暖房機器の原理と仕組み、メリットやデメリット(その2):輻射熱を活用する各種ヒーター類

暖房機器の動作原理によって暖め方や使い方が異なって来るというのは、前回の記事でご説明しました。

そして、前回は特に「空気の流れ」を利用した暖房機器にフォーカスしてみましたが、空気を暖める暖房機器と言うのは比較的イメージが掴み易かったのではないかと思います。しかし、今回は輻射熱・・・電磁波や光(光も電磁波の一種ですが・・・)を利用した暖房機器に焦点を当ててみたいと思います。

分かりやすいようで分かりにくいのが輻射熱。各製品ごとの特徴やメリット・デメリットと共にご説明していきたいと思います。

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輻射熱とは?

まず、今回の暖房機器では輻射熱で物を暖めると言うのが曲者です。輻射熱とは、輻射によって得られる熱の事ですが・・・普通、そう言われても良く分からないでしょう。

実は、熱を持った全てのモノは全て微弱な電磁波を発していて、この熱を持った物質が電磁波を出すことを「輻射」と言います。例えば、人間を赤外線センサーで見ると暗闇でもよく見えますし、海を潜って移動しているクジラを赤外線センサーで見つける事ができます。これは生き物だから「赤外線」を出しているわけではなく、熱を持った物質(細胞を作る分子)が電磁波を発しているだけなのです。

「赤外線って光じゃね? 電磁波じゃなくね?」って方がもしかするといるかもしれないのですが、実は光も電磁波の一種です。そして、これが実は重要なポイントの一つで、目に見えるほどの「光」を発している物体は、より沢山の熱を持っている事が多いのです。白熱電球が明るいのは、ある意味熱を作った副産物とも言えます。もちろん、LEDの様に電気のエネルギーを熱ではなく光だけに変えるライトも存在していますが、これらの特殊な光を除けば、光っているものは熱く、熱いものは光っていると言うケースが多いです。炎が明るいのもそのためですね。

要は、
「熱」と言うエネルギーを持っていると、エネルギーを幾分か「電磁波(輻射)」に変えようとする自然界の働きがある
と考えて頂ければ結構です。

そして、次が一番重要です。
「電磁波」は、「熱」と言うエネルギーに変換可能である。
ということ。

「え、まさか・・・携帯の電磁波でも熱に変えられるの?」と思うかもしれません。実際、殆ど気づかないレベルで多少は熱を受け取っている可能性はありますが、殆ど影響はありません。これがもし、「電子レンジ」や「レーダー」レベルの強力な電磁波となれば、人体にも大きな影響が出るでしょう。

この事からも分かるように、電磁波は電磁波の種類によって特徴的な効果や持っている力が全く異なります。電子レンジは水分子に熱を与える電磁波を出していますし、レーダーは空にあるものを探す事に特化した電磁波を出しています。そして、それら電磁波の中でも特に人を暖める効果が高いと言われているのが「赤外線」です。

特に赤外線は体の内側(近赤外線と遠赤外線で異なる)まで入っていって熱に変わるため、非常に効果的に人を暖めます。そして、その赤外線を効率的に利用しているのが現代の暖房機器といえます。

つまるところ何が言いたいのかというと、
「輻射」とは熱を持った物質が電磁波を出す現象のことであり、「輻射熱」とはその電磁波を受け取って得られる熱のことで、その輻射熱を使って人を暖めるのがこれからご説明する各種ヒーターだという事です。

欠点としては、電磁波自体の空気を暖める効果は極めて低いことです。これらの機器は、壁や天井、ヒーター本体を暖めた後、熱を持ったそれらの物体が空気に熱を移してようやく部屋が暖まり始めるため、なかなか室温が上がらないのです。

まとめると、輻射熱を使って人を暖める暖房機器には、以下のようなメリットとデメリットが存在しています。

人体を体の内側から暖める効果がある

空気に対する影響力が低く、電磁波が届かないと寒い

電気を輻射熱に変える機器―「電気ストーブ、パネルヒーター」

まず、輻射熱を作り出す代表的な暖房機器として挙げられるのが電気式の製品です。電気は利用しやすく、無駄なく電磁波に変えやすいエネルギーと言えるため、かなり普及しています。

実をいうと、電気を使っているかいないかで言えば殆どの暖房機器が電気を使って熱を作り出しています。そのため、厳密に言えば大部分の暖房機器が電気を使って輻射熱に変えているといえるのですが、今回は電気で直接的に輻射を行い、それによって人を暖めることを目的に作られた製品と言う意味で使わせて頂きます。