разработка и производство инфракрасных саун
Главная Инфракрасные сауны Лже-ИК сауны Мифы и шарлатаны Строим ик сауну сами
Продукция Юборг Цены Заказ, доставка, оплата Контакты

Пленочные сауны

Почему пленочные сауны не являются "инфракрасными"

Физические принципы нагрева.

Мощность ИК излучения

Ранее мы говорили, что для эффективного нагрева тела ИК излучением необходима подведенная мощность порядка 500-800 Вт/м2, а плёночные нагреватели могут обеспечить подведенную к телу мощность ИК излучения на уровне 90-130 Вт/м2. Заметим, что собственное инфракрасное излучение человека составляет порядка 100 Вт/м2. Инфракрасного нагрева в таких условиях не может быть по определению (второй закон термодинамики). 

Сначала повторим определение инфракрасных саун: инфракрасной сауной называется устройство для проведения тепловых терапевтических сеансов, в которых тело человека нагревается инфракрасным излучением от специальных нагревателей, а температура воздуха внутри кабины находится в пределах 36-50°С. Главным в этом определении является нагрев человека инфракрасным излучением, а не с помощью конвекции (движения) теплого воздуха. Это принципиальная разница, так как используются два разных способа передачи тепла: прямой - ИК излучение, и косвенный: посредством промежуточного теплоносителя - конвекция.

Из школьного курса физики известно, что согласно закону Стефана-Больцмана, мощность излучения прямо пропорциональна четвертой (!) степени температуры тела R=σT4.  Путем несложных вычислений можно убедиться, что мощность инфракрасного излучения керамических нагревателей в 6-8 раз больше мощности излучения плёночных нагревателей.

Для наглядности на рисунке приведены мощности излучения керамических и панельных нагревателей. Закрашенные области - это как раз и есть графическое представление мощности нагревателей во всем диапазоне излучения.

Разница в мощности излучения нагревателей является основным и кардинальным отличием пленочных кабин от инфракрасных.

Небольшая мощность инфракрасного излучения пленочных нагревателей не в состоянии напрямую нагреть тело человека, и решающим фактором в этом случае становиться конвекционный нагрев с помощью теплого воздуха, как в обычных банях и саунах, только при более низкой температуре. Именно по этой причине пленочные сауны не являются "инфракрасными".

Для эффективного нагрева воздуха в таких кабинах стараются сделать площадь нагревателей как можно больше, практически заполняя всю внутреннюю поверхность кабины. В противном случае, температура воздуха не может подняться до 55-60˚С, необходимых для потоотделения в таких саунах.

В настоящих инфракрасных кабинах потоотделение проходит при более низких температурах, а именно при 37-47˚С.

Теплопередача

В теплотехнике существует понятие: теплопередача - передача тепла от одного объекта к другому. Рассчитав теплопередачу для конвекции и ИК излучения в диапазоне от 0 до 250°С, мы получим следующий график. Теоретические формулы для расчета теплопередачи не учитывают влажность воздуха, которая увеличивает конвекцию и уменьшает инфракрасное излучение. Так как с увеличением влажности увеличивается теплоемкость воздуха и, в то же время увеличивается поглощение инфракрасного излучения, что ведет к еще большем росту температуры воздуха внутри кабины

При небольших температурах от 0 до 150°С конвективный нагрев преобладает над инфракрасным нагревом. И только при температурах нагревательей более 150°С инфракрасный нагрев превосходит конвекцию.

Таким образом, в панельных кабинах, где температура нагревателей составляет 60-70°С, теплопередача происходит с помощью конвекции, а не с помощью инфракрасного нагрева.

 В настоящих инфракрасных саунах, где устанавливаются керамические или инкаллоевые нагреватели с температурой 230-290°С ИК излучение значительно превосходит конвекцию:  разность в теплопередаче между ИК излучением и конвекцией составляет более 8 раз (!).

Низкое значение теплопередачи от панелей, как конвекцией, так и ИК излучением, не позволяет эффективно нагревать человека, поэтому в панельных кабинах панелями закрывают все возможное пространство - необходимо поднять температуру воздуха. Но сделать это очень непросто, потому что большие потери тепла происходят через стены и потолок кабины - их делают не утепленными по упрощенной технологии.

Снижение интенсивности ИК излучения

Исследования, проведенные нашей фирмой, хорошо показывают разницу в мощности излучения керамических и пленочных нагревателей.

На приведенном рисунке показаны кривые изменения потока инфракрасного излучения в зависимости от расстояния для керамического нагревателя и карбоновой панели. Для справки приведен уровень собственного инфракрасного излучения человека.

Как видно из графика, излучение карбоновой панели на расстоянии 5 см от ее поверхности меньше собственного излучения человека, т.е. передача тепла от панели к человеку невозможна! Согласно второму закону термодинамики - передача энергии может осуществляться только от более нагретого тела менее нагретому.

Не панель греет человека, а человек - карбоновую панель!

Это означает, что излучение панели никак не может нагревать тело человека, потому что оно очень мало. При увеличении температуры панели до 68°С, незначительно возрастет и мощность инфракрасного излучения. Хотя она и превысит уровень собственного излучения человека, но не на столько, чтобы можно было говорить об инфракрасном нагреве. Подробнее о мощности ИК излучения, необходимого для нагрева человека, можно прочитать здесь.

Другим подтверждением отсутствия инфракрасного нагрева является факт незначительного роста внутренней температуры тела человека. Пожалуй, это самый лучший и объективный показатель эффективности кабины - достаточно взять термометр и измерить температуру тела в конце сеанса. Если она достигнет температуры 38.5°С, то кабина сделана правильно и выполняет свои функции.

В панельных кабинах достигнуть повышения температуры тела сложно, потому что часть энергии уходит на нагрев воздуха, который, в свою очередь, охлаждается через нагрев стен и потолка. Это приводит к необходимости увеличивать температуру воздуха до максимума, но теплопередача все равно растет незначительно (см. второй график).

Температура тела человека в панельной кабине не превышает 37°С, что недостаточно для запуска гипертермических реакций. Подробнее читайте здесь

 

Из всего выше описанного можно сделать следующие выводы:
1. Наличие инфракрасного излучения у карбоновой панели не делает ее "инфракрасным" нагревателем. При небольших температурах передача тепла осуществляется в осноном конвекцией, а не ИК излучением.
2. Небольшая мощность инфракрасного излучения пленочных нагревателей не в состоянии напрямую нагреть тело человека, и решающим фактором, в этом случае, становиться конвекционный нагрев с помощью теплого воздуха, как в обычных банях и саунах.
3. В пленочных кабинах человек потеть будет, но его внутренняя температура тела не сможет достигнуть 38.5°С за счет небольшой температуры воздуха (меньшей, чем в обычных саунах).

Именно по этому пленочные сауны не являются "инфракрасными".

 

 

Информационно-аналитические материалы этого раздела размещены в соответствии со ст.2 п.3 Федерального закона от 13.03.2006 N 38-ФЗ (ред. от 31.07.2020) "О рекламе". И направлены на выявление случаев недостоверной рекламы продуктов различных фирм.