mehr Energie in Form von Infrarotstrahlung gibt er ab. 

Anwendungsbereiche der Infrarotstrahlung

Das Spektrum der Anwendungen ist breitgefächert. An dieser Stelle soll lediglich ein kurzer Abriss darüber erfolgen, was mit der Strahlung möglich ist und wo sie aktuell zum Einsatz kommt. In den unterschiedlichsten Bereichen haben sich Entwickler, Forscher und Experten sowohl die optischen als auch die thermischen Eigenschaften der Infrarotstrahlung zunutze gemacht.  

Nachtsichtgeräte  arbeiten mit Infrarotstrahlung. Das Militär, Jäger oder die Polizei verwenden diese und erkennen damit die Wärmestrahlung der jeweiligen Körper und Objekte. Mittlerweile kommen ähnliche Systeme auch im Autoverkehr bei Nacht- und Nebelfahrten zum Einsatz. Experten sprechen in diesem Zusammenhang von der  Thermografie. Auch in der Industrie wird diese angewendet, um beispielsweise Mängel oder Schäden an Anlagen und Maschinen erkennen zu können. Denn durch Risse und lose Verbindungen entweicht Wärme.  

Daneben ermöglicht die Infrarotstrahlung auch  drahtlose Kommunikation. Als Beispiele seien hier die Infrarotfernbedienung, Lichtschranken und die optische Datenübertragung mittels Glasfaser erwähnt.

Mit Infrarotstrahlung Wärme erzeugen

Ein weitläufiges Anwendungsgebiet der Infrarotstrahlung ist deren Nutzung als Wärmeerzeuger: 

• Unter anderem erfolgt eine Vielzahl thermischer Prozesse in der Industrie wie Aushärten, Backen oder das Verformen von Kunststoff mittels dieser Strahlung. 
  
• Daneben profitiert die Medizin im großen Umfang von der Infrarotstrahlung. Wie in der Industrie nutzen Mediziner die entsprechenden Wellenlängen zum Lasern. 
  
• Heizstrahler oder sogenannte Rotlichtlampen können bei der Behandlung von Entzündungen oder Muskelbeschwerden helfen. 
  

Im Alltag ist die Infrarotstrahlung vor allem in Form der Infrarotheizung zu finden. Diese kommt dann jedoch eher als Zusatzheizung oder für die Übergangszeit in Frage. Denn die Infrarotheizung gehört zu den Elektroheizungen und benötigt demnach vergleichsweise viel Strom. Dabei können neue Niedrigenergie- oder Passivhäuser eine Ausnahme bilden. In den meisten Fällen kommt diese Art der Heizung im Badezimmer, in Gästeräumen, im Wintergarten oder im Ferienhaus zum Einsatz.

Vor- und Nachteile des infraroten Heizens

Muss nur wenig geheizt werden, lohnt sich die Infrarotheizung als Ergänzung. Vor allem die Investitionskosten sind attraktiv. Denn Sie bekommen bereits für etwa 150 Euro kleine Geräte mit 200 Watt (als ergänzender Badheizkörper). Ein weiterer Vorteil ist, dass der Heizkörper mit Infrarotstrahlung sehr unauffällig daherkommt, zum Beispiel als Spiegel im Badezimmer, als Kreidetafel in der Küche oder als dekorative Steintafel im Wohnbereich. Des Weiteren sind die Systeme leicht zu installieren und bedürfen in der Regel keiner Wartung. Der Energieaufwand ist verhältnismäßig gering. Es erfolgt eine direkte Einstrahlung. Dadurch können sich Gegenstände und Körper schnell erwärmen. Dabei verzeichnet die Infrarotheizung nur geringe Vor- und Nachheizzeiten. 

Dem gegenüber stehen die vergleichsweise hohen Betriebskosten sowie die eingeschränkte Messbarkeit des Wärmegrads, da nur die angestrahlten Objekte warm werden. Ein dauerhafter oder alleiniger Einsatz einer Heizung mit Infrarotstrahlung ist wenig sinnvoll. Zudem sollte ein guter Dämmstandard vorausgesetzt sein.

Die Verwendung einer Infrarotheizung sollte gut überlegt sein. Worauf es zu achten gilt, erfahren Sie im Beitrag Tipp des Monats: Richtig heizen mit Infrarot.