| АВТОР | ДАТА НА СЪЗДАВАНЕ | ВЕРСИЯ | НОМЕР НА ДОКУМЕНТ |
|---|---|---|---|
| Д-р Джерард Макгранаган | 14 октомври 2014 | V1.1 | CC11 - 00041 |
Въведение
Този документ представлява кратко проучване на информацията, свързана с инфрачервено отопление на хора и животни, обикновено наричана комфортно отопление. В него се обяснява научната обосновка на използването на средно- и дълговълнова инфрачервена радиация, когато се използва за комфортно отопление.
Инфрачервеното лъчение се използва като комфортно отопление за отопление на хора и животни. Хората и животните са изложени на инфрачервена връзка почти всеки ден чрез слънцето и са разработили специални механизми в кожата си, за да извлекат максимална полза от този източник. Знанията за тези механизми и характеристики трябва да се вземат предвид при избора на типа нагревател за комфортно отопление. Въпреки високата интензивност и мощния ефект на загряване на нагревателите на къси вълни, този документ обяснява недостатъците и здравословните проблеми, които може да причини нагревателите с къси вълни.
История
Инфрачервеното е нейонизиращо електромагнитно излъчване в дължините на вълните от 780nm до 1mm. В рамките на този широк вълнов диапазон той често се подразделя на три региона, IR-A, IR-B и IR-C, категоризирани както следва
- IR-A: 700nm-1400nm (0.7μm-1.4μm)
- IR-B: 1400nm-3000nm (1.4μm-3μm)
- IR-C: 3000nm-1mm (3μm-1000μm)
Инфрачервеното излъчване предизвиква ефект на нагряване, когато удари повърхност, в случай на комфортно загряване това обикновено е кожата. Въпреки това не всички инфрачервени лъчения се преобразуват в топлина. Всички инфрачервени лъчения могат да бъдат
- погълнат
- Предадени
- Отразена
Количеството на всеки зависи от характеристиките на повърхността и материала. IR, който се отразява, няма да се преобразува в топлина, докато IR, който се абсорбира, се преобразува в топлина директно. ИЧ, който се предава, може да бъде частично преобразуван в топлина в зависимост от дебелината на целта и колко радиация може да премине. По-късите дължини на вълната обикновено са по-пропускащи и следователно проникващи, докато средните и дългите вълни инфрачервената енергия обикновено проникват по-малко, преобразувайки по-голямата част от тяхната енергия за нагряване в повърхностния микро регион.
Абсорбцията
По отношение на човешкото тяло абсорбцията е силно зависима от характеристиките на кожата. Кожата абсорбира главно поради съдържанието си на 80% или около вода, следователно има абсорбционен спектър като вода (Robinson 2014). Видени на фигура 1 по-долу, от трите биологично значими ленти, IR-A и IR-B имат по-ниска абсорбция в сравнение с IR-C. Това означава, че IR-C и IR-B, които се срещат при по-големи дължини на вълната, се усвояват по-добре от човешката кожа. Това се превежда на по-ефективно загряване на хората чрез тези ивици на дълги и средни вълни. Разбира се, използването на нагревател, който доставя IR-A, все още ще загрява кожата, но ще бъде по-малко ефективен, тъй като кожата също не попива.
Отразяваща
Кожата може да отразява и инфрачервеното лъчение и това отново зависи силно от дължината на вълната. На Фигура 2, кожата има висок коефициент на отражение в биологично значими ивици IR-A и това намалява и се изравнява в ленти IR-B и IR-C.
Това означава, че от цялото инфрачервено лъчение, поразяващо кожата, голяма част от IR-A (късоволно излъчване) ще се отрази и следователно няма да причини нагряване.
Следователно инфрачервеният спектър при по-дългите дължини на вълната спомага благоприятно с висока абсорбция и ниско отражение, които са две основни свойства, необходими за ефективно нагряване на целта. Обратно, инфрачервеният спектър в по-късите дължини на вълната не се абсорбира добре и се отразява от повърхността на кожата.
