Technologie von Infrarotstrahlern

Infrarotstrahler stellen eine technologische Innovation im Bereich der Heiztechnik dar. Sie stellen eine vollwertige Wärmequelle dar, die nicht nur Wohnräume, sondern auch Produktionshallen oder Außenbereiche zuverlässig beheizt. Im Gegensatz zu klassischen Heizkörpern sorgen sie für ein sofortiges Wärmegefühl, das Sie an die Sommersonne und ihre wärmenden Strahlen erinnern wird. Es handelt sich auch um eine gesunde Art zu heizen, denn Infrarotstrahler erwärmen weder die Luft noch wirbeln sie Staub auf. Heizstrahler bieten jedoch noch viele weitere Vorteile, die insbesondere Ihre Brieftasche erfreuen. Die einzelnen Infrarotstrahler unterscheiden sich jedoch in ihrem Heizelement, das ihre charakteristischen Eigenschaften bestimmt. Was sind also die Unterschiede zwischen den einzelnen Typen und wie wählen Sie den richtigen Infrarotstrahler für Ihren Haushalt aus?

Einzelne Typen und Parameter von Infrarotstrahlern

Infrarotstrahler können nach der Art der verwendeten Technologie unterschieden werden. Anhand der Art des Heizelements können wir insgesamt fünf Grundtypen von Heizstrahlern unterscheiden, die ihre spezifischen Eigenschaften haben. Jeder von ihnen bringt gewisse Vor- und Nachteile mit sich und ist daher für unterschiedliche Räume geeignet. Wie kommen derartige Temperaturunterschiede der Heizelemente zustande? Mit steigender Temperatur des Infrarotstrahlers steigt auch die Wärmeintensität. In diesem Fall ist es erforderlich, den Heizstrahler in größerem Abstand zu Gegenständen und Personen zu platzieren. Im Falle von Kurz- und Mittelwellenröhren entsteht zusätzlich ein Lichtspektrum.

Infrarotstrahler strahlen in der Regel im Bereich von 720 nm (Nanometer) bis 1 mm. Wir unterteilen sie in:

Kurzwellige Strahler (NIR)

Kurzwellige Infrarotstrahler erreichen Wellenlängen zwischen 900 nm und 1.400 nm. Diese Infrarotstrahler haben eine hohe Intensität des Lichtspektrums, d. h. sie erzeugen Licht. Sie eignen sich beispielsweise hervorragend für Restaurants und Schwimmbäder, wo sie in Form der untergehenden Sonne eine angenehme Atmosphäre schaffen. Auch Infrarotstrahler dieser Kategorie erreichen Temperaturen von 1.800 °C bis 2.700 °C. Charakteristisch für diesen Typ ist eine hohe Eindringtiefe der Infrarotstrahlen in den Körper. So kann die Wärme in alle Hautschichten aufgenommen werden.

Quarzröhren

Zu den kurzwelligen Infrarotstrahlern können wir die sogenannten Quarzstrahler zählen, die Philips- und GE-Quarzröhren verwenden. Bei Stromzufuhr heizen sie sich auf eine Temperatur von bis zu 2.700 °C auf, was einem Strahlungsmaximum von etwa 1 Mikrometer entspricht. Charakteristisch für diese Art von Infrarotstrahler sind vor allem seine kompakten Abmessungen, wobei die maximale Länge des Gerätes 50 cm erreicht.

Quarz-Infrarotstrahler haben aufgrund der kurzen Wellenlängen eine wesentlich höhere Bestrahlungsstärke als mittelwellige Strahler – ihre Bestrahlungsstärke beträgt ca. 96 %. Es handelt sich somit um einen universellen Strahlertyp, der sich besonders für die kurzzeitige Verwendung eignet. Eingesetzt werden können sie daher insbesondere im Außenbereich und nicht überdachten Bereichen, wo sich Personen an ihnen wärmen können.

Geeignet für: Badezimmer, Terrassen, Außengärten, Messegelände, Lagerhallen, Hallen, Kirchen, Garagen, landwirtschaftliche Gebäude usw.

Quarzröhrenkonstruktion

Diese Art von Strahler ist mit klassischen Wolfram-Glühbirnen vergleichbar. In der Mitte der Röhre befindet sich ein Wolframfaden (Spirale), um den sich das Halogenid bei hoher Temperatur allmählich in Halogen- und Wolframpartikel zersetzt, die sich dann wieder auf dem Wolframfaden ablagern.

Die Heizröhre enthält auch gasförmiges Halogen, Jod oder Brom, dank dessen sich das verdampfte Wolfram wieder ablagert und Wolframhalogenid bildet. So kann es nicht an der Innenwand der Röhre kondensieren. Dieser Prozess verlängert die Lebensdauer (bis zu 7.000 Stunden) der Heizröhre.

Das Gehäuse der Röhre besteht aus Quarzglas, das die kurzen Wellen von Infrarotgeräten durchlässt. Das Glas ist somit dauerhaft transparent und es kommt zu keinem Verlust an Leuchtkraft.

