红外加热器

红外加热器或加热灯是与通过电磁辐射的较低温度将能量传递到主体更高的温度的机构。根据发射体的温度，红外辐射峰值的波长范围从780纳米至1毫米。能量转移不需要两个物体之间的接触或介质。红外线加热器可在真空或大气中操作。

红外线加热器的一种分类是根据红外线发射的波段。

• 短波或近红外范围从780纳米至1.4μm，这些发射器也被称为明亮的，因为仍然发射一些可见光；
• 介于两者之间的中红外线1.4微米和3微米；
• 远红外线或暗发射器适用于以上所有内容3微米。

用于电红外加热器的最常见灯丝材料是钨丝，它被盘绕以提供更大的表面积。钨的低温替代品是碳或铁、铬和铝的合金（商标和品牌名称Kanthal）。虽然碳丝的生产更易变，但与基于FeCrAl丝的类似中波加热器相比，它们的加热速度要快得多。

当加热器中不需要或不需要光时，陶瓷红外辐射加热器是首选。它们包含8米长的盘绕合金电阻丝，在加热器的整个表面散发出均匀的热量，而陶瓷可吸收90%的辐射。由于吸收和发射基于每个物体的相同物理原因，因此陶瓷非常适合作为红外线加热器的材料。

工业红外加热器有时在石英管上使用金涂层，反射红外辐射并将其引导至要加热的产品。因此，照射在产品上的红外辐射实际上增加了一倍。使用金是因为它具有抗氧化性和大约95%的非常高的红外反射率。

红外线加热器通常按其发出的波长分类：

近红外(NIR)或短波红外加热器在高于1800°C，在现场布置时可达到数百kW/m2的高功率密度。它们的峰值波长远低于水的吸收光谱，因此不适用于许多干燥应用。它们非常适合加热需要深度渗透的二氧化硅。

中波和碳(CIR)红外线加热器的灯丝温度约为1000℃。它们的xxx功率密度可达60kW/m2（中波）和150千瓦/米2(CIR)。

远红外线发射器(FIR)通常用于所谓的低温远红外线桑拿房。这些仅构成红外线桑拿市场的更高和更昂贵的范围。远红外线发射器不使用碳、石英或高瓦特陶瓷发射器，它们发射近红外和中红外辐射、热和光，而是使用保持低温的低瓦陶瓷板，同时仍发射远红外辐射。

温度与峰值波长之间的关系由维恩位移定律表示。

金属丝加热元件最早出现在1920年代。这些元件由铬合金制成的金属丝组成。Chromel由镍和铬制成，也称为镍铬合金。然后将这根金属丝盘成螺旋状并缠绕在陶瓷体上。当加热到高温时，它会形成一层氧化铬保护层，保护电线免受燃烧和腐蚀，并使元件发光。

热灯是一种白炽灯泡，其用于产生热量的主要目的。灯发出的黑体辐射光谱发生偏移以产生更多的红外光。许多加热灯包括一个红色滤光片，以xxx限度地减少发出的可见光量。加热灯通常包括内部反射器。

加热灯通常用在淋浴间和浴室里给沐浴者取暖，以及餐厅的食物准备区用来在上菜前保持食物温暖。它们也常用于畜牧业。用于家禽的灯通常称为育雏灯。除了幼鸟，其他可以从加热灯中受益的动物包括爬行动物、两栖动物、昆虫、蜘蛛和一些哺乳动物的幼崽。

用于加热灯的灯座通常是陶瓷的，因为塑料灯座在暴露于灯产生的大量废热时会熔化或燃烧，尤其是在“底座向上”位置操作时。灯罩或灯罩通常是金属的。护罩前部可能有一个金属丝护罩，以防止接触灯泡的热表面。

普通家用白色白炽灯泡也可用作加热灯，但出售的红色和蓝色灯泡用于育雏​​灯和爬虫灯。250瓦加热灯通常采用“R40”（5英寸反射灯）外形封装，带有一个中间螺钉底座。

