mini|Infrarotlampe zum Erwärmen von Körperstellen (150 W, 230 V).Dieser Typ Wärmelampen sendet auch einen Teil sichtbares Rotlicht aus. mini|Infrarot-Wärmelampe für Terrarien ohne sichtbaren Rotlichtanteil Infrarotstrahler sind Geräte oder Bauteile, die Infrarotstrahlung aussenden und überwiegend für Erwärmungs- oder Trocknungszwecke eingesetzt werden. Anwendungsgebiete umfassen die Tierhaltung, insbesondere bei Reptilien, Wärmelampen in der Gastronomie, elektrische Saunen, die Beheizung von Hallen und Wohnräumen sowie medizinische Therapieanwendungen. Als Energiequellen dienen entweder brennbares Gas oder elektrischer Strom.

Im Unterschied zu konventionellen Heizungssystemen erwärmen Infrarotstrahler primär die bestrahlte Oberfläche statt der umgebenden Luft. Dieser direkte Wärmeübertragungsmechanismus unterscheidet sie von anderen Heizungstypen.

Neben den breitbandig strahlenden Infrarotstrahlern existieren auch Spezialgeräte, die Infrarotstrahlung in einem engen Spektralbereich emittieren. Beispiele hierfür sind Infrarotlaser, insbesondere Kohlendioxidlaser und Infrarotleuchtdioden. Diese emittieren Infrarotstrahlung in einem spezifischeren Wellenlängenbereich. Infrarotstrahler

Infrarotstrahler basieren auf einem einfachen Prinzip, das sich mit der Erfahrung eines Sonnenbades auf einem Gletscher vergleichen lässt. Trotz der Umgebungstemperaturen unterhalb des Gefrierpunktes kann es in der direkten Sonneneinstrahlung warm sein. Dies liegt an der Wärmestrahlung der Sonne, die bei Auftreffen auf Oberflächen wie der Haut teilweise absorbiert und in Wärme umgewandelt wird. In ähnlicher Weise emittieren Infrarotstrahler Wärmestrahlung, die bei Kontakt mit Objekten absorbiert wird und diese erwärmt.

mini|Infrarotstrahlung ist elektro­magnetische Strahlung in einem Wellenlängen­bereich unmittelbar oberhalb des sichtbaren Lichts.

Infrarotstrahlung stellt nur einen kleinen Teil des elektromagnetischen Spektrums dar. Strahlung mit kürzeren Wellenlängen als Infrarot liegt im sichtbaren oder (bei noch kürzeren Wellenlängen) im gesundheitsschädlichen Bereich (Ionisierende Strahlung) und ist daher unerwünscht. Strahlung mit höherer Wellenlänge hingegen wird zunehmend schlechter absorbiert, beispielsweise Radar und Rundfunk.

Generell gilt, dass jede Strahlung von Materie absorbiert wird, wenn die jeweiligen Atome und Moleküle das Energieniveau, das der jeweiligen Strahlungsfrequenz entspricht, aufnehmen können. Die Frequenzbereiche der Moleküle in der Luft unterscheiden sich von denen von flüssigen oder festen Körpern. Beispielsweise erwärmt Infrarotstrahlung Luft nur vergleichsweise wenig; anders als hingegen Festkörper. Die Energieübertragung erfolgt damit zielgerichtet und direkt und unterscheidet sich deutlich vom Prinzip der Konvektion, d. h. der Erwärmung der Umgebungsluft und dem Transport der Wärmeenergie über ein mobiles Medium. Ziel ist es, den konvektiven Verlust (aufsteigende Warmluft) so gering wie möglich zu halten. Durch eine Abstimmung von abgestrahlter Frequenz und Ziel (z. B. ein bestimmtes Metall) kann die Übertragung noch selektiver werden.

Infrarotheizung Infrarotheizungen gehören zu den Strahlungs- oder Wärmewellenheizungen. Sie werden vornehmlich in Hallen eingesetzt, in denen herkömmliche Konvektionsheizungen unwirtschaftlich wären, da deren Warmluft weitgehend ungenutzt unter dem Hallendach verweilt. Der Vorteil der Infrarotheizungen liegt in ihrer effizienteren Nutzung der Heizenergie. Dies ist bei Hellstrahlersystemen der Fall, die mit höherer Temperatur und geringerer Fläche des Strahlers arbeiten. Dunkelstrahlersysteme weisen im Vergleich zu anderen Strahlersystemen eine geringere Brandgefahr auf.

