EA014376B1 - Баня и генератор горячего воздуха для банного парного помещения - Google Patents

Abstract

Баня и генератор горячего воздуха для банного парного помещения относятся к строительству и предназначены для удовлетворения жизненных потребностей человека. Баня содержит, по меньшей мере, парное помещение, ограниченное обогреваемыми потолком, стенами и полом. Внутри парного помещения встроено по меньшей мере одно обогреваемое сиденье-лежак. Парное помещение снабжено системой электронагревательных панелей с резистивными нагревательными элементами и ИК-излучателями, которые представляют собой облицовку электронагревательных панелей. ИК-излучатели размещены на поверхности потолка, стен, пола и по меньшей мере одного сиденья-лежака и объединены в группы, каждая из которых снабжена средством регулирования и автоматического поддержания температуры. Парное помещение содержит генератор горячего воздуха, управляемую приточно-вытяжную вентиляцию. Электронагревательные панели размещены на поверхностях потолка, стен, пола и сиденья-лежака с возможностью обогрева всего объема парного помещения и образования по меньшей мере четырех горизонтально расположенных по высоте парного помещения тепловых зон. Первая тепловая зона имеет температуру ИК-излучения от 25 до 40°С, вторая тепловая зона - от 35 до 45°С, третья тепловая зона - от 40 до 60°С, четвертая тепловая зона - от 55 до 75°С. Генератор горячего воздуха расположен в третьей и/или в четвертой тепловых зонах и представляет собой термоконтейнер, в герметичном корпусе которого размещены электронагревательные элементы и ИК-излучатели. Герметичный корпус облицован натуральным каменным материалом или керамической плиткой, имеет крышку, выполненную в виде перфорированной панели, имеющей открытую горловину, и двойные стенки, между которыми размещен теплоизоляционный материал. Внутри корпуса установлены две открытые сверху емкости, в каждой из которых размещены электронагревательные элементы, ИК-излучатели и датчик температуры, при этом электронагревательные элементы каждой емкости выполнены с возможностью независимого нагрева и поддержания заданной температуры соответствующих теплоаккумуляторов, а корпус размещен в кожухе с перфорированным днищем, и между кожухом и наружными стенками корпуса образованы каналы для конвективного прохода воздуха.

Description

Изобретение относится к строительству, а более конкретно к бане и генератору горячего воздуха для банного парного помещения.

Настоящее изобретение предназначено для удовлетворения жизненных потребностей человека. Оно может быть использовано при проектировании и строительстве общественных и индивидуальных бань.

Известна сауна (баня) Термаль, выполненная в виде отдельного помещения, ограниченного потолком, обогреваемыми полом и стенами, внутри которого встроено по меньшей мере одно обогреваемое сиденье-лежак. Сауна снабжена системой электронагревательных панелей, обеспечивающих указанный обогрев (патент РФ № 2119324, А61Н 33/06).

В указанной бане предусмотрена конвективная передача тепла от электронагревательных панелей к телу человека посредством нагретого воздуха, проходящего через каждую панель, в которой используется по меньшей мере одна тепловая труба. При таком нагреве достигается объемный прогрев кабины, однако температура нагрева электронагревательных панелей доходит до 200°С. При этом организм человека в бане разогревается благодаря непосредственному воздействию горячего воздуха на кожные покровы человека. Так как сухой воздух обладает низкой теплоёмкостью и теплопроводностью, эффективный прогрев организма человека до потоотделения возможен только при высоких температурах, экстремальных для организма человека. Это ведет к непосредственному воздействию на организм человека экстремальной температуры, значительно превышающей нормальную температуру его тела. Кроме того, возникает опасность ожога слизистых оболочек верхних дыхательных путей в результате воздействия на них сухого горячего воздуха.

Наиболее близким к настоящему изобретению по своей технической сущности и достигаемому результату является баня по патенту РФ № 2226382. Указанная баня содержит парное помещение, ограниченное потолком, обогреваемыми стенами и полом. Внутри помещения встроено по меньшей мере одно обогреваемое сиденье-лежак.

Известная баня снабжена системой электронагревательных панелей с резистивными нагревательными элементами и ИК-излучателями, последние из которых представляют собой облицовку электронагревательных панелей, размещенных на поверхности стен и пола, и по меньшей мере одного сиденьялежака. Электронагревательные панели объединены в группы, каждая из которых снабжена устройством регулирования и автоматического поддержания температуры, соответственно, поверхностей стен, пола и по меньшей мере одного сиденья-лежака в интервале 20-60°С для формирования теплового поля ИК-излучения.

На полу бани размещен генератор горячего воздуха, имеющий герметичный корпус с открытой горловиной и двойные стенки, между которыми размещен теплоизоляционный материал. Внутри корпуса установлена открытая сверху емкость, в которой размещены электронагревательные элементы и ИК-излучатели.

Потолок в бане выполнен сводчатым и облицован теплоизолирующим и теплоотражающим материалом, например деревом, при этом в помещении имеется управляемая приточно-вытяжная вентиляция.

Указанный интервал температур дает возможность пользователю произвольно выбирать температуру соседних групп электронагревательных панелей. Однако если произвольно выбирать температуру групп панелей по высоте парного помещения, возможно деформационное разрушение материала облицовки электронагревательных панелей (растрескивание, отслаивание, вспучивание), вызванное неравномерным тепловым расширением материала облицовки при высоком градиенте температур поверхностей облицовки соседних групп электронагревательных панелей.

