САУНА "ТЕРМАЛЬ" Российский патент 1998 года по МПК A61H33/06 

Изобретение относится к средствам для удовлетворения санитарно-гигиенических потребностей человека, а именно к устройству сухой сауны.

Сауна - это изолированное, обычно деревянное помещение, обогреваемое специальной печкой с камнями и предназначенное для создания особой среды сухой жаркой бани - парения.

Сауну можно рассматривать как баню, но основное ее назначение заключается в том, чтобы вызвать усиленное потовыделение, позволяющее не только очистить кожу, но и снять физическое и умственное напряжение. Ускоряя кровообращение и повышая температуру тела, тепло сауны успокаивает, помогает расслабиться, может снять боль. Таким образом, доминирующими потребительскими свойствами сауны стали лечебное, регенерирующее, предоставляющее отдых, поддерживающее тело в чистоте. Поэтому увлечение сауной объясняется, скорее всего, возрастающим вниманием людей к собственному здоровью.

Известно много разнообразных конструкций саун с различными показателями благоустройства и различными отопительными средствами.

Широкое распространение в настоящее время получили кабины-сауны, встраиваемые в жилом помещении, например "Зеркальная" сауна (см. журнал "Сделай сам" N 3, 1989 г, с. 30-31). Известная кабина-сауна размещена в квартире. Ее стены обиты вьетнамскими циновками, обладающими хорошими теплоизолирующими свойствами. Циновки покрыты алюминиевой фольгой. Под потолком закреплен лист-экран, выполненный из плотной бумаги и покрытый той же фольгой. Пол может быть также покрыт фольгой. Обычные легкие лестницы-стремянки, выкрашенные под серебро, с сиденьями на самом верху заменяют массивные сооружения из дерева, такие как полок, лестницу и др. В качестве обогревателей использованы три рефлектора с киловаттными спиралями.

Это один из вариантов кабины-сауны простой и удобной конструкции, оборудованной электрообогревателем и необходимыми средствами, присущими саунам.

Известны мини-бани стационарной конструкции, передвигать которые невозможно (см., например, книгу В.А. Сафина "Строим баню". Справочное пособие, М, "Стройиздат", 1990 г). Эти мини-бани выполнены из сборных щитов, а нагрев воздуха в ней осуществляется с использованием электроплитки.

Эти известные конструкции кабин-саун и мини-бань представляют интерес для индивидуального строительства и пользования по экономическим параметрам. Однако все свойства, которыми обладают традиционные сауны, в них не обеспечены. Поэтому предпочтение отдается традиционным саунам.

Строительство и оснащение традиционных саун и бань описано во многих источниках (например, в книге Я.Р. Рывкина и др. "Баня, банька, баенка", Петрозаводск, изд.. "Карелия", 1992 г. или в книге И. Арато и др. "Сауна", перевод с венгерского и чешского, М, "Стройиздат", 1993 г.). Упомянутые в этих книгах сауны представляют собой стационарные неразборные деревянные строения. Это благоустроенные сауны, оборудованные всеми необходимыми средствами, удовлетворяющими требованиям строящихся саун. Для обогрева сауны используют различные типы печей. К ним относятся электропечи, печи, которые топятся дровами и углем, газовые и масляные печи, которые из соображений пожарной безопасности и во избежание неприятного запаха должны быть размещены вне кабины сауны, что приводит к ряду дополнительных неудобств при их использовании. Использование же дровяных печей в современных условиях связано с определенными трудностями из-за дефицита дров и экологической защиты окружающей среды, которая в настоящее время весьма актуальна. Поэтому предпочтительное применение для обогрева саун нашли электропечи с термоэлектронагревателями (ТЭНами), заложенными камнями где-нибудь в одном месте в углу кабины.

Однако эти обогреватели вносят ряд существенных недостатков в известные конструкции саун.

