Баня маслова в.в. - RU2226382C2

Описание

Изобретение относится к строительству и предназначено для удовлетворения жизненных потребностей человека. Оно может быть использовано при проектировании и строительстве общественных и индивидуальных бань.

Известна финская сауна, которая характеризуется низкой влажностью (порядка 10%) воздуха с температурой от 80 до 120°С. Нагрев в ней осуществляется одним или несколькими локальными источниками тепла, имеющими температуру в несколько сотен градусов. Организм человека в сауне разогревается благодаря непосредственному воздействию горячего воздуха на кожные покровы. Так как сухой воздух обладает низкой теплоемкостью и теплопроводностью, эффективный прогрев организма до потоотделения возможен только при высоких температурах, экстремальных для организма человека.

Недостатки финской сауны обусловлены непосредственным воздействием на организм человека экстремальной температуры, превышающей нормальную температуру тела более чем в 3 раза. Особенно страдают при этом слизистые оболочки дыхательных путей и кожные покровы. Кроме того, в результате поверхностного характера взаимодействия горячего воздуха с кожей, в частности, вследствие эффективного отбора тепла с поверхности кожи при интенсивном испарении пота в сухом воздухе, значительно увеличивается время, необходимое для прогрева внутренних органов. Следовательно, увеличивается время пребывания человека в условиях воздействия на организм экстремальной температуры (А. Разоренов. Русская баня - традиции и новшества. В журнале "Бани и бассейны", 2001, № 1(13), с. 70-73).

Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемой бани является сауна “Термаль”, выполненная в виде отдельного помещения, ограниченного потолком, обогреваемыми полом и стенами, внутри которого встроено, по меньшей мере, одно обогреваемое сиденье-лежак, и снабженная системой плоских электронагревательных панелей, обеспечивающих указанный обогрев (патент РФ № 2119324, М.кл. А 61 Н 33/06).

Недостатком бани этого типа является конвективная передача тепла от тепловой панели к телу человека нагретым воздухом, проходящим через тепловую панель, в которой используется как минимум одна тепловая труба. При таком нагреве достигается объемный прогрев кабины, однако температура нагрева тепловых элементов доходит до 200°С, что не устраняет недостатки первого из приведенных аналогов.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание бани, в которой нагрев тела человека осуществляется инфракрасными излучателями, имеющими температуру излучающей поверхности не выше 60°С, что позволяет человеку, особенно с ослабленным здоровьем, находиться в бане достаточно долгое время.

Поставленная задача решается за счет того, что в бане, выполненной в виде отдельного помещения, ограниченного потолком, обогреваемыми полом и стенами, внутри которого встроено, по меньшей мере, одно обогреваемое сиденье-лежак, и снабженной системой плоских электронагревательных панелей, обеспечивающих указанный обогрев, согласно изобретению электронагревательные панели, облицованные плитками из керамики или природным камнем, выполненные в заземленном стальном экране для электробезопасности и экранирования от электромагнитных полей токов промышленной частоты, объединены в группы, каждая из которых снабжена устройством регулирования и автоматического поддержания температуры поверхностей пола, стен и, по меньшей мере, одного сидения-лежака в интервале 20-60°С для формирования теплового поля ИК-излучения.

Предпочтительно выполнение бани с электрическим генератором пара и управляемой приточно-вытяжной вентиляцией, при этом потолок может быть выполнен сводчатым и облицован теплоизолирующим и теплоотражающим материалом.

Целесообразно выполнение бани с душевой установкой с горячей и холодной водой.

Технический результат, который может быть получен при применении предлагаемой бани, заключается в повышении эффективности прогрева тела человека при одновременном снижении мощности электронагревателей и экономии электроэнергии.

Для пояснения сущности изобретения чертежи не требуются, однако необходимы некоторые пояснения общего характера.

Установлено, 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 объемный 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 до 10,5 мкм.

Как известно, диапазон длин волн ИК-излучения зависит от температуры излучающей поверхности. ИК-обогреватели с температурой излучающей поверхности выше 100°С обладают ИК-излучением, которое лежит в диапазоне длин волн короче 8,0 мкм и характеризуется малой глубиной проникновения в организм человека и соответственно весьма низкой эффективностью взаимодействия с организмом человека, поскольку в этом случае взаимодействие ограничено тонким поверхностным слоем кожи человека. Вследствие этого вся энергия ИК-излучения расходуется на нагревание тонкого поверхностного слоя кожи, что может вызвать покраснение открытых участков кожи и другие нежелательные последствия. Прогрев подкожных слоев организма происходит по мере прогревания и повышения температуры слоев, расположенных ближе к поверхности кожи. В то же время организм человека хорошо адаптирован к ИК-излучениям, исходящим от нагретых солнцем поверхностей земли, песка и камней и характеризующимся длиной волны в диапазоне 9-11 мкм. Эффективное использование ИК-излучения на указанных длинах волн становится возможным при реализации бани предлагаемой конструкции.

Баня содержит пол, стены, потолок, сидение-лежак, а также систему электрического обогрева, включающую в себя плоские электронагревательные панели, каждая из которых облицована плитками из керамики или природным камнем и выполнена в заземленном стальном экране для электробезопасности и экранирования от электромагнитных полей токов промышленной частоты. Указанные электронагревательные панели объединены в группы, каждая из которых снабжена устройством регулирования и автоматического поддержания температуры излучающей поверхности в интервале 20-60°С для формирования теплового поля ИК-излучения с преобладанием в излучаемом спектре диапазона с длиной волн от 8,5 до 10,5 мкм.