Кроме того, наличие на потолке облицовки из теплоизолирующего и теплоотражающего горючего материала, например дерева, увеличивает пожароопасность, например, при сооружении индивидуальной бани в жилом помещении. При этом дерево, являясь пористым и гигроскопичным материалом, при нагревании излучает в ИК-диапазоне в несколько раз слабее, чем камень или керамика, снижая плотность лучистого потока и экономичность бани. Кроме того, при использовании бани в парном режиме деревянная облицовка потолка пропитывается влагой, в результате чего требуется длительный временной период для перевода использования бани из парного режима в режим сауны.

Кроме того, указанное размещение генератора горячего воздуха приводит к возникновению риска непосредственного воздействия на пользователя горячего влажного воздуха, поступающего из генератора при использовании бани в парном режиме, что увеличивает возможность травмирования пользователя.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания экономичной пожаробезопасной бани и генератора горячего воздуха, которые позволили бы создавать в бане режимы сауны и русской парной бани, осуществлять быструю смену этих режимов, исключить возможность травмирования пользователя при использовании бани в парном режиме, а также создать равномерный по высоте парного помещения градиент температур, обеспечивающий равномерное тепловое расширение материала облицовки электронагревательных панелей, что увеличивает надежность и долговечность использования бани.

Поставленная задача решена созданием бани, содержащей, по меньшей мере, парное помещение, ограниченное потолком, обогреваемыми стенами и полом, внутри помещения встроено по меньшей мере одно обогреваемое сиденье-лежак, и оно снабжено системой электронагревательных панелей с резистив

- 1 014376 ными нагревательными элементами и ИК-излучателями, последние из которых представляют собой облицовку электронагревательных панелей, которые размещены на поверхности стен, пола и по меньшей мере одного сиденья-лежака и объединены в группы, каждая из которых снабжена средством регулирования и автоматического поддержания температуры, соответственно, поверхностей стен, пола и по меньшей мере одного сиденья-лежака для формирования теплового поля ИК-излучения, генератором горячего воздуха и управляемой приточно-вытяжной вентиляцией, при этом согласно изобретению система электронагревательных панелей с резистивными нагревательными элементами и ИК-излучателями содержит дополнительные электронагревательные панели с резистивными нагревательными элементами и ИК-излучателями, которые размещены на поверхности потолка, ИК-излучатели электронагревательных панелей и дополнительных электронагревательных панелей размещены, соответственно, на поверхностях стен, пола, по меньшей мере одного сиденья-лежака и потолка с возможностью обогрева всего объема парного помещения и образования по меньшей мере четырех горизонтально расположенных по высоте парного помещения тепловых зон, первая из которых образована посредством ИК-излучателей, размещенных на поверхности пола, и имеет температуру ИК-излучения от 25 до 40°С, вторая зона образована посредством ИК-излучателей, размещенных на поверхности стен вблизи поверхности пола, и имеет температуру ИК-излучения от 35 до 45°С, третья зона образована посредством ИК-излучателей, размещенных на поверхности стен над второй зоной, и имеет температуру ИК-излучения от 40 до 60°С, четвертая зона образована посредством ИК-излучателей, размещенных на поверхности стен вблизи потолка и на поверхности потолка, имеет температуру ИК-излучения от 55 до 75°С, при этом генератор горячего воздуха расположен в третьей и/или в четвертой тепловых зонах.

Широко известно, что различные органы человека наиболее чувствительны к волнам различной длины в диапазоне 9-11 мкм спектра ИК-излучения, к которому хорошо адаптирован организм человека. Излучение различной длины волны соответствует излучению поверхностей, имеющих различную температуру. Автором были выделены по меньшей мере четыре горизонтальные температурные тепловые зоны, в которых обеспечивается возможность создания в парном помещении наиболее оптимальных условий нагрева различных участков тела пользователя и не перегревать отдельные участки тела пользователя, что позволяет экономить электроэнергию при достижении наиболее эффективного прогрева тела пользователя. Кроме того, наличие по меньшей мере четырех горизонтальных температурных тепловых зон позволяет создать равномерный по высоте парного помещения градиент температур, обеспечивающий равномерное тепловое расширение материала облицовки электронагревательных панелей, что увеличивает надежность и долговечность использования бани.

Указанное расположение генератора горячего воздуха позволяет создать в бане режимы сауны и русской парной бани, осуществлять быструю смену этих режимов, исключить возможность травмирования пользователя при использовании бани в парном режиме, так как расположение генератора создает благоприятные условия для кратчайшего поступления нагретого воздуха в верхнюю наиболее нагретую часть парного помещения. Здесь верхняя часть стен и потолок образуют бассейн рекуперации пара, образующегося при увлажнении и нагреве воздуха, проходящего через генератор.

Выполнение потолка из теплопоглощающего негорючего материала устраняет опасность возгорания бани, поскольку такой материал (керамическая плитка или натуральный камень) имеет большой температурный коэффициент теплового расширения, что устраняет большие температурные нагрузки на облицовку стен и потолка, так как осуществляется путем плавного повышения температуры ИК-излучателей по высоте парного помещения. Это увеличивает надежность и долговечность использования бани.

Для оптимизации условий поступления и накопления горячего воздуха в наиболее нагретой четвертой зоне желательно, чтобы парное помещение имело откосы, выполненные между потолком и стенами, при этом на поверхности откосов размещены дополнительные электронагревательные панели с резистивными нагревательными элементами и ИК-излучателями.

Целесообразно выполнение парного помещения, в котором вторая зона составляет от 30 до 35% его объема.

Благоприятно, чтобы третья зона составляла от 50 до 60% объема парного помещения.