трансмисия
И накрая, кожата също може да предава радиация и отново е функция на дължината на вълната. Всъщност, за близо IR (~ 1.2 μm, т.е. близо до края на IR-A), около 65% от IR може да достигне дермата (Schroeder et al. 2008). Отвъд 2 μm кожата е непрозрачна. Всъщност, въпреки факта, че кожата ще се нагрява от IR-A, която преодолява високата отразяваща способност на кожата, близката IR е потенциално по-опасна от средната и далечната IR, защото може да проникне в дермалната област на кожата и да причини по-големи наранявания.
Следователно, биологично значимият IR-C има висока абсорбция, ниска отразяваща способност и ниска пропускливост, всички от които са в полза на загряването на кожата, което в крайна сметка предава топлината във вътрешността на тялото чрез дифузия в по-хладната вътрешна тъкан. Това е също така по-безопасна вълнова лента, поради което комфортът IR обикновено се стреми към по-дългите дължини на вълната (удобно в IR-B и IR-C регионите)
3драве
Освен пряката опасност от контакт със самия горещ излъчвател, високо интензивното късоволно инфрачервено лъчение може да причини термични изгаряния, ако кожата получи прекалено дълго излагане или нагревателният блок е разположен твърде близо до целта. Тези ефекти на стареене са известни от ръцете на Bakers и лицето на стъклодушите (Cho et al 2009). Увреждането на очите може да възникне за дълъг период от време, така че се препоръчват очила или ограничения във времето (Voke 1999). Близкият IR е отговорен за фотостареенето на кожата (Schroeder et al. 2008), където излагането на IR-A предизвиква сходни биологични ефекти с UV светлината (Schroeder et al. 2009). Следователно, ако е възможно, IR-B и IR-C трябва да се използват като алтернативи, които нямат тези вредни ефекти.
Като се имат предвид горепосочените причини за естествените ограничения на човешкото тяло към IR-A, е по-полезно и по-малко вредно да се концентрираме в средната граница IR-B ad IR-C вълни в дължини на вълната между 3-10 микрона. По този начин спектралният изход на керамичните нагреватели е позициониран много добре за такива задачи (вижте фигура 4 по-долу)
Oбобщение
Инфрачервеното лъчение се абсорбира, предава или отразява в зависимост от характеристиките на повърхността. При хора или животни тази повърхност е кожата. Кожата, покриваща човешкото тяло, е развила усвояването, предаването и отразяващите характеристики вероятно в резултат на излагане на слънце. Естествените защитни характеристики са се развили като благоприятно поглъщане на дълговълнова ИЧ и висока отразяваща способност на ИК на къси вълни. Освен това последните проучвания установяват, че късо вълновата IR (IR-A) уврежда кожата, което води до преждевременно стареене. Инфрачервените в лентите IR-B и IR-C нямат такива вредни ефекти и трябва да бъдат предпочитани.
Обърнете внимание: Инфрачервените продукти за комфортно отопление могат да бъдат закупени от Хершел инфрачервена.
Препратки
Peter Schroeder, Judith Haendeler, Jean Krutmann, Ролята на близкото инфрачервено лъчение при фотостареене на кожата, експериментална геронтология, том 43, издание 7, юли 2008, страници 629-632, ISSN 0531-5565,
Лична кореспонденция. Професор Антъни Робинсън, катедра „Машинно и производствено инженерство“, Trinity College, Дъблин 2.
Soyun Cho, Mi Hee Shin, Yeon Kyung Kim, Jo-Eun Seo, Young Mee Lee, Chi-Hyun Park и Jin Ho Chung, Ефекти от инфрачервено излъчване и топлина върху стареенето на човешката кожа in vivo, Journal of Investigative Dermatology Symposium Proceedings (2009) 14, 15-19;
Schroeder P, Calles C, Krutmann J. Предотвратяване на вредните ефекти върху човешката кожа, причинени от инфрачервено-А радиация. Писма за терапия на кожата. 2009 юни; 14 (5): 4-5.
Д-р Джанет Воке, Радиационни ефекти върху окото, Част 1 - Инфрачервени лъчеви ефекти върху очната тъкан, Оптометрия днес, май 1999 г.