К этим недостаткам относятся:
большое потребление электроэнергии;
достаточно высокая температура ТЭНов (порядка 450^oC и выше);
активное выгорание кислорода вблизи электропечи с сильно разогретыми ТЭНами и запах перегретого металла, это отрицательно сказывается на самочувствии людей, находящихся в кабине сауны, так как травмируется слизистая оболочка их органов;
высокая пожароопасность, так как вблизи нагревателей от повышенной температуры темнеет деревянная обшивка, происходит пиролиз древесины, в результате чего может произойти ее возгорание;
большая разница температуры между полом и потолком (40 - 70^oC);
при интенсивном использовании электропечей происходит частая замена сгоревших ТЭНов, затрудненная разборкой камней,
Известна также конструкция "Автономной мини-сауны" (см. описание изобретения к патенту РФ N 2007984, кл. A 61 H 33/06, опубл. в 1994 г.), которая выбрана в качестве прототипа. Эта мини-сауна содержит кабину с электрообогревателем и аппаратуру управления, при этом кабина состоит из пола, потолка и вертикальных панелей, жестко соединенных друг с другом, полом и потолком, а также содержит электровентилятор и Г-образную полую стойку, горизонтальная часть которой закреплена на потолке с рассеивателем горячего воздуха и экраном-отражателем, расположенным в центре потолка. Электрообогреватель, электровентилятор и аппараты их управления размещены внутри вертикальной части Г-образной полой стойки, при этом электровентилятор расположен под электрообогревателем и выполнен с защитным куполообразным кожухом-отражателем, охватывающим электродвигатель вентилятора снизу. Кожух-отражатель посредством воздуховодов соединяется с окружающей кабину атмосферой.

В известной конструкции мини-сауны предпринята попытка создания объемного источника тепла для равномерного обогрева кабины. Однако предлагаемая конструкция сауны с такой системой обогрева не позволяет в полной мере исключить недостатки, характерные аналогам, перечисленным выше.

Задача предлагаемого технического решения направлена на создание сауны, позволяющей снизить энергозатраты за счет объемного прогрева кабины с помощью распределенного низкотемпературного обогревателя и существенно улучшить микроклимат внутри кабины, обеспечив тепловой режим преимущественно с целительным эффектом за счет получения равномерного температурного поля и снижения температуры нагревательных элементов.

Поставленная задача достигается тем, что в сауне, содержащей кабину с обогревателем, снабженным аппаратурой его управления, по меньшей мере одним сиденьем и светильником, состоящей из панелей пола, потолка и вертикальных панелей, в одной из которых выполнена дверь, причем все панели жестко закреплены друг с другом, упомянутый обогреватель выполнен в виде по меньшей мере одной тепловой панели, состоящей из набора теплообменных элементов, отстоящих на расстоянии друг от друга или примыкающих друг к другу, на каждом из которых установлен нагревательный элемент, подключенный к электросети, при этом тепловая панель расположена между вертикальной панелью и параллельным ей декоративно-защитным ограждением или панелью пола и напольным защитным ограждением и отстоит от них на расстоянии, обеспечивающем равномерное распределение тепловой энергии по объему кабины.

Поставленная задача достигается также и тем, что нагревательный элемент выполнен на металлическом основании таким образом, что обеспечивает непосредственный тепловой контакт и требуемую электрическую изоляцию с теплообменным элементом, а теплообменный элемент выполнен в виде тепловой трубы с расположенным на ней по меньшей мере одним теплообменником.

Поставленная задача достигается и тем, что декоративно-защитное ограждение выполнено в виде жалюзи, параллельные планки которых расположены вертикально или наклонно вверх или вниз с зазорами, обеспечивающими интенсивное прохождение нагретого воздуха и его перемещение внутри кабины, а напольное защитное ограждение выполнено в виде жалюзи с зазорами между параллельными горизонтально расположенными планками.

Отличительными признаками заявляемого технического решения являются выполнение обогревателя в виде тепловой панели, состоящей из набора теплообменных элементов, отстоящих на расстоянии друг от друга или примыкающих друг к другу, на каждом из которых установлен нагревательный элемент, выполненный на металлическом основании, и подключен к электросети, при этом тепловая панель расположена между вертикальной панелью и параллельным ей декоративно-защитным ограждением или панелью пола и напольным защитным ограждением и отстоит от них на расстоянии.

