적외선,원
적외선 가열장치 일반사항
가. 개요

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- 원적외선에 의한 가열방식은 종래의
근적외선에서는 찾을 수 없는 특징(速熱성, 에너지절약)이 있기
때문에 복사가열로서의 각종 분야에서 주목되고 있다. 또한
원적외선은 공기를 가열하는 것이 아니라 빛이 닿는 물체(사람,식물,가축,양어장의
물고기,기계류,콘크리트 등)를 가열시키므로 층고가 높고 면적이
넓은 장소에서 효과가 높고 쾌적한 분위기를 유지할 수 있다.
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나. 원리
열의 이동기구에는 전도,대류,복사의 3가지 형태가 있다.
전도,대류는 기체나 액체 혹은 고체 등의 매질을 통하여 에너지가 전달되지만
방사는 공기 등의 매질이 존재하지 않는 즉, 진공중에서도 전자파의 형태로 에너지가
이동한다. 이 전자파에 의한 에너지 이동 가운데 온도차에 의한 것을 열방사라
한다.
전자파의 일종인 적외선은 열작용이 강하므로 열선이라고도 하며 그
파장은 0.1~1000㎛의 범위이며
근적외선 (0.8~1.5), 중적외선(1.5~4.0),
원적외선(4.0~1000)㎛로 나누어진다.
적외선을 방사시키기 위해서는 단순히
물질을 가열하면 그 온도에 대응한 에너지와 파장분포를 갖는 방사특성을 나타낸다.
즉, 어떤 물질이라도 적외선 방사체가 될 수 있는 것이다.
다. 종류 및 구조
세라믹형과 세라믹 코팅형이 있으며, 구조상으로 봉상,
면상, 전구상으로 구분되고 발열원으로서 전열선을 내장하고 반사판을 가지고
있다.
1. 적외선전구
필라멘트의 온도는 2400~2500[°k] 정도이고, 수명은
5000~10000[h] 이다.
2. 적외선전구의 특징
- 복사에 의하여 직접 피열체의 표면에 열이 공급되므로
도장면의 건조와 같은 표면건조에 효율이 좋다.
- 건조기의 구조가 간단하고 이동하여 사용할 수 있다.
- 조작이 간단하다.
- 건설비가 저렴하다.
라. 분광방사특성

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- 원적외선 히터의 방사특성은 히터의
표면온도가 일정하면 히터표면의 재질과 상태에 지배된다.
- 재료는 각각 특유의 방사특성이 있으므로
용도나 목적에 알맞도록 분광방사특성을 감안하여야 한다
- 세라믹계 히터는 보통 표면이 거칠기
때문에 방사율은 재료본래의 특성보다 높다.
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마. 특징
- 유기재료에서는 열방사의 파장과 분자진동이 공진작용을
하여 효과적으로 흡수된다.
- 원적외선은 공기에는 거의 흡수되지 않으므로 공간을
직진하여 피가열물에서 흡수되어 가열한다.
- 전자파의 직진, 반사의 특성을 이용하여 방사의 집중,
분산 등의 기능을 활용할 수 있다.
- 전자파의 에너지 레벨이 낮기 때문에 화학적인 분해작용도
적다
- 인체 등 생체에 주는 온도효과가 있고 난방에서는 온감의
유연성 등이 뛰어나다.에너지 강도가 열원과 피가열물 온도차의 4승에 비례하기
때문에 열원 온도의 근소한 변화에 의해 가열효과를 대폭적으로 바꿀 수 있다.
- 열원이 무공해성이다.
- 제어성 및 안전성이 높다.
- 표면가열이므로 두꺼운 재료는 가열이 곤란해진다.
- 그늘이 되는 부분은 가열되지 않는다(단순한 형태에
적합하다)
- 수분을 건조시킬 경우 표면층 부근의 포화수증기 층을
제거하여야 한다
바. 원적외선 가열의 효과(적외선로나
열풍로 대비)
- 장치의 구조가 간단하고 취급이 용이하다.
- 가열속도가 빠르고 처리시간이 단축된다.
- 작업공정의 일부가 생략되어 성력화된다.
- 에너지를 절약할 수 있다.
- 가열온도의 제어가 간단하고 취급이 용이하다.
- 작업환경이 개선된다.
- 연료비나 운전비가 저감된다.
- 색체,재질의 제한이 작다.
사. 용도
건조, 예열, 보온, 소성, 소상, 바닥 및 공장의 난방,
보건, 의료, 축산·식물의 유성촉진
아. 원적외선장치의 에너지절약
대책
- 원적외선 가열장치의 구조는 용도나 목적 등 처리 대상물에
따라 특징이 있으므로 획일적인 설계에 따른 다목적 용도의 장치는 그 효과를
충분히 얻을 수 없고 비효율적인 장치가 되므로 주의하여야 한다.
- 처리대상물은 적외선 흡수특성에의 적합여부를 적외선광도계
등으로 그 흡수특성을 파악한다.
- 피가열물에 그늘이 지지 아니하도록 하고 부득이한 경우에는
히터의 배치로 보완한다.
- 반사판은 복사율이 낮은 광택 알루미늄 또는 크롬도금이
유리하며, 흠집이 생기지 아니하도록 하고 청결하게 관리한다.
- 수증기나 탄산가스가 많이 발생할 경우 환기설비를 고려한다.
- 밀폐형노의 경우 처리대상물에 따라 단열을 하여 대류열의
유효이용을 도모한다.
- 피가열물의 온도는 분위기의 온도와 다르므로 판정에
주의한다.(발광이 없으므로 발열상태를 비교적 알기가 쉽지 않다. 따라서 전압계,전류계,
온도계를 취부하여 온도판정에 대처한다.
- 가열온도의 제어는 전압조정 또는 조사거리의 조정에
의한 방법이 있으며 대상물에 따라 적합한 방법을 선택한다
- 전압조정시 주의사항
히터표면온도의 변화에
따라 방사의 피크가 단파장 또는 장파장측으로 이동하고 가열특성도 변화하므로
주의한다
- 조사거리조정시 주의사항
조사거리가 너무 작아지면
에너지분포가 불 균일하게 되는 경우가 있으므로 주의한다.