EA013856B1 - Сауна - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к средствам для удовлетворения санитарно-гигиенических потребностей человека и проведения оздоровляющих процедур путем использования инфракрасного излучения. Технический результат заключается в создании высокоэффективной экологически чистой сауны путем достижения технического результата, выраженного в снижении потребляемой энергии и повышении КПД, а также за счет повышения оздоровительного эффекта. Сауна выполнена в виде отдельного помещения, ограниченного потолком, полом и стенками, внутри которого установлено по меньшей мере одно сиденье, электронагреватели, парогенератор, вентилятор и система контроля и управления. Электронагреватели выполнены в виде линейных оболочек излучения, изготовленных из электротехнического фарфора с запрессованными в них резистивными телами накала. Парогенератор содержит заполняемый водой сосуд, снабженный погружным электронагревателем, эжектором пара, аппаратурой автоматической подпитки, средствами поддержания оптимального уровня воды. Оболочки излучения имеют форму цилиндра, покрыты глазурью и собраны в секции. Внутренние поверхности стенок сауны имеют светоотражающее покрытие.

Description

Изобретение относится к средствам для удовлетворения санитарно-гигиенических потребностей человека и проведения оздоровляющих процедур путем использования инфракрасного излучения (ИК).

Известна сауна для проведения физиотерапии с ИК-излучением, содержащая кабину, внутри которой размещены плоские нагреватели ИК-излучения с резистивным покрытием, предназначенные для работы в длинноволновом диапазоне (патент ΌΕ № 10025469, А61Н 33/06, 2000 г.).

Плоские резистивные нагреватели имеют нестабильное электрическое сопротивление из-за неоднородности состава композиционного материала резистивного слоя по сечению.

При неравномерных граничных условиях поверхностного теплообмена возникает неравномерность температурного поля, которая приводит к локальным перегревам или недогревам покрытия, в результате чего длина волны ИК-излучения может смещаться в область неблагоприятного взаимодействия с организмом человека, снижая оздоровительный эффект.

Кроме того, по мере эксплуатации нагревателей резистивный слой в результате взаимодействия с кислородом постепенно выгорает, что требует дополнительных затрат электроэнергии и предопределяет сравнительно низкий КПД.

Высокая температура в местах перегрева может привести к ожогам при случайном соприкосновении, а также вызвать явление термического разложения и сухой возгонки органической пыли, сопровождающейся выделением вредных веществ, например, таких как окись углерода СО.

Известна баня, выполненная в виде отдельного помещения, ограниченного потолком, полом и стенками, внутри которой установлено по меньшей мере одно сиденье, а также снабженная системой плоских электронагревательных панелей, парогенератором, вентилятором и системой управления и контроля (патент ВИ № 2226382, А61Н 33/06, 2004 г.).

Известную баню можно рассматривать как сауну, способную работать как в режиме низкой влажности и высокой температуры, так и в режиме насыщенного водяного пара и умеренной температуры с использованием инфракрасного излучения. Применяемые в известной бане плоские электронагревательные панели являются облицовкой и составной частью стен, пола и сиденья, образуя при этом источник температурного излучения с избыточной площадью излучения и сложной системой регулирования температуры.

Как источники инфракрасного излучения, эти электронагреватели недостаточно эффективны из-за применения обычных керамических плиток или природного камня для излучающих поверхностей, обладающих низким коэффициентом преобразования тепловой энергии в энергию излучения.

В результате большая часть энергии передается конвекцией и идет на нагрев воздуха, который в оздоровительном процессе, в сравнении с ИК-излучением, играет незначительную роль и обеспечивает лишь поверхностный нагрев кожных покровов тела человека в пределах 3-4 мм.

В целом система электронагрева имеет значительную тепловую инерционность, увеличивающую время ее выхода в номинальный режим работы из-за необходимости начального прогрева металлических элементов панелей и массы облицовочного материала до рабочей температуры, что приводит к значительным затратам электроэнергии и снижению эффективности работы.