Возможно, чтобы третья зона по высоте состояла из двух частей, нижняя из которых имеет температуру ИК-излучения от 40 до 50°С, а верхняя - от 45 до 60°С.

Желательно, чтобы нижняя и верхняя части третьей зоны, каждая, составляли от 25 до 30% объема парного помещения.

Четвертая зона может составлять от 15 до 20% от объема парного помещения.

Достижение оптимального результата при проведении массажных процедур достигается за счет выполнения электронагревательных панелей, размещенных на поверхности сиденья-лежака, и объединенных по длине лежака по меньшей мере в три группы с индивидуальным регулированием и автоматическим поддержанием температуры в каждой из групп в диапазоне от 30 до 50°С.

Наибольшая плотность ИК-излучения в наиболее благоприятных частях спектра достигается за счет выполнения ИК-излучателей каждой электронагревательной панели и каждой дополнительной электронагревательной панели из натурального каменного материала или плотной керамической плитки.

- 2 014376

Установлено, что наилучшие результаты по соотношению эффективность/мощность излучателя достигаются, если резистивный нагревательный элемент каждой электронагревательной панели и каждой дополнительной электронагревательной панели выполнен из нихромовой проволоки, длина и сечение которой выбраны из соотношений

15м^-1<Ь/8<25м^-1, где Ь - длина нихромовой проволоки, м;

- площадь греющей панели, м²;

@ = ь-8-ь-Руд/и², где @ - сечение нихромовой проволоки, м²;

И - удельное сопротивление нихромовой проволоки, Ом-м;

Р_уд - удельная тепловая мощность панели, Вт/м²;

и - напряжение питания нагревательного элемента, В.

Для размещения бани в городских условиях, например в офисе или квартире, возможно выполнение парного помещения, которое представляет собой сборно-разборную кабину, состоящую из отдельных панелей пола, стен, потолка и панели с входной дверью, при этом указанные панели выполнены с огнеупорным теплоизоляционным слоем, расположенным между наружной облицовкой панели и электронагревательными панелями с ИК-излучателями.

Для повышения комфортности желательно выполнение бани, в которой управляемая приточновытяжная вентиляция имеет вытяжной вентилятор, установленный с возможностью создания регулируемого режима вентиляции в процессе проведения парных и массажных процедур в парном помещении.

С этой же целью целесообразно выполнение бани, в которой парное помещение имеет регулируемый канал, сообщенный с наружной атмосферой для осуществления интенсивной (залповой) вытяжной вентиляции парного помещения.

При этом целесообразно, чтобы управляемая приточно-вытяжная вентиляция содержала нагнетательный вентилятор для обеспечения регулируемой приточной вентиляции в парном помещении.

Повышению комфортности способствует установка в канале нагнетательного вентилятора низкотемпературного подогревателя воздуха.

Для этой же цели возможна установка в канале нагнетательного вентилятора осушителя воздуха.

Возможно выполнение бани, имеющей дополнительно предбанник, и/или отделение для мытья, и/или комнату отдыха.

Расширение возможностей реализации различных лечебных процедур может быть достигнуто путем выполнения бани, в которой генератор горячего воздуха представляет собой термоконтейнер, который имеет герметичный корпус, облицованный натуральным каменным материалом или керамической плиткой, крышку, выполненную в виде перфорированной панели, имеющей открытую горловину, и двойные стенки, между которыми размещен теплоизоляционный материал, при этом внутри корпуса установлена открытая сверху емкость, в которой размещены электронагревательные элементы, ИК-излучатели и датчик температуры, а корпус размещен в кожухе с перфорированным днищем, и между кожухом и наружными стенками корпуса образованы каналы для конвективного прохода воздуха.

Поставленная задача и более полная реализация технических возможностей бани, описываемой в настоящем изобретении, решены созданием генератора горячего воздуха оригинальной конструкции. Посредством использования такого генератора, кроме решения поставленной описанной выше задачи, появляется возможность создания атмосферы, насыщенной парами целебных масел или настоев трав, что значительно расширяет лечебные возможности процедур, проводимых в бане.

Достижение указанного технического результата обеспечивается созданием генератора горячего воздуха для банного парного помещения, представляющего собой термоконтейнер, в герметичном корпусе которого размещены электронагревательные элементы и ИК-излучатели, в котором согласно изобретению герметичный корпус облицован натуральным каменным материалом или керамической плиткой, имеет крышку, выполненную в виде перфорированной панели, имеющей открытую горловину, и двойные стенки, между которыми размещен теплоизоляционный материал, при этом внутри корпуса установлены две открытые сверху емкости, в каждой из которых размещены электронагревательные элементы, ИК-излучатели и датчик температуры, при этом электронагревательные элементы каждой емкости выполнены с возможностью независимого нагрева и поддержания заданной температуры соответствующих теплоаккумуляторов, а корпус размещен в кожухе с перфорированным днищем, и между кожухом и наружными стенками корпуса образованы каналы для конвективного прохода воздуха.

Указанное выполнение генератора горячего воздуха облегчает возможность создавать в парном помещении атмосферу, насыщенную парами лечебных трав и экстрактов трав.

Возможно, чтобы ИК-излучатели были размещены в каждой емкости в два слоя, нижний из которых занимает от 1/2 до 2/3 высоты емкости и состоит из фракций от 3 до 5 см, а верхний слой размещен до крышки корпуса и состоит из фракций от 4 до 10 см.

Также возможно, что ИК-излучатели нижнего слоя выбраны из группы: кусковые ИК-излучающие элементы, камни, шарики от шарикоподшипников, чугунные фрагменты, а ИК-излучатели верхнего слоя

- 3 014376 представляют собой камни.

