Grundlagen
Was ist Infrarotwärme?
Wärme wie von der Sonne. Direkt zu Ihnen.
Infrarotwärme ist eine Naturkraft, keine Erfindung. Sie spüren sie, wenn die Sonne Sie an einem klaren Wintertag wärmt, ebenso vor einem offenen Kamin oder am Lagerfeuer. Ein Infrarot-Heizstrahler von Opranic nutzt genau dieses Prinzip auf Ihrer Terrasse, in Ihrem Wintergarten oder unter Ihrer Überdachung. Die Wärme gelangt direkt von der Quelle zu Ihnen, ohne erst die Luft dazwischen erwärmen zu müssen.
Diese Eigenschaft macht Infrarotwärme zur einzigen Form der Wärmeübertragung, die im Außenbereich tatsächlich funktioniert.
Naturkraft
Infrarotwärme erwärmt Sie, nicht die Luft
Infrarote Strahlung ist keine Erfindung, sondern ein natürliches Phänomen. Die Sonne sendet diese unsichtbare Strahlung aus. Sie durchquert den Weltraum und die Luft und wird in Wärme umgewandelt, sobald Gegenstände sie absorbieren. Trifft infrarote Strahlung auf eine Oberfläche, entsteht dort Wärme, unabhängig von der Umgebungstemperatur. Anschaulich erleben Sie dieses Prinzip an einem kalten Wintertag: Sobald die Sonne hervorkommt, spüren Sie ihre Wärme. Auch die Oberflächen in Ihrer Umgebung nehmen Strahlung auf, geben Wärme wieder ab und erwärmen sich.
Heizstrahler erzeugen elektromagnetische Wellen, die wie Sonnenstrahlen den Körper und Gegenstände direkt erwärmen, nicht die Luft. Diese Strahlungswärme überträgt Energie durch unsichtbare elektromagnetische Wellen unmittelbar von der Wärmequelle auf die zu erwärmenden Körper und Flächen. Herkömmliche Heizgeräte arbeiten dagegen mit Konvektion: Die Luft nimmt die Wärme auf und transportiert sie weiter. Dieser Umweg führt zu Energieverlusten und einer geringeren Effizienz, insbesondere im Außenbereich.
Infrarote Strahlung erwärmt Sie direkt, nicht die Luft.
Drei Methoden
Infrarotwärme und Konvektion: drei Arten der Wärmeübertragung, eine für den Außenbereich
Wärme wird auf drei Arten übertragen. Wärmeleitung setzt direkten Kontakt voraus: Wenn Sie eine warme Kaffeetasse halten, wird Ihre Hand warm. Zwischen Gegenständen, die sich berühren, funktioniert das, für eine Terrasse oder einen Freisitz kommt es jedoch nicht infrage. Bei der Konvektion wird die Luft erwärmt. Warme Luft steigt auf, kühlt ab und sinkt wieder nach unten. Nach diesem Prinzip arbeiten die meisten Heizgeräte in Innenräumen, wo Wände und Decken die Luft im Raum halten. Im Freien geht die Wärme dagegen verloren: Die erwärmte Luft steigt nach oben, während der Wind unmittelbar kalte Luft nachführt. Sie bezahlen dafür, Luft zu erwärmen, die den Aufenthaltsbereich sofort wieder verlässt.
Strahlung überträgt Energie direkt von einer Quelle auf eine Fläche, ohne die Luft dazwischen als Übertragungsmedium zu benötigen. So erwärmt auch die Sonne die Erde: über 150 Millionen Kilometer durch den eiskalten Weltraum, ohne ein einziges Luftmolekül dazwischen. Infrarote Strahlung trifft auf eine Fläche, wird dort absorbiert und in Wärme umgewandelt. Strahlungswärme ist die einzige Möglichkeit, im Außenbereich effizient zu heizen. Auf diesem Prinzip beruhen alle Heizstrahler von Opranic.
Wie Sie das passende Modell für Ihren Außenbereich auswählen, erfahren Sie in unserer Kaufberatung für Infrarot-Heizstrahler im Außenbereich
Das Prinzip der Sonnenwärme
Warum Ihnen im Gebirge auch bei Minusgraden warm ist
Infrarotstrahlung gehört zum elektromagnetischen Spektrum, ebenso wie sichtbares Licht, Radiowellen und Röntgenstrahlung. Ihr Bereich beginnt unmittelbar unterhalb des sichtbaren roten Lichts. Daher kommt der Name „Infrarot“, der „unterhalb von Rot“ bedeutet. Wenn ein Opranic Infrarot-Heizstrahler in Betrieb ist, sehen Sie ein schwaches rotes Leuchten. Was Sie spüren, ist die Wärme: Die Haut nimmt die infrarote Strahlung auf, die im Körper in Wärme umgewandelt wird.
