表1 傳熱方式比較
傳熱方式 | 定 義 | 特 點 |
熱傳導(dǎo) | 溫度不同的物體各部分或溫度不同的兩物體間直接接觸時，依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子熱運動而進(jìn)行的熱量傳遞現(xiàn)象。 | 熱源與受熱物必須有溫差，且直接接觸 依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子熱運動，但不發(fā)生宏觀的相對位移（摩擦生熱不是熱傳導(dǎo)） |
熱對流 | 流體中（液體或氣體）溫度不同的各部分之間，由于發(fā)生相對的宏觀運動而把熱量由一處傳遞到另一處的現(xiàn)象。 | 熱源與受熱物必須有溫差，且直接接觸 必須有宏觀的相對位移 |
熱輻射 | 物體通過電磁波來傳遞熱量的方式。 | 不需要接觸，也不需要介質(zhì) 輻射換熱過程伴隨能量形式轉(zhuǎn)換：熱能→輻射能→熱能 無論溫度高低，物體總是相互輻射能量 |
從熱輻射的定義及特點可知，熱輻射具有更高的加熱效率，更節(jié)能。具體可以從以下幾方面詳解：
1、 發(fā)熱體的電、熱能量轉(zhuǎn)化效率
常用的電加熱產(chǎn)品中，電熱轉(zhuǎn)化效率較高，可達(dá)85%以上，尤其是德國進(jìn)口加熱器產(chǎn)品，電熱轉(zhuǎn)化效率達(dá)90%以上。
2、 熱能的傳遞方式
由表1可知，在傳熱的3種方式中，熱傳導(dǎo)和熱對流都需要通過介質(zhì)傳遞熱能，能量的損耗自然非常大。而熱輻射是以電磁波形式傳遞熱能，是一種非接觸式的傳熱方式，且無需空氣、水、導(dǎo)熱油或固體等作為介質(zhì)，熱損失自然非常少。
3、 熱輻射的光譜波長可被加熱物體分子吸收
熱輻射的光譜是連續(xù)光譜，波長覆蓋范圍理論上是從0直至∞（無窮大），但是一般的熱輻射主要靠波長較長的紅外線進(jìn)行傳播。而紅外線根據(jù)波長范圍不同，又可細(xì)分為短波、中波、長波，不同波長的能量分配比例不一樣，區(qū)別如表2所示。
表2 不同波長的紅外線
名稱 | 波長范圍 | 波長能量分布 | ||
0 ~ 1.5 μm | 1.5 ~ 3 μm | 3 ~ ∞ μm | ||
短波 | ＜ 1.5 μm | 46% | 40% | 14% |
中波 | 1.5 μm ~ 3 μm | 10% | 45% | 45% |
長波 | ＞ 3 μm | 2% | 29% | 69% |
物體原子和分子的振動，或分子的旋轉(zhuǎn)運動的特征頻率分布在寬廣的紅外光譜區(qū)，所以紅外線（尤其是中長波紅外線）的振動頻率更接近物質(zhì)的頻率，因此更容易引起物體的共振吸收，宏觀表現(xiàn)是物體溫度迅速上升。
綜上，熱輻射加熱是一種非接觸式、針對目標(biāo)材料進(jìn)行加熱的傳熱方式，傳熱過程熱轉(zhuǎn)化效率高，熱損失小，比熱傳導(dǎo)、熱對流更節(jié)能。