Історія розвитку інфрачервоного опалення

Відкриття ІЧ променів

Існування невидимих ​​променів, які здатні нести і віддавати тепло передбачалося ще задовго до появи способів і, головне, інструментів для наукового доказу походження таких променів. Перші спроби обгрунтувати реальність невидимого теплового випромінювання можна знайти в «Хімічному трактаті про повітря і вогонь" Карла Шеєле, який в 1777 році присвятив окрему главу своєї роботи «променисте тепло», проте його вивчення зводилися до спостережень і не несли за собою ніяких практичних підтверджень. Через 20 з невеликим років, на початку 1800-х років, Вільям Гершель виявив цікаву властивість у стекол різних кольорів, а саме, кожне з них в залежності від цветофільтров, по-різному поглинало світло і тепло. Цей факт зацікавив вченого і він вирішив провести простий проте дуже важливий досвід, який започаткував дослідження інфрачервоних променів. Він хотів з'ясувати розподіл тепла по спектру сонячних променів, який виходить через проходження світла крізь призму. Пересуваючи спеціальний термометр в різні колірні промені сонячного спектра, Гершель з'ясував, що температура збільшується, якщо рухатися від фіолетової смуги до червоної. Так, виникло припущення, що на краю червоного світлового випромінювання починається те саме «невидиме» теплове випромінювання. 27 березня 1800 року, а також через місяць, Гершель виступав з доповіддю на засіданні Лондонського Королівського товариства, де представив публіці результати двадцяти дослідів, які допомогли йому зафіксувати два дуже важливих відкриття:

1. Було знайдено існування невидимих для людського ока променів за спектром червоного світла, які випромінюють більше тепла, ніж всі видимі випромінювання;

2. Такі промені «за межею» відображаються і переломлюються також, як і світлові.

На думку Томаса Юнга, відкриття Гершеля було найбільшим з часів Ньютона.

Перші дослідження особливостей інфрачервоного випромінювання

Вільям Гершель поклав початок численним дослідам, пов'язаних з пошуком межі теплового випромінювання та його показниками. Відкриття вченого остаточно підтвердилося і цілий ряд фізиків по всьому світу почали дослідження із застосуванням все більш і більш досконалих вимірювачів температури. Варто окремо згадати про французький вченій беккерелів, який ввів відоме нам поняття «інфрачервоні промені». Великий внесок у дослідження даного явища зробив італієць М. Меллона, який присвятив все своє життя вивченню інфрачервоного діапазону спектра світла. Головним чином, він встановив, що:

1. Інфрачервоні промені можуть пропускатися водою в різній кількості;

2. Різні речовини мають свої особливості поглинання і проходження через них інфрачервоного випромінювання, таку характеристику він назвав теплопрозрачностью;

3. Одне і теж тіло неоднаково пропускає і поглинає ІЧ хвилі від різних джерел;

4. У різних джерелах кількісний вміст інфрачервоних променів дуже різноманітно, аж до того, що частина з них зовсім відсутня в деяких джерелах.

Вчений Ампер встановив іншу важливу характеристику ІЧ випромінювання - завдяки вірі в ідею єдності сил природи він прийшов до висновку про те, що теплові і світлові промені мають загальну природу, а відмінності в проходженні крізь тіла він обгрунтував тим, що такі хвилі мають різну довжину. Остаточно це підтвердив Кноблаух в 1848 році шляхом проведення декількох поетапних досліджень за властивостями інфрачервоних променів. Таким чином, сучасні твердження про подібність інфрачервоного випромінювання з сонячним були доведені більш ніж 150 років тому.

Надалі увагу дослідників зосередилася на визначенні довжини хвилі інфрачервоних променів. Завдяки цим дослідженням інфрачервону область спектра прийнято тепер ділити на чотири частини: ближню (λ = 0,76 ... 3 мкм), середню (λ = 3 ... 6 мкм), далеку (λ = 6 ... 15 мкм) і дуже далеку (λ = 15 ... 1000 мкм).

ХХ століття - початок практичного використання ІЧ випромінювання

З початку XX в. інфрачервоний діапазон випромінювання став застосовуватися для вирішення різних практичних завдань і проблем. Проводилась інфрачервона спектроскопія - метод для розпізнавання різних хімічних сполук шляхом спостереження за реакцією речовин на випромінювання. Також не залишається без уваги фундаментальне дослідження і виведені теорії німецького вченого Густава Кірхгофа, який приділив велику увагу теорії теплового випромінювання інфрачервоних хвиль. Він заклав основу для практичного використання інфрачервоних випромінювачів в якості джерела тепла і обігріву.

Значна увага приділялася і впливу інфрачервоних променів на організм людини. Дослідження показали, що інфрачервоне випромінювання здатне покращувати кровообіг, мають болезаспокійливу дію, а хірургічні операції, проведені при інфрачервоному випромінюванні, легше переносяться хворими, оскільки швидше відбувається регенерація клітин.

Перша промениста система опалення з водою в якості теплоносія була розроблена в 1906 році англійцем Варкером. Однак використовувати інфрачервоне випромінювання в обладнанні для опалення пропонувалося ще раніше російським інженером Яхимович. Також популярність інфрачервоних променів зросла після того, як Г. Форд почав використовувати таке випромінювання для швидкого сушіння пофарбованих машин. У Європі оцінили по достоїнству такі корисні властивості інфрачервоних випромінювачів і вже в 1933 році були запатентовані перші інфрачервоні обігрівачі. Далі технології розвивалися ще швидше, і вже через 15 років вийшов перший керамічний інфрачервоний обігрівач, а в 1969 році компанія Noirot випустила інфрачервоний обігрівач, який відрізнявся дуже маленьким часом запуску і швидким обігрівом.

Таким чином, людство отримало ще один незаперечно корисний і вигідний джерело тепла, який, на сьогоднішній день, визнаний максимально безпечним і економним обладнанням для опалення найрізноманітніших приміщень і територій.