Среди электрических обогревателей, которые мы используем в быту, наиболее популярными сейчас становятся инфракрасные нагреватели. Они очень широко рекламируются в Интернете и в газетах. Говорят, что они намного эффективнее масляных радиаторов и тепловентиляторов. Меньше потребляют энергии, не сжигают кислород и т.д. Главное – они совершенно не вредные, никакого отрицательного воздействия на организм человека не оказывают. Кроме обогрева помещений, инфракрасные нагреватели стали использоваться и в т.н. «инфракрасных саунах», и тоже якобы не приносящих вреда, только сплошную пользу нашему организму.

Так же, как и в случае с микроволновками, доверять рекламным сайтам не стоит. Попробуем разобраться, привлекая более надежный материал.

Итак, как правильно говорят продавцы ИК нагревателей, успокаивая покупателей, не надо бояться слов "инфракрасное излучение". Ведь в любом бытовом нагревательном приборе, включая батарею парового отопления, работает все тоже ИК-излучение. Фактически все теплые объекты выделяет инфракрасное излучение.

Однако купить обогреватели, эти приборы излучают электромагнитные волны разной интенсивности и разной длины, а точнее разного спектрального состава. В этой заметке мы дадим немного больше информации о инфракрасном излучении, чтобы сделать выбор и использование ИК-нагревателя более грамотным.

Инфракрасное излучение — невидимое электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волныλ = 0,74 мкм) и микроволновым излучением (λ ~ 1—2 мм). Наиболее интенсивный естественный источник ИК-излучения – это Солнце. Летом доля ИК-радиации в спектре Солнца составляет не менее 50%. На это часто ссылаются производители инфракрасных обогревателей, якобы свет Солнца не вредный, значит и излучение ИК нагревателя не вредное. Нельзя сказать, однако, что нахождение под прямыми лучами Солнца совершенно безвредно. Тепловые удары, изменения в коже и внутренних органах при чрезмерном нахождении на Солнце – довольно частое явление.

Воздействие того или иного вида излучения на человеческий организм определяется способностью инфракрасных электромагнитных волн проникать в кожу и подкожные слои. По этому критерию весь ИК спектр делится на три поддиапазона:

IR-A (0,76 – 1,5 мкм)  Глубокое проникновение под кожу (до 4 см)

IR-B (1,5 - 3 мкм) Проникновение в средний слой кожи

IR-C (более 3 мкм) Полное поглощение верхними слоями кожи человека (0,1 - 0,2 мм)

При этом надо не забывать, что в излучении источника нагрева присутствуют все длины волн. Разница заключается в их спектральном энергетическом распределении. С ростом температуры источника максимум спектра излучения сдвигается в более коротковолновую область. Так, например, для тела человека с температурой 36,6 °С пик энергии излучения приходится на длину волны 9,6 мкм, а для керамического инфракрасного нагревателя с температурой 600°С пик излучения приходится на 3,6 мкм, а для излучения Солнца максимум энергии соответствует 0,5 мкм (видимая часть спектра).

Неудивительно, что самым безопасным для человека считается излучение с длиной волны больше 9,6 мкм. Эта цифра часто появляется в рекламе ИК саун из Китая. Якобы эти сауны излучают исключительно волны длиной 9,6 мкм. Причем говорят о волшебном оздоровительном эффекте саун, связанным якобы с глубоким, до 4 см, проникновением волн длиной 9,6 мкм в тело человека. Это рекламная уловка. Как мы уже говорили, излучение длиной волны более 3 мкм под кожу не проникает, а вызывает лишь поверхностный нагрев.

Добросовестные иностранные производители часто приводят в спецификациях на ИК нагреватели диапазон рабочих длин волн. Как правило, он составляет от 3 до 10 мкм. Иногда от 2 до 10 мкм.

Для примера приведем таблицу спецификаций одного из немецких ИК нагревателей. 

Поверхностная температура источника,

°C

Длина волны,

мкм

Мощность Вт/м2

255

354

354

452

468

553

602

685

6,80

5,40

4,90

4,50

4,15

3,85

3,60

3,15

150

250

300

400

500

650

750

1000

Именно излучение коротковолновой и средней части ИК спектра обуславливает главное преимущество инфракрасных нагревателей перед масляными обогревателями – передачу энергии непосредственно объекту и минимальным рассеянием в воздухе. Чем выше температура излучателя, тем мощнее излучение в коротковолновой части спектра. Тем эффективнее нагрев облучаемой поверхности.

Те, кто пользовался электрокаминами и электроотражателями или грелся у костра знают, что если близко сидеть, то согреться можно, но с одной стороны. Причем можно и перегреться. Как сделать излучение более мягким, рассеянным, комфортным?

Интенсивность излучения зависит от характеристики излучающей поверхности, точнее от коэффициента излучения (или степени черноты). Самое жесткое излучение исходит от нагретого черного тела. Если источник заключен в керамический корпус, то интенсивность существенно  снижается. Распределить поток излучения по поверхности помогают также оптические отражатели.

Из всего сказанного ясно, что используя инфракрасное излучение можно сделать хороший и плохой обогреватель.

В чем вред инфракрасного излучения для человека? Одно из вероятных вредных воздействий – пересыхание поверхности кожи. Поверхность кожи, обращенная к ИК источнику, нагревается, влага с нее испаряется, при этом подкожные слои не успевают нагреться и организм не реагирует выделением пота. Происходит высыхание кожи, иногда ожоги. Судя по отзывам об инфракрасном оборудовании, эффект "подпекания” кожи довольно распространен в ИК саунах. Этот же эффект характерен и для ИК обогревателей в помещениях.

Воздействие интенсивного инфракрасного излучения на организм человека исследовалась медиками – физиотерапевтами, а также специалистами, занимающимися охраной труда. В физиотерапии интенсивные ИК источники применяются давно. Однако, это воздействие кратковременное, строго регламентированное. На некоторых производствах, например в сталеплавильных цехах и при обработке стекла, люди подвергаются ИК излучению долгое время. ИК излучение было признано фактором высокой вредности.

Биохимический эффект от воздействия коротковолновых ИК-лучей руководства по охране туда объясняют фотохимическим действием, которое проявляется при поглощении их белками кожи и активации ферментативных процессов. При интенсивности облучения обнаженной поверхности тела до 175 Вт/м2 отмечено наличие денатурационных процессов в молекулах белка в сочетании с нарушением проницаемости клеточных мембран, что, вероятно, может быть причиной изменения мембранного потенциала клеток крови, появления аутоантигенных свойств. При чрезмерном воздействии ИК-излучения происходит термальное поражение сетчатой оболочки глаз, а также хрусталика глаза, что может привести к развитию катаракты. Очевидно, что должны существовать нормы безопасного инфракрасного излучения.