Повышение тепловой мощности генератора горячего воздуха может быть достигнуто за счет того, что электронагревательные элементы каждой емкости представляют собой один или несколько трубчатых электронагревателей, размещенных в нижней части соответствующей емкости, а ИК-излучатели содержат металлические плиты, охватывающие трубчатые электронагреватели, и дискретные элементы в виде камней, размещенных в верхней части каждой емкости.

Для лучшего нагрева проходящего через генератор горячего воздуха целесообразно снабдить генератор воронкой, размещенной с возможностью подачи воды через указанную воронку на ИК-излучатели обеих емкостей.

Целесообразно выполнение предлагаемой бани с предлагаемым генератором горячего воздуха. Наличие второй емкости с независимыми электронагревательными элементами дает возможность создать во второй емкости невысокую температуру теплоаккумуляторов, на которые подают ароматизированный раствор. Это позволяет наиболее эффективно проводить массажные процедуры с использованием целебных настоев и масел для создания ароматного пара без выгорания органики.

Таким образом, в указанную совокупность включены признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для создания экономичной пожаробезопасной бани и генератора горячего воздуха, которые позволили бы создавать в бане режимы сауны и русской парной бани, осуществлять быструю смену этих режимов, исключить возможность травмирования пользователя при использовании бани в парном режиме, а также создать равномерный по высоте парного помещения градиент температур, обеспечивающий равномерное тепловое расширение материала облицовки электронагревательных панелей, что увеличивает надежность и долговечность использования бани.

Для лучшего понимания изобретения ниже приведены конкретные примеры его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 схематично изображает парное помещение бани, выполненное согласно изобретению; фиг. 2 - генератор горячего воздуха, выполненный согласно изобретению, поперечный разрез; фиг. 3 - генератор горячего воздуха, выполненный согласно изобретению, вид сверху.

Широко известно, что эффективность взаимодействия ИК-излучения с организмом человека зависит от длины волны ИК-излучения. По данным биофизических исследований она достигает максимального значения при длине волны ИК-излучения в диапазоне 9,3-9,5 мкм. На этой длине волны имеет место наибольшая глубина проникновения ИК-излучения в тело человека, в результате чего происходит объёмный прогрев внутренних органов и тканей организма человека (Боголюбов В.М., Пономаренко Г.Н., Общая физиотерапия. - Москва: Медицина, 1999, с. 148-151; Физическая энциклопедия. - Москва: 1998, том 2, с. 182). Эффективность взаимодействия ИК-излучения с организмом человека уменьшается как с уменьшением, так и с увеличением длины волны ИК-излучения относительно значений 9,3-9,5 мкм, приближаясь к минимальным значениям на длинах волн короче 8,0 мкм и длиннее 12,0 мкм. Наиболее благоприятным для организма человека является ИК-излучение в диапазоне длин волн от 8,5 мкм до 10,5 мкм. В то же время длина волны, превалирующая в данном диапазоне спектра ИК-излучения разогретых тел, имеющих одну и ту же температуру, но выполненных из различных материалов, различна. Таким образом, варьируя материалом облицовки ИК-излучателей, возможно получать различные по интенсивности спектры ИК-излучения. Указанные положения были положены в основу настоящего изобретения.

Предлагаемая баня 1 содержит, по меньшей мере, парное помещение 2, ограниченное обогреваемыми потолком 3, стенами 4 и полом 5. В зависимости от величины бани 1 внутри парного помещения может находиться одно, или несколько обогреваемых сидений-лежаков 6. Парное помещение 2 снабжено системой электронагревательных панелей 7 с резистивными нагревательными элементами и ИК-излучателями 8. Для создания ИК-излучения с наиболее эффективным действием ИК-излучатели 8 представляют собой облицовку 9 электронагревательных панелей 7, которые размещены на поверхности потолка 3, стен 4, пола 5 и по меньшей мере одного сиденья-лежака 6. Электронагревательные панели 7 объединены в группы, каждая из которых снабжена средством регулирования и автоматического поддержания температуры (на чертеже не показаны), соответственно, поверхностей потолка 3, стен 4, пола 5 и одного или нескольких сидений-лежаков 6 для формирования трансформируемого теплового поля ИК-излучения. Необходимая для парного помещения атмосфера создается генератором горячего воздуха и управляемой приточно-вытяжной вентиляцией.

Система электронагревательных панелей 7 с резистивными нагревательными элементами и ИК-излучателями 8 содержит ИК-излучатели 8 электронагревательных панелей 7, которые размещены, соответственно, на поверхностях потолка 3 (дополнительные электронагревательные панели 7), стен 4, пола 5 и сидения-лежака 6 с возможностью обогрева всего объема парного помещения 2 и образования по меньшей мере четырех горизонтально расположенных по высоте парного помещения 2 тепловых зон 10, 11, 12, 13. Размещение этих зон в парном помещении 2 представлено на фиг. 1.

Первая зона 10 образована посредством ИК-излучателей 8, размещенных на поверхности пола 5, и имеет температуру ИК-излучения от 25 до 40°С.

Вторая зона 11 образована посредством ИК-излучателей 8, размещенных на поверхности стен 4

- 4 014376 вблизи поверхности пола 5, и имеет температуру ИК-излучения от 35 до 45°С.

Третья зона 12 образована посредством ИК-излучателей 8, размещенных на поверхности стен над второй зоной 11, и имеет температуру ИК-излучения от 40 до 60°С.