Der Infrarotbereich ist breit, und seine verschiedenen Wellenlängen wirken unterschiedlich. Einige werden nahezu vollständig von der Haut absorbiert und erzeugen eine sanfte, angenehme Wärme. Andere werden reflektiert oder als stechend empfunden. Die Wahl der passenden Wellenlänge ist deshalb der entscheidende konstruktive Parameter eines Infrarot-Heizstrahlers. Hier setzt die Entwicklungsarbeit von Opranic an, gestützt auf Erfahrung mit Infrarotwärme seit 2009.
Der Körper besteht zu 80 Prozent aus Wasser.
Das bestimmt, welche Wellenlänge wirksam ist.
Das Spektrum
Infrarotwärme im elektromagnetischen Spektrum
Infrarotstrahlung gehört zum elektromagnetischen Spektrum, ebenso wie sichtbares Licht, Radiowellen und Röntgenstrahlung. Sie liegt unmittelbar unterhalb des sichtbaren roten Lichts. Daher stammt die Bezeichnung „infrarot“, wörtlich „unterhalb von Rot“. Wenn ein Opranic Heizstrahler in Betrieb ist, sehen Sie ein sanftes orangefarbenes Leuchten, ähnlich der Glut eines Feuers. Was Sie spüren, ist die Wärme: Die Haut absorbiert die infrarote Strahlung, die im Körper in Wärme umgewandelt wird.
Der infrarote Bereich ist breit, und seine einzelnen Wellenlängen wirken unterschiedlich. Manche werden von der Haut nahezu vollständig absorbiert und erzeugen eine sanfte, angenehme Wärme. Andere werden reflektiert oder als stechend empfunden. Die Wahl der passenden Wellenlänge ist der entscheidende Konstruktionsparameter eines Infrarot-Heizstrahlers. Hier liegt der Ausgangspunkt der Entwicklungsarbeit von Opranic, die auf Erfahrung mit Infrarotwärme seit 2009 aufbaut.
Die physikalischen Zusammenhänge zwischen Wellenlänge, Oberflächentemperatur und Absorption erläutert unser technischer Leitfaden zur Funktionsweise von Infrarotwärme.
Wassergehalt
Warum 2,2 Mikrometer die richtige Wellenlänge für Infrarotwärme ist
Der menschliche Körper besteht zu etwa 70 Prozent aus Wasser. Dieser Anteil bestimmt maßgeblich, welche Art von Infrarotwärme Sie tatsächlich erwärmt. Nimmt das Wasser in der Haut die Strahlung nicht auf, bleibt deren Intensität unerheblich: Die Strahlung dringt hindurch oder wird reflektiert, ohne sich in Wärme umzuwandeln.
Wasser absorbiert infrarote Strahlung am wirksamsten im Bereich von etwa 2,2 bis 3,0 Mikrometern. Bei 2,2 Mikrometern wird die Strahlung direkt in den äußeren Hautschichten aufgenommen, in denen die Wärmerezeptoren liegen. Dort wird sie in angenehme Körperwärme umgewandelt, statt reflektiert zu werden. Deshalb hat Opranic IR-X Carbon Black™ so ausgelegt, dass das Strahlungsmaximum genau bei dieser Wellenlänge liegt. Die gesamte Energie gelangt dorthin, wo sie wirken soll.
Strahlungsmaximum von IR-X Carbon Black
Mittelwellige Strahlung wird absorbiert. Kurzwellige Strahlung wird reflektiert.
Schutzfunktion der Haut
Das natürliche Reflexionsvermögen der Haut: ein Schutzmechanismus
Die Haut nimmt Wärme nicht einfach passiv auf. Über Millionen von Jahren hat sie sich unter dem Einfluss der Sonne entwickelt. Dabei haben sich Mechanismen herausgebildet, die bestimmen, welche Strahlung sie aufnimmt und welche sie reflektiert. In der Natur erfüllt das eine Schutzfunktion. Zugleich erklärt es, warum die Wahl des Infrarot-Heizstrahlers wesentlich dafür ist, wie viel Wärme Sie tatsächlich als angenehm empfinden.