Für den Einsatz im Wohnbereich werden Strahler hinter einer Schutzhülle ins Gehäuse eingefasst, um Verbrennungen am menschlichen Körper im Falle kurzzeitiger Berührung mit der 80–100 °C heißen Strahleroberfläche (bei Flächenstrahlern, bei IR-Heizstäben deutlich mehr) zu verhindern. Die Heizungen werden in vielen verschiedenen Varianten als Fläche, Spiegel, Bild oder Kugel, in Ausführungen als fix positionierte Einrichtungskomponente oder als ortsvariables (Trage-)Gerät gefertigt.

Aufgrund der gleichmäßigen Strahlungswärme, der geringen Lufterwärmung und ‑bewegung und des damit einhergehenden geringeren Heizbedarfs kommen Infrarotheizgeräte z. B. in großen oder schlecht gedämmten Räumen und vor allem im Außenbereich zur Anwendung (Straßencafés, Terrassen, Weihnachtsmärkte etc.). Im Unterschied zu konventionellen Heizkörpern wird nicht die Raumluft schichtweise erwärmt, sondern lediglich die angestrahlten Körper, welche die Wärme anschließend an die Luft abgeben. Infrarotheizungen werden mit diesem Argument oft als sehr sparsame Heizungen beworben, bei Dauerbetrieb zur Raumheizung ist eine Infrarotheizung allerdings ähnlich ineffizient wie jede andere Form der Elektroheizung.

Zu den Vorteilen von Infrarotheizungen zählen die niedrigen Investitionskosten, die nicht nötige Wartung und Instandhaltung, die kurze Reaktionszeit und ein hoher Wirkungsgrad am Ort der Heizung durch vollständige Umwandlung von elektrischer Energie in Wärmeenergie (Stromerzeugung nicht mit berücksichtigt).Faktencheck: Vor- und Nachteile von Infrarotheizungen. In: Energieinstitut Vorarlberg, abgerufen am 22. Mai 2022.

Schlechte Energiebilanz Nachteilig ist insbesondere die geringe Energieeffizienz und damit auch der hohe Stromverbrauch, sodass Infrarotheizungen vor allem für sehr effiziente Gebäude geeignet sind. Verglichen mit Wärmepumpenheizungen benötigen Infrarotheizungen etwa dreimal so viel elektrische Energie. Aufgrund dieser Eigenschaften erweisen sich Infrarotheizungen ebenfalls als Problem für die Stromversorgung, da sie die Spitzenlast an kalten Wintertagen unverhältnismäßig stark ansteigen lassen.Rosige Zeiten für Wärmepumpen. In: PV-Magazine, 12. Mai 2022. Abgerufen am 22. Mai 2022. Damit gehen folglich auch hohe Betriebskosten einher, da viel Strom bezogen werden muss, und bei Bezug von Strom aus fossilen Energien hohe Treibhausgasemissionen entstehen. Zudem muss im Gebäude ein separates System für die Erzeugung von Warmwasser installiert werden.

Infrarotlaser Infrarotlaser sind eine spezielle Kategorie von Lasern, die Licht im Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums emittieren. Diese Wellenlängen sind für das menschliche Auge nicht sichtbar, haben aber wichtige Anwendungen in verschiedenen Technologie- und Forschungsfeldern. Infrarotlaser werden häufig in der Telekommunikation, bei medizinischen Anwendungen, in der Materialbearbeitung und in der wissenschaftlichen Forschung eingesetzt.

In der Telekommunikation dienen Infrarotlaser zur Übertragung von Daten über Glasfaserkabel, wobei ihre Fähigkeit, Informationen über große Entfernungen mit geringem Signalverlust zu übertragen, von Bedeutung ist. In der Medizin werden sie für chirurgische Eingriffe und zur Behandlung von Hauterkrankungen eingesetzt, da sie präzise Schnitte ermöglichen und das umliegende Gewebe schonen. In der Industrie finden Infrarotlaser Anwendung in der Materialbearbeitung, beispielsweise beim Schneiden, Schweißen oder Gravieren verschiedener Materialien.

Infrarotlaser zeichnen sich durch ihre hohe Präzision und Effizienz aus. Sie können extrem fokussierte Strahlen erzeugen, die präzise Steuerung von Energie und Wärme ermöglichen. Dies macht sie zu einem unverzichtbaren Werkzeug in Bereichen, wo Genauigkeit und Kontrolle entscheidend sind.