Поверхности стен, пола и сидения-лежака образованы облицовкой электронагревательных панелей и, таким образом, являются подогреваемыми в интервале температур от 20 до 60°С. Плоские электронагревательные панели объединены в группы, содержащие одну или несколько панелей, причем каждая группа снабжена устройством регулировки и автоматического поддержания заданной температуры излучающей поверхности в интервале от 20 до 60°С. Таким образом, одна и та же поверхность, например, сидения-лежака, может иметь несколько локальных участков, имеющих различную температуру излучающей поверхности.

Для расширения функциональных возможностей бани она может быть оборудована электрическим генератором пара (парогенератором), управляемой приточно-вытяжной вентиляцией, также душевой установкой с горячей и холодной водой и иметь сливной трап. Такое выполнение бани позволит реализовать в ней режим русской парной бани и обеспечить принятие контрастных водных процедур. Потолок в бане выполнен сводчатым и облицован теплоизолирующим и теплоотражающим материалом, например деревом.

Контроль температуры поверхностей пола, стен и сидений-лежаков осуществляется датчиками температуры многоканальной системы автоматического управления.

Для получения обычного и ароматизированного пара при реализации режима русской парной бани может быть установлен электрический парогенератор, содержащий открытый сверху корпус с герметичными стенками и днищем. В нижней части корпуса над днищем расположен резистивный электронагревательный элемент, выполненный в виде ТЭНов, посредством которого нагревается теплоаккумулирующий материал, например, из базальтовых камней. Боковые стенки и днище корпуса с внешней стороны покрыты теплоизолирующим и теплоотражающим покрытием. Корпус вместе с покрытием заключен в защитный кожух. В верхней части корпуса над теплоаккумулирующим материалом размещена подключенная к дозатору ароматизаторов и дозатору воды трубка с отверстиями-форсунками для впрыскивания жидкости.

С целью повышения эффективности использования ароматизаторов и улучшения экологии теплоаккумулирующий материал разделен на дискретные слои, первый из которых заполняет зону размещения электронагревательного элемента, а каждый из остальных слоев, начиная снизу со второго, размещен на своей горизонтальной решетке, опирающейся по краям на кронштейны, размещенные на внутренней стороне стенок корпуса парогенератора. Чтобы исключить контактную передачу тепла от одного слоя другому, расстояние по вертикали между поверхностью каждого слоя теплоаккумулирующего материала и расположенной выше решеткой составляет не менее 5 мм. При этом температура электронагревательного элемента поддерживается на уровне, близком к 300°С, а температура поверхности самого верхнего слоя теплоаккумулирующего материала выбирается не более 90°С.

При впрыскивании в парогенератор смеси воды и мелких капель ароматизатора последние оседают на поверхности камней верхнего слоя теплоаккумулирующего материала вследствие того, что по адгезионным свойствам ароматические масла значительно превосходят воду. Вода проливается к нижним более горячим слоям теплоаккумулирующего материала, нагревается и превращается в перегретый пар, который стремительно поднимается вверх, захватывая по пути мельчайшие частички вещества ароматизаторов на выходе из парогенератора. В результате этого практически все вещество ароматизаторов участвует в образовании ароматизированного пара, что обуславливает существенное повышение эффективности использования вещества ароматизаторов и благоприятно влияет на состояние экологии в бане.

Работа бани и ее использование потребителем реализуются следующим образом.

Сначала, используя систему автоматического регулирования, устанавливают по желанию предельные значения температур в интервале от 20 до 60°С, до которых должны быть нагреты поверхности пола, стен и сидений-лежаков, и заправляют дозатор ароматическими маслами. Затем включают нагрев обогревателей и парогенератора и через 30-45 минут приступают к непосредственному проведению банных процедур. Начинают с прогревания до обильного выделения пота и токсинов в режиме русской печи или сухой турецкой бани. После этого в зависимости от состояния здоровья либо принимают душ и заканчивают банные процедуры, либо переходят в режим парной русской бани, для чего нагоняют пар, 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. После этого принимают контрастный душ и заканчивают банные процедуры.

Таким образом, технические решения, использованные в предложенной бане, позволяют реализовать различные режимы ее использования и обеспечивают высокую эффективность воздействия ИК-излучения в наиболее благоприятном для человека диапазоне длин волн непосредственно на организм человека, а также повышение уровня комфортности банной процедуры путем создания наиболее благоприятных температурных и экологических условий для прогревания организма человека и принятия контрастных водных процедур.

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

Реферат

Изобретение относится к строительству и предназначено для удовлетворения жизненных потребностей человека. Технический результат: повышение эффективности прогрева тела человека при одновременном снижении мощности электронагревателей и экономии электроэнергии. Баня выполнена в виде отдельного помещения, ограниченного потолком, обогреваемыми полом и стенами, внутри которого встроено, по меньшей мере, одно обогреваемое сиденье-лежак, и снабжена системой плоских электронагревательных панелей, обеспечивающих указанный обогрев. Электронагревательные панели облицованы плитками из керамики или природным камнем и выполнены в заземленном стальном экране для электробезопасности и экранирования от электромагнитных полей токов промышленной частоты. Электронагревательные панели объединены в группы, каждая из которых снабжена устройством регулирования и автоматического поддержания температуры поверхностей пола, стен и, по меньшей мере, одного сидения-лежака в интервале 20-60°С для формирования теплового поля инфракрасного излучения. 2 з.п.ф-лы.

Формула