Парогенератор представляет собой элементарную каменку с аккумулирующим материалом в виде базальтовых камней с электрическим нагревом. Для получения пара на раскаленные камни выливается небольшое количество воды, которая превращается в облако пара и распространяется по всей парной. Такое устройство для генерирования пара небезопасно в эксплуатации и не в состоянии обеспечить заданный уровень влажности и создать в сауне стабильный микроклимат.

Задачей изобретения является создание высокоэффективной, экологически чистой сауны путем достижения технического результата, выраженного в снижении потребляемой энергии и повышении КПД, а также за счет улучшения оздоровительного эффекта.

Задача решается тем, что сауна выполнена в виде отдельного помещения, ограниченного потолком, полом и стенками, внутри которого установлено по меньшей мере одно сиденье, и снабжена электронагревателями, парогенератором, вентилятором, системой контроля и управления, согласно изобретению, электронагреватели выполнены в виде линейных оболочек излучения, изготовленных из электротехнического фарфора с запрессованными в них резистивными телами накала, парогенератор содержит заполняемый водой сосуд, снабженный погружным электронагревателем и эжектором пара, сообщающимся с полостью сауны, система контроля и управления включает процессор, средства контроля температуры и влажности.

Оболочки излучения выполнены в виде геометрических элементов цилиндрической формы, собранных в секции. Поверхности оболочек излучения покрыты глазурью для повышения влагостойкости и спектральной плотности излучения в диапазоне 8-12 мкм.

Парогенератор оснащен аппаратурой автоматической подпитки, средствами поддержания стабильного уровня воды, контроля давления и запорной арматурой.

Стенки сауны имеют светоотражающее покрытие.

Сауна может работать в режиме сухой горячевоздушной бани с относительной влажностью 10% и температурой воздуха 60-100°С, в режиме русской бани при насыщенном водяном паре и максимальной температуре воздуха 95°С, а также в любом удобном для потребителей режиме в диапазоне температур

- 1 013856

40-120°С и любой заданной влажности 10-95%. Все режимы поддерживаются автоматически.

На поверхности оболочек излучения поддерживается температура в пределах 100-120°С, что соответствует максимуму энергетического спектра излучения в длинноволновом диапазоне 9,2-9,5 мкм. Регулировка температуры осуществляется периодическим отключением секций электронагревателей.

Оболочки излучения выполнены из электротехнического фарфора, имеют высокий коэффициент преобразования тепловой энергии в энергию инфракрасного излучения, обусловленную тонкодисперсной структурой, определенной плотностью, которые приближают излучающую способность к излучению черного тела.

Кроме того, они обладают высокой прочностью на пробой и низкой способностью к водопоглощению, которые устраняют возможность появления электрического напряжения на внешней поверхности оболочки излучения и повышают безопасность от поражения электрическим током.

Измерение температуры производится прямым способом при помощи цифрового термодатчика. Влажность измеряется психрометрическим методом по разности показаний сухого и смоченного термодатчиков, установленных внутри сауны.

Блок управления производит обработку поступающей информации, сравнивает ее с заданными значениями и выдает соответствующие команды на включение или выключение исполнительных устройств.

Сауна представлена на фиг. 1, 2, где:

фиг. 1 - общий вид, продольный разрез;

фиг. 2 - вид сверху, разрез по А-А на фиг. 1.

Сауна содержит помещение, ограниченное потолком 1, полом 2, стенками 3. Внутри сауны установлено сиденье 4, секции электронагревателей 5 с оболочками излучения 6, датчик температуры 7, датчик влажности 8. Снаружи установлен пульт 9, парогенератор 10, вентилятор 11, электрошкаф 12. Парогенератор 10 содержит заполняемый водой герметичный сосуд 13, погружной электронагреватель 14, эжектор 15 и электромагнитный клапан 16 для выдачи пара.

Система подпитки сосуда 12 включает в себя датчик нижнего уровня 17, верхнего уровня 18 и электромагнитный клапан 19. Для контроля давления установлен манометр 20, а для безопасной эксплуатации - предохранительный клапан 21.

Потолок 1, стенки 3 утеплены изовером с отражающим слоем 22 и обшиты деревом (осина, тополь).

Сауна работает следующим образом.

Для приведения сауны в рабочее состояние устанавливают желаемые значения температуры и влажности воздуха.