Поскольку обогреватели являются самой важной принадлежностью сауны, то им уделяется особое внимание, т.е. от их конструкции в большей степени зависит получение в кабине сауны требуемого температурного режима.

В предлагаемой сауне использован распределительный низкотемпературный обогреватель, тепловые панели которого обладают высокой теплопроводностью, что позволяет обеспечить объемный прогрев кабины. А так как нагревательные элементы не разогреваются выше 200^oC, в кабине создается тепловой режим с равномерным температурным полем. Все это улучшает микроклимат внутри кабины, обеспечивая мягкое и нежное тепло, не обжигающее слизистую оболочку органов человека, находящегося в кабине, и порождающее целительный эффект, недостижимый при использовании традиционных источников тепла. Этот целительный эффект был подтвержден медиками при испытании сауны "ТЕРМАЛЬ".

Кроме того, улучшению теплоотдачи от панелей обогревателя в салон кабины для ее объемного прогрева способствует также наличие специальных декоративно-защитных ограждений. Функцией этих ограждений, кроме указанной выше, является также использование их в качестве элементов конструкции, предназначенной для сидения или лежания человека в кабине.

Как отмечалось ранее, одним из доминирующих свойств сауны является отдых, поэтому и внешний вид сооружения, и его интерьер должны поддерживать в человеке состояние покоя. В предлагаемой сауне интерьер кабины создают декоративно-защитные ограждения, выполненные в виде жалюзи. Причем параллельные планки, из которых выполнены жалюзи, могут располагаться вертикально или наклонно вверх или вниз. Между планками имеются зазоры для интенсивного прохождения нагретого воздуха и его равномерного перемещения внутри кабины. Напольное защитное ограждение выполнено также в виде жалюзи, планки которых расположены горизонтально с зазорами для указанной выше цели. Такое выполнение декоративно-защитных ограждений придает приятный внешний вид салону кабины, позволяя существенным образом улучшить интерьер сауны.

Изобретение поясняется чертежами, где представлены на фиг. 1 общий вид кабины сауны "ТЕРМАЛЬ"; на фиг. 2 вид кабины в разрезе со стороны снятой одной из вертикальных панелей, на котором показаны варианты исполнения теплообменных элементов.

На фотографии показаны теплообменные элементы с установленными на них теплообменниками и один из вариантов выполнения декоративно-защитного ограждения, выполненного в виде жалюзи с горизонтально расположенными параллельными планками.

Основу сауны "ТЕРМАЛЬ" (фиг. 1) составляет кабина 1, состоящая из панели пола 2, панели потолка 3 и ряда вертикальных панелей 4, на одной из которых выполнена дверь 5. Все панели 2, 3 и 4 жестко закреплены друг с другом. Кабина 1 снабжена светильником 6, сиденьем 7 и обогревателем, выполненным в виде тепловой панели, состоящей из набора теплообменных элементов 8, отстоящих на расстоянии друг от друга. Теплообменные элементы 8 могут примыкать друг к другу. На каждом теплообменном элементе 8 установлены нагревательный элемент 9 и теплообменники 10 (фиг. 2). Кабина 1 снабжена также декоративно-защитным ограждением 11 и напольным защитным ограждением 12. Сидение 7 выполнено из жалюзи 13 и 14.

Панели пола 2, потолка 3 и вертикальные панели 4 выполнены из древесины, так как дерево - это основной материал для сауны. При выборе пород дерева, удовлетворяющих требованиям строящихся саун, особое значение имеют его плотность, сжатие-разбухание, способность к сохранению формы, строение древесины и долговечность.

Плотность дерева существенна для поверхностей, соприкасающихся с кожей человека, в первую очередь для полок и сидений 7, так как различные материалы создают различное температурное ощущение и приводят к ожогам различной степени.