Четвертая зона 13 образована посредством ИК-излучателей 8, размещенных на поверхности стен 4 вблизи потолка 3 и на поверхности потолка 3. В этой зоне температура ИК-излучателей составляет от 55 до 75°С и формирует наиболее нагретую верхнюю часть стен 4 и потолка 3.

В третьей зоне 12 расположен генератор 14 горячего воздуха. Обычно высота его расположения над уровнем пола 5 составляет 145-160 см и определяется конкретными параметрами самого помещения: объемом, размерами, мощностью генератора 14 и т.д. В данном примере приведено расположение генератора 14 в третьей зоне 12. Однако генератор может быть расположен либо полностью в третьей зоне 12, либо полностью в четвертой зоне 13, либо в третьей и четвертой зонах 12 и 13. Его расположение зависит от высоты парного помещения 2.

Как правило, вторая зона 11 парного помещения 2 составляет от 30 до 40% его объема, третья зона 12 составляет 50-60% объема парного помещения 2 и четвертая зона 13, находящаяся под самым потолком и в которой сосредоточен самый горячий воздух, составляет от 15 до 20% от объема парного помещения 2. Однако возможна различная комбинация объемов указанных зон. Например, на фиг. 1 изображен вариант выполнения потолка 3 с откосами 15. В этом варианте выполнения третья зона 12 по высоте может состоять из двух частей 12а и 12в, нижняя из которых имеет температуру ИК-излучения от 40 до 50°С, а верхняя - от 45 до 60°С. При этом нижняя и верхняя части 12в и 12а третьей зоны 12, каждая, может составлять от 25 до 30% объема парного помещения.

Потолок 3 в парном помещении 2 может иметь различную форму. Он может быть, например, прямым, иметь откосы 15 (как показано на фиг. 1) или иметь сводчатую форму. Это определяется и эстетическими вкусами строителя и различными возможностями технического характера. Однако для оптимизации условий поступления и накопления горячего воздуха в наиболее нагретой четвертой зоне 13 предпочтительно выполнение потолка 3 парного помещения 2 с откосами 15 и при этом откосы 15 потолка 3 должны быть расположены в наиболее нагретой четвертой тепловой зоне 13. В этом случае создаются оптимальные условия концентрации горячего воздуха в бассейне рекуперации пара, образующемся в четвертой зоне 13. Отсюда посредством веника удобно направлять горячий воздух на пользователя, принимающего процедуру.

Повышение комфортности принятия процедур достигается также за счет выполнения электронагревательных панелей 7 под облицовкой поверхности сиденья-лежака 6 по меньшей мере тремя группами с индивидуальным терморегулированием и автоматическим поддержанием температуры в каждой из групп в диапазоне от 30 до 50°С. При этом каждый участок тела пользователя в лежачем положении может находиться в зоне с наиболее благоприятной температурой именно для этого участка тела. При этом наибольшая плотность ИК-излучения в наиболее благоприятных частях спектра будет достигаться за счет выполнения ИК-излучателей 8 каждой электронагревательной панели 7 из натурального каменного материала или плотной керамической плитки.

Установлено, что наилучшие результаты по соотношению эффективность/мощность ИК-излучателя 8 достигаются, если резистивный нагревательный элемент каждой электронагревательной панели 7 будет выполнен из нихромовой проволоки, длина и сечение которой соответствуют соотношениям

15м^-1<Ь/8<25м^-1, где Ь - длина нихромовой проволоки, м;

- площадь электронагревательной панели, м²;

@ = й-8-Е-Руд/и², где 11 - удельное сопротивление нихромовой проволоки, Ом-м;

Руд - удельная тепловая мощность электронагревательной панели, Вт/м²;

и - напряжение питания нагревательного элемента, В.

Для размещения бани в городских условиях, например в офисе или квартире, возможно, чтобы парное помещение 2 бани 1 представляло собой сборно-разборную кабину, содержащую отдельные панели пола 5, стен 4, потолка 3 и панель с входной дверью 16. При этом указанные отдельные панели имеют наружную облицовку 17 и огнеупорный теплоизоляционный слой 18, расположенный между наружной облицовкой 17 и электронагревательными панелями 7 с ИК-излучателями 8. Наружная облицовка 17 может быть выполнена из термостойкого материала с низкой теплопроводностью, например из натурального дерева.

Для повышения комфортности в парном помещении 2 устанавливают вытяжной вентилятор (на чертеже не показано), при помощи которого создают регулируемый режим вентиляции в процессе проведения парных и массажных процедур. Кроме вытяжного вентилятора, который обеспечивает создание желательного режима вентиляции, парное помещение 2 бани 1 может быть снабжено регулируемым каналом (на чертеже не показан), сообщенным с наружной атмосферой для осуществления вытяжной интенсивной (залповой) вентиляции парного помещения 2 (например, форточка соответствующего проходного сечения). Такое выполнение позволяет разнообразить тепловые и атмосферные режимы, созда

- 5 014376 ваемые в парном помещении 2 и тем самым повысить комфортность принятия процедур.

С этой же целью управляемая приточно-вытяжная вентиляция может содержать нагнетательный вентилятор (на чертеже не показан) для обеспечения регулируемой приточной вентиляции в парном помещении 2, а также низкотемпературный подогреватель воздуха и/или осушитель воздуха, установленные в канале нагнетательного вентилятора (на чертеже не показаны).

При выполнении бани 1 в отдельном помещении или здании целесообразно выполнять ее с другими подсобными помещениями, такими как предбанник, отделение для мытья, комната отдыха (на чертеже не показаны). Все это повышает функциональность бани 1, ведет к более полному восстановлению организма пользователя в результате принятия банных процедур.