Сосуд 13 парогенератора 10 заполняется водой до верхнего уровня, на электронагреватели 5 подается питание. Через несколько минут сауна готова для проведения лечебных процедур инфракрасным излучением при различных патологиях.

В процессе лечения инфракрасные лучи проникают в тело человека на глубину до 4 см, прогревая при этом ткани, мышцы, внутренние органы, суставы, кости, кровеносные сосуды.

Прогревание сопровождается обильным выделением пота, токсинов и шлаков.

Посещение сауны заканчивается не охлаждением, а индивидуальной лечебной реабилитацией или лечебным массажем.

Для проведения оздоровительно-гигиенических процедур в сауне устанавливается режим сухой горячевоздушной бани или режим обогрева насыщенными парами воды, влажность которых обратно пропорциональна температуре.

Для создания оптимального микроклимата в сауне обеспечивается достаточный воздухообмен с помощью вентилятора 11, позволяющий поддерживать нужную влажность воздуха и удалять испарения, связанные с пребыванием посетителей в парной.

Для насыщения сауны парами воды используется парогенератор 10.

При подаче напряжения на погружной электронагреватель 14 происходит нагрев воды и интенсивное парообразование.

Выдача пара внутрь сауны осуществляется через эжектор 15 после открытия электромагнитного клапана 16 по соответствующей команде процессора. При достижении заданного уровня влажности клапан 16 перекрывает поступление пара. Для снижения уровня влажности включается вентилятор 11, который производит вытяжку насыщенного паром воздуха.

Свежий воздух поступает через канал в эжекторе 15 (не показан), сообщающемся с атмосферой при работе вентилятора 11 в режиме нагнетания.

При падении уровня воды в парогенераторе 10 до нижней отметки срабатывает датчик нижнего уровня 17, в результате чего подается команда на открытие клапана 19 подачи воды в сосуд 13.

При достижении верхней отметки воды срабатывает датчик 18, по сигналу которого клапан 19 закрывается.

Таким образом, технические решения, использованные в предложенной сауне, позволяют получить ряд преимуществ, которые сводятся к следующему.

В сауне создается экологически чистый микроклимат вследствие применения излучателей, изготовленных из элетротехнического фарфора, имеющего высокую стойкость от термического разложения и

- 2 013856 отсутствие возможности выделения вредных веществ.

Электронагреватели имеют большой срок службы (3000-10000 ч), так как тела нагрева запрессованы в керамическую массу, полностью защищены от взаимодействия с кислородом и избавлены от быстрого перегорания.

КПД сауны увеличивается за счет более рационального расхода электроэнергии, путем сокращения избыточной площади излучения и нагрева второстепенных элементов конструкции.

Оздоровительный эффект повышается за счет увеличения доли инфракрасного излучения в общем температурном излучении.

Claims (5)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Сауна, выполненная в виде отдельного помещения, ограниченного потолком, полом и стенками, внутри которого установлено по меньшей мере одно сиденье, снабженное электронагревателями, парогенератором, вентилятором, системой контроля и управления, отличающаяся тем, что электронагреватели выполнены в виде линейных оболочек излучения, изготовленных из электротехнического фарфора с запрессованными в них резистивными телами нагрева, парогенератор содержит заполняемый водой сосуд, снабженный погружным электронагревателем и эжектором пара, сообщающимся с полостью сауны, система контроля и управления включает в себя процессор, средства контроля температуры и влажности.
2. 2. Сауна по п.1, отличающаяся тем,что оболочки излучения выполнены в виде геометрических элементов цилиндрической формы, собранных в секции.
3. 3. Сауна по п.1, отличающаяся тем, что поверхности оболочек излучения покрыты глазурью для повышения влагостойкости и спектральной плотности излучения в диапозоне длины волн 8-12 мкм.
4. 4. Сауна по п.1, отличающаяся тем, что парогенератор оснащен аппаратурой автоматической подпитки, средствами поддержания оптимального уровня воды, контроля давления и запорной арматурой.
5. 5. Сауна по п.1, отличающаяся тем что стенки сауны имеют светоотражающее покрытие.