История развития инфракрасного отопления

Открытие ИК лучей

Существование невидимых лучей, которые способны нести и отдавать тепло предполагалось еще задолго до появления способов и, главное, инструментов для научного доказательства происхождения таких лучей. Первые попытки обосновать реальность невидимого теплового излучения можно найти в «Химическом трактате о воздухе и огне» Карла Шееле, который в 1777 году посвятил отдельную главу своей работы «лучистое тепло», однако его изучения сводились к наблюдениям и не несли за собой никаких практических подтверждений. Спустя 20 снебольшим лет, в начале 1800-х годов, Вильям Гершель обнаружил интересное свойство у стекол разных цветов, а именно, каждое из них в зависимости от цветофильтра, по-разному поглощало свет и тепло. Этот факт заинтересовал ученого и он решил провести простой однако очень важный опыт, который положил начало исследованиям ИК лучей. Он хотел выяснить распределение тепла по спектру солнечных лучей, который получается через прохождение света сквозь призму. Передвигая специальный термометр в разные цветовые лучи солнечного спектра, Гершель выяснил, что температура увеличивается, если двигаться от фиолетовой полосы к красной. Так, возникло предположение, что на краю красного светового излучения начинается то самое «невидимое» тепловое излучение. 27 марта 1800 года, а также месяц спустя, Гершель выступал с докладом на заседании Лондонского Королевского общества, где представил публике результаты двадцати опытов, которые помогли ему зафиксировать два очень важных открытия:

Было найдено существование невидимых человеческому глазу лучей за спектром красного света, которые излучают больше тепла, чем все видимые излучения;

Такие лучи «за пределом» отражаются и преломляются так же, как и световые.

По мнению Томаса Юнга, открытие Гершеля было крупнейшим со времен Ньютона.

Первые исследования особенностей инфракрасного излучения

Вильям Гершель положил начало многочисленным опытам, связанным с поиском предела теплового излучения и его показателями. Открытие ученого остаточно подтвердилось и целый ряд физиков по всему миру начали исследования с применением все более и более совершенных измерителей температуры. Стоит отдельно вспомнить о французском ученом Беккереле, который ввел известное нам понятие «инфракрасные лучи». Большой вклад в исследования данного явления сделал итальянец М. Меллони, который посвятил всю свою жизнь изучению инфракрасного диапазона спектра света. Главным образом, он установил, что:

• Инфракрасные лучи могут пропускаться водой в разном количестве;
• Различные вещества имеют свои особенности поглощения и прохождения через них инфракрасного излучения, такую характеристику он назвал теплопрозрачностью;
• Одно и то же тело неодинаково пропускает и поглощает ИК волны от разных источников;
• В разных источниках количественное содержание инфракрасных лучей очень разнообразно, вплоть до того, что часть из них совершенно отсутствует в некоторых источниках.

Ученый Ампер установил другую важную характеристику ИК излучения – благодаря вере в идею единства сил природы он пришел к выводу о том, что тепловые и световые лучи имеют общую природу, а различия в прохождении сквозь тела он обосновал тем, что такие волны имеют разную длину. Окончательно это подтвердил Кноблаух в 1848 году путем проведения нескольких поэтапных исследований по свойствам инфракрасных лучей. Таким образом, современные утверждения о сходстве инфракрасного излучения с солнечным были доказаны более чем 150 лет назад.

В дальнейшем внимание исследователей сосредоточилось на определении длины волны инфракрасных лучей. Благодаря этим исследованиям инфракрасную область спектра принято теперь делить на четыре части: ближнюю (λ = 0,76...3 мкм), среднюю (λ = 3...6 мкм), дальнюю (λ = 6...15 мкм) и очень далекую (λ = 15... 1000 мкм).

ХХ век – начало практического использования ИК излучения

С начала XX в. инфракрасный диапазон излучения стал применяться для решения различных практических задач и проблем. Проводилась инфракрасная спектроскопия — метод для распознавания различных химических соединений путем наблюдения за реакцией веществ на излучение. Также не остается без внимания фундаментальное исследования и выведенные теории немецкого ученого Густава Кирхгофа, который уделил большое внимание теории теплового излучения инфракрасных волн. Он заложил основу для практического использования инфракрасных излучателей в качестве источника тепла и обогрева.

Значительное внимание уделялось и влиянию ИК лучей на организм человека. Исследования показали, что инфракрасное излучение способно улучшать кровообращение, имеют болеутоляющее воздействие, а хирургические операции, проведенные при инфракрасном излучении, легче переносятся больными, поскольку быстрее происходит регенерация клеток.

Первая лучистая система отопления с водой в качестве теплоносителя была разработана в 1906 году англичанином Варкером. Однако использовать инфракрасное излучение в оборудовании для отопления предлагалось еще ранее русским инженером Яхимовичем. Также популярность ИК лучей возросла после того, как Г. Форд начал использовать такое излучения для быстрой сушки окрашенных машин. В Европе оценили по достоинству такие полезные свойства инфракрасных излучателей и уже в 1933 году были запатентованы первые инфракрасные обогреватели. Далее технологии развивались еще быстрее, и уже через 15 лет вышел первый керамический инфракрасный обогреватель, а в 1969 году компания Noirot выпустила инфракрасный обогреватель, который отличался очень маленьким временем запуска и быстрым обогревом.

Таким образом, человечество получило еще один неоспоримо полезный и выгодный источник тепла, который, на сегодняшний день, признан максимально безопасным и экономным оборудованием для отопления самых различных помещений и территорий.