Расширение возможностей реализации различных лечебных процедур может быть достигнуто путем выполнения бани 1, в которой герметичный корпус 19 генератора 9 горячего воздуха (см. фиг. 2, 3) имеет облицовку 20 натуральным каменным материалом или плотной керамической плиткой и выполнен в виде термоконтейнера с верхней перфорированной панелью 21, имеющей открытую горловину 22. Термоконтейнер представляет собой емкость 23 с двойными стенками 24, 25, между которыми размещен теплоизоляционный материал 26. Термоконтейнер закрыт кожухом 27 с перфорированным днищем 28, установленным с зазором относительно наружной стенки емкости с двойными стенками. Внутри термоконтейнера установлена открытая сверху емкость 29, в которой размещен электронагревательный элемент 30 и теплоаккумулятор с датчиком 31 температуры. Наличие кожуха 27 и воздушного зазора обеспечивает исключение нагревания кожуха 27, что исключает возможность ожога у потребителя при прикосновении к кожуху 27.

Изображенный на фиг. 2 генератор 9 ИК-излучения выполнен с теплоаккумулятором, содержащим, например, две металлические (чугунные) плиты 32, сверху которых расположены жаропрочные камни 33, например базальтовые. Между плитами 32 установлен электронагревательный элемент 30. Конструкция теплоаккумулятора может быть и любой иной, предназначенной для аналогичных целей.

Предпочтительной является двухслойная конструкция теплоаккумулятора, в которой верхний слой представляет собой камни 33 с размером фракций от 4 до 10 см, а нижний слой занимает от 1/2 до 2/3 высоты емкости 29 и состоит из фракций от 3 до 5 см (на чертеже не показано). Между кожухом 27 и наружной стенкой 25 термоконтейнера образованы каналы 34 для конвективного прохода воздуха. Для подачи воды в нижнюю часть теплоаккумулятора служит воронка 35.

Для более полной реализации технических возможностей бани, описываемой в настоящем изобретении, целесообразно использование генератора горячего воздуха улучшенной оригинальной конструкции.

Этот генератор 36 горячего воздуха отличается от генератора 9, описанного выше, наличием еще одной открытой сверху емкости 37, в которой также размещены электронагревательные элементы 30, выполненные с возможностью независимого нагрева и поддержания заданной температуры теплоаккумулятора, имеющего температурный датчик 31.

Теплоаккумуляторы обеих емкостей 29, 37 представляют собой жаростойкие камни 33, которые размещены в каждой емкости 29, 37 в два слоя, нижний из которых занимает от 1/2 до 2/3 высоты каждой емкости 29, 37 и состоит из камней 33 фракций от 3 до 5 см, а верхний слой размещен до крышки корпуса и состоит из камней фракций от 4 до 10 см (на чертеже не показано).

Также возможно выполнение генератора 9, 36 горячего воздуха, в котором теплоаккумулятор нижнего слоя состоит из шариков от шарикоподшипников диаметром 3-5 см (на чертеже не показано).

Кроме того, возможно выполнение нижнего слоя теплоаккумулятора из чугунных фрагментов.

Проходящий через теплоаккумулятор воздух нагревается в соответствии с установленной температурой теплоаккумулятора. Поскольку описываемый генератор 36 горячего воздуха имеет две независимые емкости 29, 37 с теплоаккумуляторами и собственными электронагревательными элементами 30 и регуляторами температуры 31, облегчается возможность создавать в парном помещении атмосферу, насыщенную парами лечебных трав и экстрактов трав. При этом воздух, проходящий через генератор 36, может быть нагрет до температуры 200-300°С и может быть сухим при работе бани в режиме финской сауны.

В том случае, когда желательно использовать баню в режиме русской парной бани, через воронку 20 на нижний слой теплоаккумулятора подают воду. При этом горячий воздух, проходящий через генератор 36, насыщается влагой до относительной влажности 30-80% и поступает в верхнюю тепловую зону парного помещения. Вторая емкость 37 генератора 36, имеющая свой электронагревательный элемент 30 и теплоаккумулятор, а также собственный регулятор температуры (на чертеже не показано), служит для внесения в атмосферу парного помещения паров экстрактов трав и настоев трав. Температура этого теплоаккумулятора должна быть значительно ниже температуры первого теплоаккумулятора, чтобы исключить процесс выгорания целебных растворов. Независимая работа обоих электронагревательных элементов 30 позволяет насыщать горячий воздух ароматом трав как в режиме работы сауны, так и в режиме работы русской парной бани.

Конструктивное выполнение предлагаемых описанных выше бани и генератора горячего воздуха обеспечивает создание экономичной пожаробезопасной бани и генератора горячего воздуха, которые

- 6 014376 позволяют создавать в бане режимы сауны и русской парной бани, осуществлять быструю смену этих режимов, исключить возможность травмирования пользователя при использовании бани в парном режиме, а также создать равномерный по высоте парного помещения градиент температур, обеспечивающий равномерное тепловое расширение материала облицовки электронагревательных панелей, что увеличивает надежность и долговечность использования бани. Кроме того, посредством использования описанного выше генератора 36 горячего воздуха имеется возможность создания в бане атмосферы, насыщенной парами целебных трав, что значительно расширяет лечебные возможности процедур, проводимых в бане.

Работа бани и её использование потребителем реализуются следующим образом.

Сначала, используя средство регулирования и автоматического поддержания температуры, устанавливают желательную температуру по различным группам ИК-излучателей, расположенных в разных тепловых зонах парного помещения.