Zu intensive Infrarotwärme oder Strahlung mit ungeeigneten Eigenschaften wird von der Haut größtenteils reflektiert, ähnlich wie starkes Mittagssonnenlicht von einem hellen T-Shirt. Aus kurzer Entfernung kann sie sich warm anfühlen, doch der Großteil der Energie gelangt nicht dorthin, wo sie zur Erwärmung beitragen könnte. Infrarotwärme mit passenden Strahlungseigenschaften, wie sie ein Opranic Heizstrahler abgibt, wird dagegen direkt in den äußeren Hautschichten aufgenommen. Sie vermittelt eine sanfte, tief empfundene Wärme, vergleichbar mit der Nachmittagssonne im September, in der Sie die Augen schließen und den Kopf zurücklehnen.
100 % natürlich
Infrarotwärme ist für den Körper zu 100 Prozent natürlich
Infrarotwärme ist für den Körper zu 100 Prozent natürlich. Es ist dieselbe Wärme, die Sie an einem Frühlingstag in der Sonne spüren, die im Juli auf einem Badesteg durch Ihr T-Shirt den Rücken wärmt und die ein sonnenwarmer Stein noch lange nach Sonnenuntergang abgibt. Unter einem Opranic Infrarot-Heizstrahler erleben Sie genau dieses Wärmegefühl auch im September, Oktober und darüber hinaus.
Die Wärme ist sanft und gleichmäßig auf der Haut spürbar. Sie erzeugt keine warmen Luftströme, trocknet die Luft nicht aus und ist nach dem Einschalten ohne Aufwärmzeit sofort spürbar. Die Luft um Sie herum bleibt unverändert, wie an einem gewöhnlichen Abend im Freien. Die sanfte Wärme ermöglicht es Ihnen, eine Stunde länger draußen zu bleiben.
Luftqualität
Infrarotwärme und Luftqualität: gut zu wissen für Allergiker
Ein oft übersehener Aspekt ist die Luftqualität. Infrarotwärme erwärmt Flächen und Menschen direkt, statt warme Luft im Raum zu verteilen. Ohne Ventilator und Luftstrom werden weniger Staub und Pollen aufgewirbelt. Für Allergiker ist das gut zu wissen, im Wohnzimmer ebenso wie auf der Terrasse.
Im Innenbereich sorgt ein Opranic Infrarot-Heizstrahler für geräuschlose, angenehme Infrarotwärme, ohne die Luft auszutrocknen. Er wirbelt weniger Staub auf und verteilt keine Pollen, die durch offene Fenster gelangen, mit einem Luftstrom im Raum. Auch die trockene, stickige Luft, die Heizkörper unter Volllast oft erzeugen, bleibt aus. Die Raumluft bleibt angenehm, und das Raumklima erinnert eher an einen milden Frühlingstag als an einen überheizten Raum.
Im Außenbereich wird der Unterschied zu einem Gasheizstrahler besonders deutlich. Ein Opranic Infrarot-Heizstrahler gibt weder Verbrennungsgase noch Wasserdampf oder Gerüche ab. Es gibt keine offene Flamme und keine Verbrennung, die die Luft rund um den Tisch verändert. Die Außenluft bleibt unverändert, während die Infrarotwärme Sie direkt erwärmt.
Infrarotwärme ist die einzige Heiztechnologie, die im Außenbereich sinnvoll ist.
Leistung im Außenbereich
Warum Infrarotwärme im Außenbereich besser funktioniert
Infrarotwärme ist die einzige Heiztechnik, die konsequent für den Außenbereich ausgelegt ist. Entscheidend sind die physikalischen Grundlagen und das Verhalten eines Infrarot-Heizstrahlers bei wechselhaftem Wetter.
Zieht Wind über die Terrasse, trägt er warme Luft sofort davon. So gleichen sich Temperaturunterschiede auf natürliche Weise aus. Die Strahlung eines Infrarot-Heizstrahlers gelangt dagegen geradlinig von der Wärmequelle zu Ihnen, unabhängig davon, ob die umgebende Luft stillsteht oder sich bewegt. Auch bei böigem Wind spüren Sie die Wärme auf Schultern und Händen.
Opranic konstruiert seine Infrarot-Heizstrahler für den ganzjährigen Einsatz im schwedischen Klima. Dank Schutzart IP65 halten sie Regen, Schneeregen und salzhaltigem Küstenwind stand. Es gibt keine Aufwärmzeit, keine Gasflasche zu wechseln und keine Flamme vor Wind zu schützen. Sie schalten den Heizstrahler ein und spüren die Wärme ab der ersten Sekunde, vom zeitigen Frühjahr bis in den späten Herbst und oft weit in den Winter hinein.