Кроме того, внутренний климат сауны тем лучше, чем выше качество и общий объем применяемого дерева, поскольку это объясняется малой теплоемкостью дерева, его линейной теплоотдаечй и высокими сорбционными особенностями - влагопоглощением и влагоотдачей. Поэтому наиболее применима для сауны древесина тополя, ольхи и осины.

В предлагаемой конструкции сауны "ТЕРМАЛЬ" предпочтение отдано древесине осины, которая в свою очередь также влияет на получение целительного эффекта.

Поскольку полки и сидения 7 в сауне являются важнейшей деталью интерьера, они должны быть удобны, красивы, приятны на ощупь, гигиеничны. Поэтому в предлагаемой сауне сидения выполнены съемными, отодвигающимися и выносимыми для удобства их чистки и уборки помещения. Сидение 7 в кабине 1 выполнено из жалюзи 13 с горизонтальными планками и жалюзи 14 с вертикальными планками. Все планки расположены с зазорами. Такое выполнение сидений позволяет не только улучшить интерьер сауны, но и улучшить теплообмен от тепловых панелей в салон кабины 1. Размещение полок и сидений 7 в кабине планируется с учетом площади и числа людей, одновременно находящихся в ней.

Освещение в кабине обеспечивается светильником 6, установленным на панели потолка 3. Светильник 6 может быть любого типа, допустимого для использования в сауне.

Аппаратура для управления применяемым в заявляемой сауне обогревателем выполнена с учетом особенностей его запуска и функционирования, а также с учетом потребностей потребителей сауны и находится вне кабины (на чертежах не показана).

Обогрев кабины 1 сауны "ТЕРМАЛЬ" осуществляется с помощью обогревателя, выполненного в виде тепловой панели, состоящей из набора теплообменных элементов 8, отстоящих на расстоянии друг от друга (как показано на фотографии). Тепловые элементы 8 могут примыкать друг к другу. Конфигурация теплообменных элементов 8 может быть различной: -образной, L-образной (фиг. 2). От конфигурации теплообменных элементов 8 зависит конфигурация тепловых панелей обогревателя.

Отсюда возможны и различные варианты установки тепловых панелей (фиг. 2). Так, может быть установлена только одна тепловая панель, состоящая из набора -образных теплообменных элементов 8, или панель из набора L-образных теплообменных элементов 8. Это могут быть установлены две тепловые панели и обе состоящие из набора -образных теплообменных элементов 8, или две тепловые панели, одна из которых состоит из набора -образных, а другая - из L-образных теплообменных элементов 8. Может быть вариант установки тепловой панели только над панелью пола 2. Выбор конкретного конструктивного выполнения и установки тепловой панели определяется особенностями конструкции сауны и требуемыми условиями теплового режима в салоне кабины 1. Поэтому предусмотрен также вариант установки L-образных тепловых панелей, нижняя часть которых с расположенными на ней нагревательными элементами 9 вынесена из салона кабины. На каждом теплообменном элементе 8 установлены нагревательный элемент 9 и по меньшей мере один теплообменник 10 (см. фотографию), причем нагревательный элемент 9 занимает всего 8-10% от длины теплообменного элемента 8.

Поскольку тепловая панель обогревателя (теплообменные элементы 8) крепятся на расстоянии от вертикальных панелей 4 или панели пола 2 и на расстоянии от декоративно-защитного ограждения 11 и/или напольного защитного ограждения 12, то тепловая энергия, излучаемая от теплообменных элементов 8, равномерно распределяется по объему кабины 1.

Обогрев кабины 1 сауны "ТЕРМАЛЬ" осуществляется следующим образом.

Электроэнергия, подводимая от электросети к нагревательному элементу 9, мгновенно преобразовывается в тепловую энергию. Тепловая энергия от этих нагревательных элементов 9, выполняющих функцию термопреобразователей, через металлическое основание, на котором выполнены каждый из элементов 9, достаточно быстро и с малым перепадом температур передается к теплообменным элементам 8, выполненным на основе тепловой трубы, как, например, в патенте Японии N 63-52295, опубл. 1988 г., и обладающим высокой теплопроводностью благодаря такой конструкции. По теплообменным элементам 8 тепловая энергия распространяется внутрь кабины 1, обеспечивая таким образом ее объемный прогрев.