Так, для сидений-лежаков эта температура составляет 43-46°С, для пола 35-40°С, для стен в средней части парного помещения 45-50°С. В наиболее нагретой части парного помещения в районе потолка, где собирается горячий воздух и образуется бассейн рекуперации пара, оптимальная температура составляет 60-75°С.

Затем включают ИК-излучатели, а также генератор горячего воздуха и через 30-45 мин приступают к непосредственному проведению банных процедур.

Начинают с прогревания до обильного выделения пота, например, в режиме сауны. После этого, в зависимости от состояния здоровья, либо принимают душ и заканчивают банные процедуры, либо переходят в режим русской парной бани. Для этого нагоняют пар, подавая чистую воду через воронку в нижнюю часть теплоаккумулятора генератора горячего воздуха, поднимают температуру до терпимой величины (порядка 80-90°С), и массируют тело веником как в обычной парной русской бане. Пар может быть простым или ароматизированным, обладающим дополнительными оздоровительными и целебными свойствами. Для этого наиболее подходит вариант исполнения генератора горячего воздуха с двумя емкостями. В одной емкости устанавливают температуру нагрева теплоаккумулятора в диапазоне 300-500°С, а в другой, которую выполняют меньшей мощности и объема, устанавливают температуру нагрева теплоаккумулятора в диапазоне 80-100°С. В емкость с более мощным теплоаккумулятором подливают воду для получения горячего пара, а в меньшую емкость подают ароматизатор. В результате органическая составляющая ароматизатора не подвергается воздействию сверхвысокой температуры и не выгорает, сохраняя естественный аромат.

Для лучшего оздоровительного эффекта в помещении бани устраивают залповую вытяжную систему вентиляции. Наиболее простой вариант такой системы представляет собой обычную форточку. При размещении бани в квартире или коттедже вытяжная система вентиляции может представлять собой вентиляционный канал с установленным в нем вентилятором и аппаратурой управления.

Благодаря такой системе появляется возможность проведения процедуры закаливания организма путем попеременного воздействия на организм горячего пара и охлажденного воздуха из системы приточной вентиляции, которой также может быть оборудована баня. После этого принимают контрастный душ и заканчивают банные процедуры.

Таким образом, технические решения, использованные в предложенной бане, позволяют реализовать различные режимы её использования и обеспечивают высокую эффективность воздействия ИК-излучения в наиболее благоприятном для человека диапазоне длин волн.

Техническая возможность изготовления и тиражирования предложенной бани не вызывает сомнений. Она сводится к возможности реализации обогреваемых поверхностей стен, пола и сиденья-лежака, а также системы автоматического управления температурой нагрева этих поверхностей и генератора горячего воздуха. Технологические процессы изготовления этих устройств хорошо известны и освоены промышленностью. Поэтому производство бани может быть организовано на любом предприятии строительного комплекса.

Claims (23)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Баня, содержащая, по меньшей мере, парное помещение, ограниченное потолком, обогреваемыми полом и стенами, внутри помещения встроено по меньшей мере одно обогреваемое сиденье-лежак, и оно снабжено системой электронагревательных панелей с резистивными нагревательными элементами и ИКизлучателями, последние из которых представляют собой облицовку электронагревательных панелей, которые размещены на поверхности стен, пола и по меньшей мере одного сиденья-лежака и объединены в группы, каждая из которых снабжена средством регулирования и автоматического поддержания температуры соответственно поверхностей пола, стен и по меньшей мере одного сиденья-лежака для формирования теплового поля ИК-излучения, генератором горячего воздуха и управляемой приточновытяжной вентиляцией, отличающаяся тем, что система электронагревательных панелей с резистивными нагревательными элементами и ИК-излучателями содержит дополнительные электронагревательные панели с резистивными нагревательными элементами и ИК-излучателями, которые размещены на по

   - 7 014376 верхности потолка, ИК-излучатели электронагревательных панелей и дополнительных электронагревательных панелей размещены соответственно на поверхностях стен, пола, по меньшей мере одного сиденья-лежака и потолка с возможностью обогрева всего объема парного помещения и образования по меньшей мере четырех горизонтально расположенных по высоте парного помещения тепловых зон, первая из которых образована посредством ИК-излучателей, размещенных на поверхности пола, и имеет температуру ИК-излучения от 25 до 40°С, вторая зона образована посредством ИК-излучателей, размещенных на поверхности стен вблизи поверхности пола, и имеет температуру ИК-излучения от 35 до 45°С, третья зона образована посредством ИК-излучателей, размещенных на поверхности стен над второй зоной, и имеет температуру ИК-излучения от 40 до 60°С, четвертая зона образована посредством ИК-излучателей, размещенных на поверхности стен вблизи потолка и на поверхности потолка, и имеет температуру ИК-излучения от 55 до 75°С, при этом генератор горячего воздуха расположен в третьей и/или четвертой тепловых зонах.
2. 2. Баня по п.1, отличающаяся тем, что парное помещение имеет откосы, выполненные между потолком и стенами, при этом на поверхности откосов размещены дополнительные электронагревательные панели с резистивными нагревательными элементами и ИК-излучателями.
3. 3. Баня по п.1, отличающаяся тем, что вторая зона составляет от 30 до 40% объема парного помещения.
4. 4. Баня по п.1, отличающаяся тем, что третья зона составляет от 50 до 60% объема парного помещения.
5. 5. Баня по п.4, отличающаяся тем, что третья зона по высоте состоит из двух частей, нижняя из которых имеет температуру ИК-излучения от 40 до 50°С, а верхняя - от 45 до 60°С.
6. 6. Баня по п.5, отличающаяся тем, что нижняя и верхняя части третьей зоны, каждая, составляют от 25 до 30% объема парного помещения.
7. 7. Баня по п.1, отличающаяся тем, что четвертая зона составляет от 15 до 20% объема парного помещения.
8. 8. Баня по п.1, отличающаяся тем, что электронагревательные панели, размещенные на поверхности сиденья-лежака, объединены по длине лежака по меньшей мере в три группы с индивидуальным регулированием и автоматическим поддержанием температуры в каждой из групп в диапазоне от 30 до 50°С.
9. 9. Баня по п.1, отличающаяся тем, что ИК-излучатель каждой электронагревательной панели и каждой дополнительной электронагревательной панели выполнен из натурального каменного материала или плотной керамической плитки.
10. 10. Баня по п.1, отличающаяся тем, что резистивный нагревательный элемент каждой электронагревательной панели и каждой дополнительной электронагревательной панели выполнен из нихромовой проволоки, длина и сечение которой выбраны из соотношений