Neben der Erzeugung von Licht aus dem sichtbaren Spektrum zeichnen sich diese Strahler durch eine hohe Eindringtiefe der Wärmestrahlung in den Körper aus. Für eine effizientere Wärmeübertragung werden hinter der Röhre sogenannte Glasreflektoren platziert, das die gesamte Wärmeenergie in den Raum vor dem Infrarotstrahler reflektiert.

Die Form des Spiegels bestimmt, wie groß die bestrahlte Fläche ist und mit welcher Intensität der Raum bestrahlt wird. Dank der Spiegel ist es möglich, den Infrarotstrahler auf eine kleinere Fläche auszurichten und die Intensität der erzeugten Wärme zu erhöhen oder umgekehrt die bestrahlte Fläche zu vergrößern und die Wärmeintensität zu senken.

Die Glasreflektoren werden in der Regel so eingestellt, dass ihr Abstrahlwinkel maximal 90° beträgt, weshalb sie ihre maximale Strahlungsleistung auf 1 m² erreichen. Daher eignen sich Quarzstrahler für Bereiche, in denen eine höhere Heizintensität erforderlich ist.

Mittelwellige Strahler (CIR)

Mittelwellige Infrarotstrahler erreichen Wellenlängen von 1.400 bis 3.000 nm. Diese Infrarotstrahler haben auch eine relativ hohe Wärme- und Lichtspektrumsintensität. Sie erreichen Temperaturen um 1.000 °C. Im Vergleich zu kurzwelligen Strahlern haben sie eine viel geringere Strahlkraft und beginnen erst innerhalb eines zweistelligen Sekundenbereichs zu wärmen. In diese Kategorie gehören Carbon- und Halogen-Infrarotstrahler.

Carbonröhren

Carbon-Infrarotstrahler haben in der Regel eine deutlich größere Fläche als Quarzstrahler. Sie unterscheiden sich auch in der Temperatur, die niedriger ist und maximal 600 °C erreicht. Bei dieser Temperatur erreichen Carbon-Infrarotstrahler eine maximale Strahlungsleistung von etwa 2 bis 3 Mikrometern. Neben der Ausbreitung von Strahlungswärme erzeugen sie auch Licht im sichtbaren Spektrum. Im Vergleich zu Halogen- und Quarzstrahlern haben sie jedoch eine deutlich geringere Leuchtkraft, was das Lichtspektrum weniger störend macht und dadurch die Bindehaut der Augen weniger belastet.

Diese Infrarotstrahler eignen sich daher für Bereiche, in denen eine höhere Strahlungsintensität und eine geringere Leuchtkraft erforderlich sind. Dank dieser Kombination kann der Strahler in geringerem Abstand zu Personen platziert werden. Einige Modelle erlauben auch eine vertikale Aufstellung, was besonders bei tragbaren Heizstrahlern von Vorteil ist.

Geeignet für: Badezimmer, Toiletten, Garagen, Pergolen, Pavillons, Zelte, Restaurants, Gärten, Swimmingpools usw.

Aufbau eines Carbonstrahlers

Carbonstrahler verfügen in der Regel über eine Heizröhre aus nanofizierten Fasern, die aus zwei Materialien bestehen – Chrom und Nickel, sogenanntem Chromel. Diese Faser wird weiter zu einer Spirale gedreht und auf einen Keramikkern gewickelt, der in einem Glasrohr gelagert wird. Darüber hinaus verbessert die Nanofizierung die mechanische Beständigkeit des Heizfadens. Außerdem verlängert dieses Verfahren die Lebensdauer des Strahlers auf 8.000 bis 10.000 Betriebsstunden. Neuere Modelle von Infrarotstrahlern verwenden auch modernere Kohlefasern und eine vakuumierte Glasröhre. Diese Variante sorgt für einen deutlich höheren Wirkungsgrad von bis zu 99 %. 

Bestandteil eines jeden Gerätes sind auch reflektierende Spiegel. Sie geben der Wärmeenergie die richtige Richtung, denn ein Carbonstrahler strahlt die Wärme in einer Kreisfläche ab. Die Spiegel werden in der Regel auf einen größeren Abstrahlwinkel von etwa 100 bis 110° eingestellt. Sie können einen viel größeren Bereich beheizen, jedoch mit geringerer Intensität. Aus diesem Grund können die Infrarotstrahler jedoch auch in größerer Nähe zu Personen installiert werden. Darüber hinaus können einige Typen sowohl horizontal als auch vertikal angebracht werden.

Halogenröhren

Halogen-Infrarotstrahler sind die am häufigsten verwendeten Strahler. Sie sind nämlich universell und für die meisten Anwendungen geeignet. Im Vergleich zu anderen Strahlertypen benötigen sie mehr Anlaufzeit zum Erreichen ihrer vollen Leistung, was 30 bis 60 Sekunden dauern kann. Sobald sie jedoch die volle Leistung erreichen, geben sie neben angenehmer Wärme auch ein weniger intensives Lichtspektrum ab.

Ein großer Vorteil von Halogenstrahlern ist auch die einfache Installation. Da die Wärmeintensität bei größerer Entfernung geringer ist, empfiehlt es sich, den Infrarotstrahler in geringerem Abstand zu Personen und Gegenständen zu platzieren. Um den „Heißer Kopf und kalte Füße“-Effekt zu vermeiden, führen die Hersteller die empfohlenen Positionen für einzelne Typen von Infrarotstrahlern (sog. Nomogramme) an.