当其他治疗无效或不切实际时，加热灯可用​​作医疗治疗以提供干热。

陶瓷红外加热元件用于需要长波红外辐射的各种工业过程。它们的有用波长范围为2–10μm。它们也经常用于动物/宠物保健领域。陶瓷红外线加热器（发射器）由三个基本发射器面制成：槽（凹面）、平面和灯泡或Edison螺旋元件，可通过E27陶瓷灯座进行正常安装。

这种加热技术用于一些昂贵的红外线桑拿房。它也存在于空间加热器中。这些加热器使用低功率密度的陶瓷发射器（通常是相当大的面板），可发射长波红外辐射。由于加热元件处于相对较低的温度，远红外加热器不会散发灰尘、污垢、甲醛、油漆涂层产生的有毒烟雾等气味。这使得这种类型的取暖非常受手足口病人群的欢迎。欧洲的严重过敏和多种化学物质敏感性。由于远红外技术不直接加热房间的空气，因此重要的是xxx限度地暴露可用表面，然后重新散发热量以提供均匀的全方位环境温暖。这被称为辐射加热。

卤素灯是充有高压惰性气体和少量卤素气体（溴或碘）的白炽灯；这会延长灯丝的寿命。这导致卤素灯的寿命比其他白炽灯长得多。由于卤素灯产生的高压和高温，它们相对较小并且由石英玻璃制成，因为它比标准玻璃具有更高的熔点。卤素灯的常见用途是桌面加热器。

石英红外加热元件发射中波红外能量，在需要快速加热器响应的系统中特别有效。石英灯泡中的管状红外灯产生波长为1.5–8μm的红外辐射。封闭的灯丝在大约2500K，比开放式线圈源产生更多的更短波长辐射。这些灯于1950年代在通用电气开发，生产约100瓦/英寸（4W/mm)并且可以组合以每平方英尺辐射500瓦(5400瓦/米2)。为了实现更高的功率密度，使用了卤素灯。石英红外灯用于高度抛光的反射器，以均匀和集中的模式引导辐射。

石英加热灯用于食品加工、化学加工、油漆干燥和冷冻材料的解冻。它们还可用于寒冷地区、孵化器中的舒适加热，以及用于加热、干燥和烘烤的其他应用。在太空再入飞行器的开发过程中，成组的石英红外灯用于测试功率密度高达28千瓦/平方英尺（300千瓦/米2）的隔热材料。

最常见的设计包括缎面乳白色石英玻璃管或带有电阻元件的透明石英，通常是钨丝，或铁铬铝合金薄线圈。除去大气并填充惰性气体如氮气和氩气，然后密封。在石英卤素灯中，加入少量卤素气体以延长加热器的使用寿命。

在工作温度下释放的大部分辐射能通过细石英管传输，但其中一些能量被石英石英玻璃管吸收，导致管壁温度升高，这导致硅氧键辐射远红外线。石英玻璃加热元件最初是为照明应用而设计的，但是当灯处于全功率时，只有不到5%的发射能量在可见光谱中。

石英钨红外线加热器发射中波能量，工作温度可达1500°C（中波）和2600°C（短波）。它们在几秒钟内达到工作温度。峰值波长发射约为1.6μm（中波红外）和1μm（短波红外）。

碳加热器使用能够产生长波、中波和短波远红外线热量的碳纤维加热元件。需要为要加热的空间准确指定它们。

有两种基本类型的红外线辐射加热器。

• 发光或高强度
• 辐射管加热器

用于工业和商业建筑空间加热的辐射管燃气加热器燃烧天然气或丙烷来加热钢质排放管。通过控制阀的气体流经杯形燃烧器或文丘里管。燃烧产物气体加热发射管。随着管子加热，来自管子的辐射能撞击该区域的地板和其他物体，使它们变暖。即使突然引入大量冷空气（例如在维修车库中），这种加热形式也能保持温暖。然而，它们不能抵抗冷风。

红外线加热器的效率是加热器消耗的总能量与产生的红外线能量的比值。虽然在整个过程中总会产生一定量的对流热，但任何通过加热器的空气运动都会降低其红外转换效率。使用新的未变色的反射器，辐射管的向下辐射效率约为60%。（另外40%包括不可恢复的向上辐射和对流损失，以及烟道损失。）