    15 м^-1<Ь/Б<25 м^-1, где Ь - длина нихромовой проволоки, м;

    Б - площадь электронагревательной панели, м²;

    @ = ь-Б-ь-Руд/и², где @ - сечение нихромовой проволоки, м²;
11. 11 - удельное сопротивление нихрома, Ом-м;

    Р_уд - удельная тепловая мощность электронагревательной панели, Вт/м²;

    и - напряжение питания электронагревательного элемента, В.

    11. Баня по п.1, отличающаяся тем, что парное помещение представляет собой сборно-разборную кабину, состоящую из отдельных панелей пола, стен, потолка и панели с входной дверью, при этом указанные панели выполнены с огнеупорным теплоизоляционным слоем, расположенным между наружной облицовкой панели и электронагревательными панелями с ИК-излучателями.
12. 12. Баня по п.1, отличающаяся тем, что управляемая приточно-вытяжная вентиляция содержит вытяжной вентилятор, установленный с возможностью создания регулируемого режима вентиляции в процессе проведения парных и массажных процедур в парном помещении.
13. 13. Баня по п.1, отличающаяся тем, что парное помещение имеет регулируемый канал, сообщенный с наружной атмосферой для осуществления интенсивной вытяжной вентиляции парного помещения.
14. 14. Баня по п.1, отличающаяся тем, что управляемая приточно-вытяжная вентиляция содержит нагнетательный вентилятор для обеспечения регулируемой приточной вентиляции в парном помещении.
15. 15. Баня по п.14, отличающаяся тем, что в канале нагнетательного вентилятора установлен низкотемпературный подогреватель воздуха.
16. 16. Баня по п.14, отличающаяся тем, что в канале нагнетательного вентилятора установлен осушитель воздуха.
17. 17. Баня по п.1, отличающаяся тем, что она содержит дополнительно предбанник, и/или отделение для мытья, и/или комнату отдыха.
18. 18. Баня по п.1, отличающаяся тем, что генератор горячего воздуха представляет собой термоконтейнер, который имеет герметичный корпус, облицованный натуральным каменным материалом или

    - 8 014376 керамической плиткой, крышку, выполненную в виде перфорированной панели, имеющей открытую горловину, и двойные стенки, между которыми размещен теплоизоляционный материал, при этом внутри корпуса установлена открытая сверху емкость, в которой размещены электронагревательные элементы, ИК-излучатели и датчик температуры, а корпус размещен в кожухе с перфорированным днищем, и между кожухом и наружными стенками корпуса образованы каналы для конвективного прохода воздуха.
19. 19. Генератор горячего воздуха для банного парного помещения, представляющий собой термоконтейнер, в герметичном корпусе которого размещены электронагревательные элементы и ИК-излучатели, отличающийся тем, что герметичный корпус облицован натуральным каменным материалом или керамической плиткой, имеет крышку, выполненную в виде перфорированной панели, имеющей открытую горловину, и двойные стенки, между которыми размещен теплоизоляционный материал, при этом внутри корпуса установлены две открытые сверху емкости, в каждой из которых размещены электронагревательные элементы, ИК-излучатели и датчик температуры, при этом электронагревательные элементы каждой емкости выполнены с возможностью независимого нагрева и поддержания заданной температуры соответствующих теплоаккумуляторов, а корпус размещен в кожухе с перфорированным днищем, и между кожухом и наружными стенками корпуса образованы каналы для конвективного прохода воздуха.
20. 20. Генератор горячего воздуха по п.19, отличающийся тем, что ИК-излучатели размещены в каждой емкости в два слоя, нижний из которых занимает от 1/2 до 2/3 высоты емкости и состоит из фракций от 3 до 5 см, а верхний слой размещен до крышки корпуса и состоит из фракций от 4 до 10 см.
21. 21. Генератор горячего воздуха по п.20, отличающийся тем, что ИК-излучатели нижнего слоя представляют собой ИК-излучающие элементы, выбранные из группы: кусковые ИК-излучающие элементы, камни, шарики от шарикоподшипников, чугунные фрагменты, а ИК-излучатели верхнего слоя представляют собой камни.
22. 22. Генератор горячего воздуха по п.19, отличающийся тем, что электронагревательные элементы каждой емкости представляют собой один или несколько трубчатых электронагревателей, размещенных в нижней части соответствующей емкости, а ИК-излучатели содержат металлические плиты, охватывающие трубчатые электронагреватели, и дискретные элементы в виде камней, размещенных в верхней части каждой емкости.
23. 23. Генератор горячего воздуха по любому из пп.18-22, отличающийся тем, что он содержит воронку, размещенную с возможностью подачи воды через указанную воронку на ИК-излучатели обеих емкостей.