Geeignet für: Badezimmer, Toiletten, Terrassen, Pavillons, Pergolen, Garagen, Gärten, Restaurants, Swimmingpools, Whirlpools, Zelte, Kirchen, Wohnräume und mehr.

Halogenröhrenkonstruktion

Jeder Halogenstrahler hat im Inneren eine Siliziumröhre, die eine zu einer Spirale verdrehte Chrom-Nickel-Faser enthält. Im Vergleich zu anderen Typen erreichen sie höhere Strahlungsleistungsdichten pro 1m² Fläche. Sie können eine bis zu viermal größere Fläche erwärmen als beispielsweise Quarzstrahler. Dazu tragen auch größere Glasreflektoren bei.

Die Heizröhre erreicht eine Temperatur zwischen 600 und 1.000 °C, sodass die Wärmeleistung deutlich geringer als bei einem kurzwelligen Strahler ist. Andererseits ist die Lichtintensität geringer als bei Vorgängertypen, eine Eigenschaft, die Sie nicht nur zu Hause schätzen werden.

Langwellig (LIR)

Langwellige Infrarotstrahler haben eine Wellenlänge von 3.000 bis 10.000 nm. Im Vergleich zu Vorgängervarianten haben diese Strahler eine Lichtspektrumsintensität von null. Da sie kein Licht abgeben, sind sie eine geeignete Alternative für Wohnräume. Keramik-Infrarotstrahler erreichen Temperaturen von 300 °C bis 900 °C und Aluminium-Infrarotstrahler von 200 °C bis 400 °C. Obgleich ihre Wärmeintensität gering ist, haben diese Typen eine große Abstrahlfläche.

Keramikröhren

Keramik-Infrarotstrahler erzeugen weniger intensive Wärme bei größerem Abstrahlwinkel und ohne Lichtspektrum. Aus diesem Grund handelt es sich um den am häufigsten in Innenräumen verwendeten Strahlertyp, der auch als vollwertige Wärmequelle genutzt werden kann.

Geeignet für: Badezimmer, Toiletten, Wohnräume, Terrassen, Pergolen, Pavillons, Gärten, Restaurants, Garagen, Swimmingpools, Zelte, Whirlpools, Kirchen usw.

Keramikröhrenkonstruktion

Keramik-Heizstrahler haben eine, in einem Keramikgehäuse gelagerte Heizröhre aus Chrom-Nickel-Legierung. Das Gehäuse bildet einen Schutzschild gegen eine mögliche Oxidation der Legierung und verhindert zudem das Entweichen von Restlicht aus dem sichtbaren Spektrum. Dank des Keramikgehäuses kann der Infrarotstrahler viel Wärmeenergie abstrahlen. Das Heizelement kann Temperaturen von 300 bis 900 °C erzeugen. Die maximale Temperatur erreicht der Heizstrahler innerhalb von ca. 2 Minuten. Nach dem Ausschalten kann er noch 5 Minuten lang Wärme abstrahlen.

Um die Wärme möglichst gleichmäßig im Raum zu verteilen, sind die Keramikelemente meist leicht gebogen. Der Infrarotstrahler strahlt die Wärme dadurch in einem größeren Winkel ab.

Metallröhren (Aluminium)

Aluminium-Heizstrahler unterscheiden sich in ihren Eigenschaften nicht wesentlich von Keramik-Heizstrahlern. Genau wie der vorgenannte langwellige Strahlertyp eignet sich auch der Metall-Heizstrahler besonders für den Innenbereich, da er bei seinen maximalen Temperaturen kein Lichtspektrum erzeugt.

Geeignet für: Badezimmer, Toiletten, Wohnräume, Terrassen, Pergolen, Pavillons, Gärten, Restaurants, Garagen, Swimmingpools, Zelte, Whirlpools, Kirchen usw.

Aluminiumröhrenkonstruktion

Das Heizelement im Aluminium-Infrarotstrahler besteht aus Chrom-Nickel-Stahl. Im Gegensatz zu Keramik-Heizstrahlern unterscheiden sie sich jedoch in ihrem Gehäuse, das aus einem massiven Aluminiumprofil besteht. Dadurch erfolgt die Wärmeübertragung auf die Strahleroberfläche schneller und viel effizienter. Metall-Infrarotstrahler erreichen Temperaturen von 200 bis 400 °C,

wobei sie nach ca. 7 Minuten auf voller Leistung arbeiten. Außerdem strahlt das Gerät noch fünf Minuten nach dem Ausschalten Wärme ab.

Ein weiterer Vorteil von Metall ist eine längere Lebensdauer und eine höhere mechanische Beständigkeit gegen Vibrationen. Deshalb kann der Heizstrahler in jeder beliebigen Position angebracht werden.

Vergleich von Infrarotstrahlern

Bei der Auswahl eines Infrarotstrahlers hilft Ihnen auch unsere Tabelle, die die einzelnen Strahlertypen im Detail vergleicht.