Elektrischer Betrieb

Grundsätzlich werden Lichtquellen nach Art der Emission unterteilt: Infrarotlampen, wie auch normale Glühlampen und die meisten Lichtquellen gehören zu den thermischen Strahlern, das heißt, sie geben Strahlung aufgrund und entsprechend ihrer Temperatur ab. Siehe dazu auch Schwarzer Körper. Schwarz bedeutet in diesem Zusammenhang, dass Strahlung nur aufgrund der körpereigenen Temperatur abgegeben wird und nicht aufgrund von Reflexionen oder Ähnlichem „verfälscht“ wird. Umgekehrt gilt, dass jeder Körper thermische Strahlung abgibt. mini|hochkant|Quarzstrahler für den Heimbereich Gemäß dem Wienschen Verschiebungsgesetz hängt die „Hauptfarbe“ der Wärmestrahlung eines (schwarzen) Körpers nur von dessen Temperatur ab: Je kälter er ist, desto niederfrequenter ist das Maximum der von ihm abgegebenen Strahlung. Beispiel: Ein moderat erhitzter Eisendraht glüht dunkelrot (niederfrequent); wenn der Draht weiter erhitzt wird, erhöht sich die Frequenz, was mit einer hellroten, orangen, gelben oder gar bläulich-weißen Farbe einhergeht. Besitzt der Draht dagegen beispielsweise nur Zimmertemperatur, so liegt seine Strahlung noch „unter“ dem dunkelsten Rot, was menschliche Augen noch erkennen können, mit anderen Worten: Ein solcher Draht scheint nicht von selbst zu leuchten. (Die Farbe ergibt sich aus dem Planckschen Strahlungsgesetz, das das Spektrum eines Schwarzen Strahlers beschreibt; die Farbe bspw. einer Leuchtdiode hat einen ganz anderen Hintergrund.)

Es hängt also von der Art der Lampe und damit der Glühtemperatur ab, wie viel sichtbares Licht und wie viel infrarotes Licht sie abstrahlt. So betrachtet wären daher relativ kühle Lampen recht effiziente Infrarotlampen, doch aufgrund des Stefan-Boltzmann-Gesetzes sinkt die gesamte Strahlungsleistung eines Körpers mit der vierten Potenz seiner Temperatur.

Quarzstrahler Bei einem Quarzstrahler befindet sich der vom elektrischen Strom durchflossene Heizwiderstand in einem mit Inertgas gefüllten, leicht opakem Quarzglasrohr. Daher kann die Temperatur des Drahtes höher als bei einem konventionellen Heizstrahler gewählt werden.

Rohre von Quarzstrahlern haben typischerweise Außendurchmesser und sind zumeist zylindrisch-gerade. Sie können mit Drahtklammern aus Niro-Stahl gehaltert und mit 6,3-mm-Flachsteckern elektrisch kontaktiert werden. Das Rohrmaterial besteht aus quarzreichem Glas, reinem Quarzglas oder häufig dem etwas trüben Quarzgut Rotosil. Betriebstemperaturen bewegen sich um 600 °C bis 950 °C.

Halogenstrahler

Bei einem Halogenstrahler ist der Wirkungsgrad höher als beim Quarzstrahler. Er wird auch zu Kochzwecken unter Ceranplatten eingesetzt.

Infrarotlampen

mini|Kohlefaden-Glühlampe mit rot eingefärbtem Glaskolben mini|Ferkel unter einer Wärmelampe

Infrarotlampen (auch Rotlichtlampen oder Wärmelampen genannt) sind Glühlampen, die ganz überwiegend nicht sichtbare Wärmestrahlung abgeben. Dazu wird in die Lampe ein zumeist roter Filter eingebaut, um das restliche (nicht-rote) sichtbare Licht herauszufiltern. Auch können die eingesetzten Leuchtmittel diese Filter in ihrer Glasumhüllung direkt enthalten. Die emittierte Strahlung umfasst dann neben dem (noch sichtbaren) roten Lichtanteil hauptsächlich nur noch sogenannte nahe Infrarotstrahlung (NIR).

Infrarotlampen werden zum Beispiel in Kükenaufzuchtstationen und Terrarien eingesetzt. Sie geben Infrarotstrahlung in dem Bereich ab, den viele Lebewesen als angenehm empfinden. Dies lässt sich durch den hohen Anteil an NIR-Strahlung erklären, dem energiereichsten Infrarot mit der zugleich höchsten Eindringtiefe (von trotzdem nur wenigen Millimetern, siehe Eindringtiefen von IR-Strahlung): Die entstehende Wärme wird durch die auftreffende Strahlung also knapp unterhalb der Hautoberfläche erzeugt, und nicht direkt auf der Hautoberfläche, welches zumindest Menschen mitunter als unangenehm empfinden (Hautaustrocknung und Verbrennungsgefühl). Zugleich lösen diese Infrarotlampen trotz ihrer Leistung durch ihre milde und tiefrote Strahlung keinen Fluchtreflex bei Tieren aus, die ansonsten direktes Sonnenlicht meiden.

Die Intensität von modernen Infrarotlampen kann auch gedimmt werden. Dabei leuchtet die Glühwendel dann nicht mehr grell weiß bis hellgelb, sondern nur noch rötlich.