Наличие теплообменников 10 на теплообменных элементах 8 увеличивает интенсивность работы этих элементов 8, а применение специальных покрытий (например, оксидирование) на этих теплообменниках 10 значительно улучшает теплоотдачу тепловых панелей.

В образовании внутреннего климата кабины-сауны, в создании хорошего самочувствия находящихся в ней людей большое значение имеет вентиляция, которая обеспечивает равномерный воздухообмен в кабине без образования застойных зон так, чтобы температуры и влажность воздуха как можно меньше изменялись под действием вентиляции. Для этого выполняются воздуховыводные отверстия или используются электровентиляторы. В предлагаемой же сауне благодаря использованию распределенного низкотемпературного обогревателя происходит объемная естественная конвекция воздуха.

Таким образом, предлагаемая сауна позволяет обеспечить достаточно противоречивые требования при ее эксплуатации, а именно высокую пожаробезопасность; комфортный температурный режим; низкое энергопотребление.

Опыт эксплуатации сауны "ТЕРМАЛЬ" в течение трех лет показал, что энергозатраты снизились почти в 2 раза; разница температур по объему кабины составляет всего 15-20^oC. Подтверждена в процессе эксплуатации сауны достаточно высокая надежность системы ее обогрева.

Кроме того, существенным преимуществом предлагаемой конструкции сауны "ТЕРМАЛЬ" является возможность ее реализации в модульном исполнении в зависимости от объема кабины и количества посетителей сауны.

Сауна предназначена для удовлетворения санитарно-гигиенических потребностей человека. Сауна содержит кабину с обогревателем, снабженным аппаратурой его управления, сиденьем и светильником. Кабина состоит из панелей пола, потолка и вертикальных панелей. Обогреватель выполнен в виде тепловой панели, состоящей из набора теплообменных элементов, отстоящих на расстоянии друг от друга или примыкающих друг к другу, на каждом из которых установлен нагревательный элемент, подключенный к электросети. Тепловая панель расположена между вертикальной панелью с параллельным ей декоративно-защитным ограждением или панелью пола и напольным защитным ограждением и отстоит от них на расстоянии, обеспечивающем равномерное распределение тепловой энергии по объему кабины. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Сауна, содержащая кабину с обогревателем, снабженным аппаратурой его управления, по меньшей мере одним сиденьем и светильником, состоящую из панелей пола, потолка и вертикальных панелей, в одной из которых выполнена дверь, причем все панели жестко закреплены друг с другом, отличающаяся тем, что упомянутый обогреватель выполнен в виде по меньшей мере одной тепловой панели, состоящей из набора теплообменных элементов, отстоящих на расстоянии друг от друга или примыкающих друг к другу, на каждом из которых установлен нагревательный элемент, подключенный к электросети, при этом тепловая панель расположена между вертикальной панелью и параллельным ей декоративно-защитным ограждением или панелью пола и напольным защитным ограждением и отстоит от них на расстоянии, обеспечивающем равномерное распределение тепловой энергии по объему кабины. 2. Сауна по п.1, отличающаяся тем, что нагревательный элемент выполнен на металлическом основании таким образом, что обеспечиваются непосредственный тепловой контакт и требуемая электрическая изоляция с теплообменным элементом. 3. Сауна по п.1, отличающаяся тем, что теплообменный элемент выполнен в виде тепловой трубы с расположенным на ней по меньшей мере одним теплообменником. 4. Сауна по п.1, отличающаяся тем, что декоративно-защитное ограждение выполнено в виде жалюзи, параллельные планки которых расположены вертикально или наклонены вверх или вниз с зазорами, обеспечивающими интенсивное прохождение нагретого воздуха и его перемещение внутри кабины, а напольное защитное ограждение выполнено в виде жалюзи с зазорами между параллельными горизонтально расположенными планками.