Для чего нужны электрические лампы? Конечно же, они служат источником света. Но напомним простую истину из области школьной физики. И свет, и тепловое излучение, и звук, и рентген, и СВЧ-излучение микроволновки, и радиоволны… Все это – электромагнитные колебания, и отличаются они друг от друга лишь частотой, или длиной волны. Все органы осязания человека, по сути, воспринимают лишь колебания окружающей среды. Что именно и в качестве чего мы воспринимаем, зависит лишь от строения органов чувств. Точно также для излучения волн различной длины требуются различные устройства.

Однако свет и тепло являются соседями по спектру. Инфракрасная часть спектра – это и есть тепловое излучение, которое на оси длин волн лежит ниже красного цвета. Оно уже не воспринимается глазом, но дарит нам тепло.

Это соседство не всегда полезно. Так, мы прекрасно знаем, как сильно нагревается обычная лампа накаливания, когда горит. Точно так же открытая спираль электрической плитки дает хорошо заметный видимый красный цвет. Это происходит потому, что оба источника колебаний излучают в более широком диапазоне длин волн, чем требуется согласно их назначению. В итоге снижается коэффициент полезного действия прибора. У лампы накаливания тепло является паразитным, ненужным излучением. У нагревательной спирали паразитным излучением выступает свет. Но – заметьте! Устроены они одинаково. Спираль электроплитки, как и нить лампы накаливания, изготовлена из металлов с высоким удельным сопротивлением, поэтому и разогревается при пропускании тока через нее. Разные сопротивления, разные температуры нагрева, разные условия работы (нить лампы горит в вакууме или разреженной среде инертных газов) определяет то, что лампа, в основном, излучает свет, а нагревательный элемент плитки – тепло.

Таким образом, мы выяснили, что свет и тепло могут излучаться одними и теми же приборами. Это утверждение и положено в основу работы инфракрасных ламп.

Когда вред приносит пользу

Можно ли сместить спектр излучения лампы накаливания в инфракрасную область? Оказывается – да, при желании конструкторов такое возможно. Тогда лампа будет излучать в основном тепло, а не свет, и будет служить совершенно другим целям. Каким же?

- Лечение светом и теплом инфракрасной лампы

Еще с детства мы помним, что насморки и другие простудные заболевания было принято лечить так называемой «синей лампой» ― рефлектором с лампой накаливания, колба которой имела интенсивный синий цвет. Состав газа внутри колбы также отличался от наполнения обычной лампочки, в результате чего она светила очень тускло, но дарила сильное и эффективное тепло (это была классическая лампа для обогрева). Впервые «синюю лампу» применил российский военврач времен Первой мировой А. В. Минин. Он облегчал больным солдатам боли и излечивал различные заболевания, поскольку такая лампа обладала не только тепловым, но и противовирусным, и антибактериальным воздействием.

Сегодня ИК лампы пришли на смену синим целительницам. Они применяются в медицине для лечения ЛОР-заболеваний, облегчения мышечных болей и мышечной релаксации, борьбы с негнойными воспалительными процессами. Кроме того, инфракрасные лампы в составе различных косметологических процедур эффективно ухаживают за проблемной кожей. В результате воздействия инфракрасного излучения облучаемый участок кожи интенсивно снабжается кровью. Обмен веществ растет, что позволяет «запустить» в организме процессы выздоровления.

- Инфракрасные лампы для обогрева животных

Как бы это ни звучало, но еще одна обширная отрасль, где нашли самое активное применение ИК лампы – это животноводство. Здесь используется обогрев инфракрасными лампами молодняка. Животным, как и людям, тоже оказывается необходимым целительное тепло. Исследования ученых показали, что инфракрасное излучение способствует повышению аппетита и усвояемости кормов у поросят, телят, жеребят, молодняка птицы и породистых собак. В результате прирост веса молодняка в единицу времени существенно увеличивается. Организм животных лучше сопротивляется болезням. Более того, поскольку инфракрасное излучение – это живое тепло, работа инфракрасных ламп прогревает помещение и высушивает сено. Поэтому повышается гигиена и чистота в местах содержания скота, уменьшаются потери в зимний период, когда молодняк особенно страдает от недостатка тепла, скучивается и наносит друг другу увечья.

