Системы управления инфракрасной сауной

Системы управления играют большую роль, потому что, собственно, и определяют не только эксплуатационные характеристики самой кабины, но и фактически определяет класс инфракрасной сауны. Они выполняют следующие функций: разогрев нагревателей перед сеансом, регулирование потока ИК энергии, отсчет времени сеанса, отключение нагревателей и т.д.

Конечно же, основная функция - это регулирование потока инфракрасной энергии, которую вырабатывают ИК нагреватели. Дело в том, что кожный покров человека может принять только определенный уровень ИК энергии, который необходимо точно выдерживать. В случае превышения этого уровня, есть риск получить ожег кожного покрова, а в случае низкого уровня - отсутствие должного эффекта потоотделения. Рассмотрим этот вопрос более подробно.

Инфракрасное излучение ощущается человеком в виде тепла различной степени. Можно охарактеризовать степень действия ИК излучения следующими терминами:

1. тепло - инфракрасная энергия полностью поглощается телом человека;

2. легкое жжение - небольшая часть энергии уже не поглощается кожей, а вызывает перегрев кожных покровов;

3. боль - значительная часть ИК энергии уже не поглощается кожей;

4. нестерпимая боль (ожег) - большая часть ИК энергии не поглощается и приводит к омертвлению клеток кожи;

Таким образом, нагреватели в инфракрасных кабинах должны генерировать такой поток энергии, чтобы человек не ощущал легкого жжения. В этом случае весь поток инфракрасной энергии будет полностью поглощаться телом человека.

Известно, что люди имеют разную чувствительность к теплу, которая может быть проиллюстрирована с помощью следующего рисунка.

На этом рисунке наклонные линии показывают разброс чувствительности кожи. Соответственно уровни потока ИК энергии, вызывающие ощущение легкого жжения кожи человека различные для разных людей (точки Е1 и Е2).

 Следовательно, для того, что бы избежать риска получения ожога кожного покрова необходимо: или регулировать поток ИК энергии, или применять нагреватели, которые генерируют поток ИК энергии заведомо меньше, чем самый маленький уровень чувствительности кожи (точка Е2).

В настоящее время на рынке представлены системы управления, которые используют два различных принципа регулирования потока ИК энергии:

1. регулирование действующего значения (релейный принцип регулирования);

2. плавное изменение выходной мощности нагревателей. 

В первом случае, нагреватели периодически отключаются от сети, и таким образом происходит изменение действующего значения потока ИК энергии. Во втором случае, нагреватели постоянно излучают инфракрасную энергию, но уровень ее можно плавно менять.

Способы регулирования потоков ИК энергии

Сначала рассмотрим импортные системы управления, которые построены по релейному принципу (принцип утюга). Для регулирования потока ИК энергии в таких системах применяются термоэлементы, которые могут отключать от сети инфракрасные излучатели по достижению заданной температуры внутри сауны. Это наиболее дешевый вариант реализации системы управления, обладающий к тому же массой недостатков.

В такой системе применяются нагреватели,  поток энергии которых постоянен и подобран таким образом, что бы он не вызывал ожогов у самого чувствительного человека, т.е. был ниже самого маленького уровня чувствительности кожи (Е2). Регулирование потока энергии производится с помощью отключения нагревателей от сети. Принцип работы такой системы регулирования хорошо иллюстрирует приведенный ниже рисунок.

При включении сауны эти нагреватели начинают генерировать постоянный поток энергии. Через некоторое время, когда температура воздуха в сауне достигает заданной, термоэлемент отключает нагревательные элементы от сети, в результате чего они перестают генерировать инфракрасную энергию.

В эти моменты времени тело человека получает инфракрасную энергию только от нагретого воздуха, уровень которой значительно ниже, чем от нагревателей. Когда же температура воздуха внутри кабины понизится, термоэлемент снова включает нагревательные элементы. Таким образом, регулируется действующее значение потока ИК энергии.

Основным отличием инфракрасных саун от традиционных саун и бань, является применение другого способа нагрева тела человека, а именно применение прямого способа (более подробно читайте здесь). Как раз это и обуславливает тот факт, что температура воздуха в инфракрасной сауне не имеет принципиального значения. В инфракрасной сауне можно "париться" и при открытых дверях, главное чтобы температура воздуха была чуть более 37°С.

Применение способа регулирования температуры в инфракрасных саунах просто не имеет смысла, т.к. не существует зависимость между температурой внутри инфракрасной сауны и потоком инфракрасной энергии. Очевидно, что производители таких систем управления выпускают их по двум причинам: во-первых, дешевизна конструкции (даже при использовании микропроцессоров), и, во-вторых, для того, что бы избежать перегрева воздуха внутри сауны (более 60°С).

Инфракрасные кабины, построенные с использованием систем управления с терморегуляторами, имеют следующие недостатки:

1. Так как мощность нагревателей в такой системе подобрана ниже нижнего уровня чувствительности кожи, то для некоторых людей такая мощность ИК энергии будет недостаточна и в такой кабине они не прогреваются полностью, а следовательно не получают необходимого оздоровительного эффекта;

2. Организм человека не получает необходимой объем ИК энергии, т.к. имеются пропуски в работе нагревателей. За время сеанса 30 минут человек 20-25% времени находится без воздействия необходимого потока инфракрасной энергии;

3. Различные типы инфракрасных нагревателей имеют различный коэффициент эмиссии и различную рабочую температуру инфракрасных излучателей, поэтому в разной степени прогревают воздух;  

4. Показания температурных датчиков сильно зависят от места установки и требуют тщательной настройки, что невозможно, особенно в случаях применения простых моделей терморегуляторов.

Инфракрасные кабины с таким способом регулирования потока инфракрасной энергии имеют низкую эффективность за счет релейной характеристики управления и, в основном, подходят для проведения косметических сеансов, где важным является прогрев верхних слоев кожи и обеспечение умеренного потоотделения.

Этих недостатков лишена система регулирования, разработанная и производимая нашей фирмой, которая построена по принципу регулирования тока в ИК нагревателях (принцип светорегулятора).

При таком способе регулирования, поток ИК энергии  непрерывен и может меняться за счет изменения выходной мощности нагревательных элементов. Максимальную мощность нагревателей в этом случае можно выбрать большую чем уровень Е1 (точка max на рисунке).

Это означает, что нагреватели будут излучать такой поток энергии, который будет вызывать легкое жжение кожи. Изменяя же выходную мощность нагревателей, мы сможем подобрать необходимый нам уровень энергии в данный момент времени.

Применение такого способа регулирования позволяет не только индивидуально подобрать уровень инфракрасной энергии под особенности кожного покрова человека, но и под особенности проводимого сеанса, например: глубокий оздоровительный прогрев, когда требуется глубокое прогревание, или легкий косметический, когда требуется незначительный нагрев верхних слоев кожи. Каждый человек может самостоятельно и в зависимости от текущего состояния, во время сеанса изменять поток инфракрасной энергии в  кабине.

Данный способ регулирования реализован в системе управления инфракрасными саунами, выпускаемыми нашей фирмой, и показал отличные результаты в эксплуатации. Конечно, он несколько более сложен в реализации, но как  отмечают пользователи, такие системы управления позволяет наиболее полно использовать все преимущества инфракрасных саун перед традиционными банями и саунами.