Unabhängige Forschung
Unabhängige Forschung zu Opranic Infrarotwärme: LTU und Vattenfall 2019
2019 untersuchte eine unabhängige Studie an der Luleå Tekniska Universitet in Zusammenarbeit mit der Forschungsabteilung von Vattenfall und Opranic, wie sich Infrarotwärme zur Enteisung von Windkraftrotorblättern unter schwedischen Winterbedingungen einsetzen lässt. Die Ergebnisse wurden später in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift Journal of Cold Regions Engineering veröffentlicht. Die Versuche fanden in einer Klimakammer von Arctic Falls in Piteå bei Temperaturen bis minus 30 Grad Celsius statt.
Das Forschungsteam verglich verschiedene Arten von Infrarotwärme. Dabei erwiesen sich Wellenlänge und Abstand als die beiden entscheidenden Parameter für die Leistung. Bei längeren Wellenlängen, also der Mittelwellentechnik, wie Opranic sie einsetzt, nahm die Oberfläche mehr Strahlungsenergie auf, statt sie zu reflektieren. Dieses technische Prinzip liegt auch der Entwicklung der Opranic Heizstrahler zugrunde, gestützt auf Erfahrung mit Infrarotwärme seit 2009. Die unabhängige wissenschaftliche Untersuchung bestätigt diesen Ansatz. Vollständige Abschlussarbeit als PDF lesen.
Die ICNIRP, die internationale Fachkommission für den Schutz vor nichtionisierender Strahlung, hat zudem die Sicherheit von Infrarotwärme bei den für Komfortwärme üblichen Intensitäten bewertet. Ihre Richtlinien bilden die Grundlage für die Empfehlungen der schwedischen Strahlenschutzbehörde. Sie bestätigen, dass der tägliche Aufenthalt unter einem Terrassenheizstrahler mit dieser Form der Infrarotwärme unbedenklich ist.
Quellen & Kooperationspartner
- Luleå Tekniska Universitet
- Vattenfall Forschung & Entwicklung
- Journal of Cold Regions Engineering (ASCE, 2022)
- ICNIRP (Sicherheitsrichtlinien)
Energieeffizienz
96 Prozent der Energie werden zu Infrarotwärme
Ein Opranic Infrarot-Heizstrahler wandelt bis zu 96 Prozent des Stroms, den Sie bezahlen, direkt in Infrarotwärme um. Der verbleibende Energieanteil wird als sanftes orangefarbenes Licht abgegeben, das Sie beim Einschalten sehen. Dieses Glühen begleitet die angenehme Wärme auf der Haut, auch an einem kühlen Abend.
Keine Aufwärmzeit, keine vom Wind fortgetragene Energie, kein Leerlauf. Ein Knopfdruck genügt: Die Wärme ist sofort spürbar und genau dorthin gerichtet, wo sie gebraucht wird. Auf einer typischen Terrasse in Schweden liegen die Betriebskosten damit bei wenigen kr pro Stunde, oft bei einem Bruchteil der Betriebskosten eines Gasheizstrahlers.
Entscheidend ist, Infrarotwärme bedarfsgerecht zu dosieren und gezielt dorthin zu lenken, wo sie wirkt, statt mit voller Leistung zu heizen, ohne sicherzustellen, dass ausreichend Wärme ankommt.
werden in Infrarotwärme umgewandelt
96 Prozent dieser Energie werden im Körper in Wärme umgewandelt.
Das System
Opranic Infrarotwärme: ein durchdachtes Gesamtsystem
Das Herzstück der Opranic Infrarot-Heizstrahler ist IR-X Carbon Black™. Seine Leistung entfaltet das Element erst im Zusammenspiel mit den übrigen Bauteilen: Ein optimierter Parabolreflektor lenkt die Strahlung dorthin, wo sie gebraucht wird. Eine Abdeckung und Seitenreflektoren aus Edelstahl halten die Energie im System. Die Elektronik regelt die Oberflächentemperatur präzise, damit die Strahlung im optimalen Wellenlängenbereich bleibt.
Mit Erfahrung in der Infrarotwärme seit 2009 entwickelt und verfeinert Opranic diese Bauteile als integriertes System statt als einzelne Komponenten. Dieser konstruktive Ansatz erklärt, weshalb Opranic Heizstrahler sowohl in unabhängigen wissenschaftlichen Untersuchungen als auch auf Terrassen von den Lofoten bis zur Riviera konstant besser abschneiden. Entscheidend ist das Zusammenspiel des gesamten Systems, nicht eine einzelne Komponente.
Welcher Heizstrahler zu Ihrer Terrasse passt, erfahren Sie in unserem Kaufratgeber für Heizstrahler im Außenbereich. Mehr über das Unternehmen und die Ingenieurtradition hinter den Produkten lesen Sie unter Warum Opranic.