- Обогрев окрашенных поверхностей и сушка краски

Наконец, существуют специальные инфракрасные лампы для сушки лаков и красок. Это удобно, например, в автомастерских и ремонтных предприятиях. Использование ламп инфракрасного излучения позволяет ускорить процесс затвердевания лаков и эмалей, улучшает качество покрытия ― поэтому окрасочные цеха в сервисах машин дорогих марок (Ауди, Мерседес, БМВ) просто таки увешаны мощными инфракрасными лампами для сушки автоэмалей. Процесс локальной сушки так же применяется в ряде поточных промышленных технологических цепочек.

Как устроена инфракрасная лампа

Поскольку конструкция нагревательного элемента ближе всего к устройству обычной лампы накаливания, в основе инфракрасной лампы работает вольфрамовая нить «лампочки Ильича». Правда, сегодня на смену традиционным лампам накаливания пришли – и уже прочно утвердились на этом месте – галогеновые лампы. Именно такими лампами, по сути, и являются инфракрасные лампы, поскольку галогеновая среда позволяет улучшить эксплуатационные характеристики лампы накаливания. Другие лампы видимого света излучают в более «холодных» (то есть фиолетовых) его областях, поэтому служить источниками инфракрасного света не могут.

Из всех конструкций галогеновых ламп для источника инфракрасного излучения наиболее всего подходит зеркальная лампа. Такие лампы имеют большую, выдутую из стекла колбу конической формы, на внутреннюю поверхность которой нанесена зеркальная амальгама. Покрытие, отлично отражающее свет, служит встроенным рефлектором лампы. Поэтому свет эффективно фокусируется на объектах или зонах освещения (в нашем случае – теплового облучения).

Благодаря подбору химического состава заполняющего колбу газа, а также материала нити накаливания, разработчикам удалось сместить максимум зоны излучения ламп в эффективный инфракрасный диапазон. При этом доля видимого света в излучении оказывается незначительной, не более, а даже менее, чем у нагревательной спирали электроплитки. Свыше 90% потребляемой лампой от сети электрической мощности превращается в тепловое излучение! А зеркальный параболический отражатель качественно фокусирует это излучение на небольшом участке, что повышает его интенсивность.

Колба (обычно красного, реже – синего стекла) также участвует в формировании спектра излучения, правда, совсем немного. Но общий коэффициент полезного действия лампы она все же увеличивает. Проходя через цветное стекло, оставшаяся в излучении доля видимого света «окрашивается» в инфракрасные цвета. Цветопередача излучаемого лампой света становится равномернее и приятнее для восприятия.

Инфракрасные зеркальные галогеновые облучатели выдают полную тепловую мощность практически мгновенно после включения. Российские стандарты распространяются на лампы типов ИКЗК и ИКЗС, которые имеют длительный срок эксплуатации – соответственно 6500 и 6000 часов непрерывной работы.

Чем же инфракрасная лампа лучше нагревательного элемента?

Казалось бы, электрические нагреватели имеют не меньшую историю, чем инфракрасные лампы, и столь же эффективно отдают нам тепло. В чем же их отличие?

Дело в том, что нагревательный элемент обычной конструкции и инфракрасная лампа для прогрева отличаются друг от друга примерно так же, как (да простится нам вольность в сравнении) булава и стрела. Излучение нагревательного элемента слишком агрессивно – оно имеет очень высокую температуру, и его почти нельзя регулировать и направлять в какую-либо одну точку. Инфракрасная лампа для прогревания конкретной поверхности хороша тем, что дает полностью управляемое, мягкое тепло, которое можно направить на поверхность небольшой площади. Таким образом, если Вам необходимо обогреть дом, стоит использовать нагреватели. Но если нужно вылечить простуду, над нагревателем нос можно сжечь, а под действием инфракрасной лампы – никогда.

В животноводстве, кстати сказать, фокусирование тепла также предельно важно. Один и тот же температурный режим будет способствовать развитию маленьких поросят, но вызовет перегрев и болезнь свиноматки. Поэтому и используют направленные источники тепла, а не нагревают воздух во всем помещении целиком.

Особенности эксплуатации инфракрасных ламп для прогревания

Если вы решили купить инфракрасную лампу и уже определились с типом, вам важно так же знать, что зеркальные инфракрасные лампы снабжаются стандартным резьбовым цоколем (бытовой Е27), позволяющим легко устанавливать их в патронах для ламп накаливания. Однако следует использовать только керамические патроны и светильники с защитной арматурой против влаги, помня о сильном тепловом излучении лампы. Достаточно часто мощные инфракрасные лампы для обогрева животных устанавливают в стандартный пластиковый отражатель и такой же пластиковый патрон ― и они через несколько часов просто расплавляются, а могут привести и к короткому замыканию. Так что будьте бдительны, подбирайте правильные компоненты.