Типы инфракрасных нагревателей для саун
Инфракрасные нагревательные элементы являются основой инфракрасной сауны и во многом определяют ее эксплуатационные характеристики. Сейчас на рынке представлены 3 вида инфракрасные нагревателей: металлические (США), кварцевое стекло (Германия) и керамические (Россия, Ю.Корея). Все виды инфракрасных нагревателей имеют различные характеристики, что неизбежно сказывается на конечном продукте - инфракрасных кабинах.
Наиболее передовыми и современными считаются керамические нагреватели, как обеспечивающие более лучшие эксплуатационные характеристики.
Кварцевые нагреватели излучают весь спектр - от видимого света до инфракрасного излучения, что дает большую нагрузку на кожный покров человека и может вызывать явление, называемое фотоэпиляцией.
Металлические нагревательные элементы самые неэффективные, т.к. для достижения
приемлемых характеристик их приходится разогревать до высоких температур, что
негативным образом сказывается на спектре излучения.
Действие нагревательных элементов, используемых в инфракрасных саунах, основывается на простом явлении – излучении (эмиссии) инфракрасной энергии от нагретой поверхности.
Согласно законам физики спектр излучения твердого тела непрерывен, а максимум излучения определяется законом Вина. В соответствии с этим законом точка максимума, т.е. длина волны, зависит от температуры тела, а вот интенсивность излучения (коэффициент эмиссии) зависит от применяемого материала и состояния поверхности.
При воздействии на тело человека инфракрасным излучением в спектре частот 1-3 мкм, но с большей чем у человека интенсивностью, можно получить эффект глубокого проникновения ИК излучения в тело человека. Только при соблюдении этих условий возможно проникновения инфракрасного излучения в тело человека на значительную глубину, потому что излучение с частотой 3-25 мкм будет полностью поглащаться верхними слоями кожи.
В то же время, если использовать нагревательные элементы с большой температурой 450-500°С, то можно получить отрицательное действие на кожу человека. Это объясняется тем, что кожа не может абсорбировать (поглотить) весь поток энергии и поверхностный слой кожи начинает перегреваться. Кроме того фотоны, обладающее большой квантовой энергией, действуют отрицательно на сами клетки кожи, разрушая молекулы внутри клетки и вызывая эффект фотоэпиляции.
Конструкция
инфракрасных нагревателей
По конструкции инфракрасный нагреватель представляет собой металлический корпус (отражатель) в который помещен нагревательный элемент. Для защиты от соприкосновений отражатели с верху закрытый защитной решеткой. Нагревательный элемент - трубка, внутри которой расположена спираль из нихрома. В качестве трубки нагревательного элемента обычно используют или металлическую трубку, или керамическую. Под действием электрического тока, спираль разогревается до температуры 450-600°С, в зависимости от материала трубки. Инфракрасная энергия нагретой спирали, разогревает трубку излучателя, поверхность которой в свою очередь начинает излучать поток ИК энергии.
Первые элементы, которые использовали в инфракрасных кабинах, были изготовлены из металла. Для них характерна сравнительно низкая эффективность (коэффициент эмиссии 55-60%) и для достижения необходимого потока ИК энергии их приходится разогревать до температуры в 1,5 раз выше, чем керамические (~450-470°С), т.е. ИК излучение переходит в область видимого света.
Для изготовления таких нагревательных элементов используют те же материалы, что и в производстве электропечей для обычных кабин - нержавеющая сталь или сплав инкаллой. Сплав инкаллой это всего лишь сплав никеля, хрома и железа, а не какой-то чудесный материал, как уверяют некоторые продавцы. Преимущество этого сплава - высокая устойчивость к коррозии. Кроме того для предотвращения короткого замыкания витков спирали, внутреннюю полость элемента приходиться заполнять каким-нибудь диэлектриком, например: кварцевым песком или порошком окиси магния.
Применение дополнительных засыпных материалов конечно же, вносит дополнительное термическое сопротивление и снижает общую эффективность нагревателя. Такие элементы много тепла отдают путём конвекции, поэтому, воздух в кабине, где они используются, нагревается больше и следовательно производители инфракрасных кабин вынуждены использовать системы управления с контролем температуры воздуха во избежание перегрева в кабине.
Новое поколение нагревательных элементов - керамические нагревательные элементы. Их коэффициент эмиссии составляет около 90%, в результате большинство тепла распространяется в виде инфракрасного излучения. У этих элементов высокая инерция и они равномерно поддерживают температуру поверхности и спектр теплового излучения.
В последнее время, на волне популярности инфракрасных кабин, некоторые производители устанавливают пленочные низкотемпературные нагреватели или пленку для теплых полов. Хочется предупредить всех, что такие кабины не являются "инфракрасными", это подделки под инфракрасные сауны. Все дело в том, что такие панели излучают слишком малый поток инфракрасной энергии, который не способен нагреть тело человека (см. закон Вина), а спектр излучения таких панелей 6-25 мкм находится за пределами зоны глубокого проникновения.