Мытьё конденсатом и собственным потом

Бани как водно-воздушные процедуры позволяют мыться не только компактной водой (как в ваннах) или диспергирований (как в душах), но и весьма экзотичными (с первого взгляда) видами вод — конденсатом паров воды из воздуха и даже собственным потом. Именно в этом факте наиболее ярко отличаются бани от ванн и душей.

В течение долгих тысячелетий потение считалось важнейшей особенностью бань, умозрительным образом самого парения. Никак не обсуждая ни оздоровительные, ни какие бы то ни было эмоциональные аспекты парения , признаем, что выделение пота является неизбежным следствием перегрева тела, а значит, сопровождает любое горячее мытья. С другой стороны комфортное мытьё потом и конденсатом возможно лишь в условиях, когда человеку жарко с мокрой кожей, то есть в банных условиях. Действительно, в первых термах Древнего Рима пот на коже получали при физических упражнениях на палестре (спортивной площадке), но соскабливали пот (вместе с грязью) и обливались именно в теплых помещениях (термах), чтоб не простудиться.

 

Обеспечение потения

Мытьё потом сейчас не относится к цивилизованным гигиеническим методам и чаще считается «баней бродяг». Во многом это не справедливо. Мытье потом является наиболее естественным и, более того, неизбежным для любого человека. Каждый человек каждый день выделяет пот (и под одеялом, и при выполнении физической работы, и при волнениях, и при перегревах и т. п.). И этот пот вместе с грязью вытирается одеждой. Именно введение в обиход нательного и постельного белья помогло некогда католической церкви заменить в быту паровые бани на купели - стирка белья в какой-то степени заменила мытье тела.

Вместо обтираний потной кожи водовпитывающей тканью (полотенцем), можно воспользоваться соскребанием размоченных (распаренных) потом загрязнений острыми скребками типа лезвия ножа, например, по ныне утерянной древнеримской технологии, которую в настоящее время можно было бы существенно доработать. Метод обтирания потного тела сухим полотенцем сейчас заменён в быту методом обтирания сухого тела влажным полотенцем (салфеткой), но, конечно же, обтирание потного тела намного более эффективно из-за распаренности кожи. Обтирания влажным полотенцем эффективны не для мытья, а для окончательного обмывания для удаления остаточных количеств загрязнений. Разделение процедуры мытья на собственно мытьё и на обмывание привычно сейчас точно так же, как и в глубокой древности.

Основной сложностью мытья потом является неравномерность выделения пота по разным частям тела, а также незначительность потовыделения. Для общей ориентировки приведем результаты замеров влаговыделений человека в космическом скафандре с потом и дыханием при термической нагрузке (при 50°С и относительной влажности воздуха 25%) и физической нагрузке 180 Вт:

Анатомическая зона При термической нагрузке При физической нагрузке
Туловище 316 348
Верхние конечности и голова 157 198
Нижние конечности 177 271
Полная поверхность тела 650 817
Респираторные выделения (дыхание) 295 128
Суммарные влаговыделения 945 945

При термической нагрузке удельные влаговыделения с потом (в кубических сантиметрах с одного квадратного сантиметра в час) достигают: на пояснице 2,31; на животе 1,63; на голове 1,61; на тыле кистей 1,42; на груди 1,38; на спине 0,85; на тыле стоп 0,75; на бедрах 0,73; на предплечьях 0,69; на плечах 0,51; на голенях 0,37 (А.А.Глушко, Космическая экология, М.: Инженерная экология, 2005 г.).

Потовыделение и испарение — это не наблюдаемые глазом физические процессы. Видимыми результатами этих процессов являются либо потение (потная кожа, накопление пота на коже), либо потоотделение («сухое потение»), когда весь выделяющийся пот тотчас испаряется, и кожа остается сухой. Потение характерно для бань, а потоотделение — для сухих современных саун. В быту потение характерно для грязной засаленной кожи (требующей мытья), а потоотделение — для чистой (вымытой) кожи, когда кожа остается под одеждой комфортно сухой даже при тяжелых физических и эмоциональных нагрузках.

Для мытья потом надо прежде всего получить саму потную кожу, а для этого надо, во-первых, увеличить скорость потовыделения, а во-вторых, предотвратить удаление (испарение) пота с кожи. Скорость общего потовыделения определяется прежде всего температурой внутренних органов (крови), а не температурой кожи, что подтверждается тем, что спортсмен, разгорячённый бегом, выделяет пот даже при холодной коже в морозную погоду. Торможение же скорости испарения пота может быть достигнуто «возведением» трёх барьеров вокруг тела человека.

Первый барьер — это потовые загрязнения кожи: соли (снижающие над раствором равновесное давление водяного пара) и маслянистые (жировые) плёнки. Иными словами, сама «грязь» (от ранее испарившегося пота) снижает скорость испарения пота. Можно и искусственно загрязнить кожу специальными загрязнителями типа морской соли, мёда, масла, животных жиров, которые могут к тому же и питать её лечебными (полезными) компонентами. Так, в Древнем Риме перед физическими упражнениями кожу намазывали оливковым маслом.

Второй барьер — это паронепроницаемая одежда. Такая одежда в быту называется душной, поскольку заставляет потеть кожу. Также и в бане — достаточно в сверх сухой сауне набросить на себя паронепроницаемую пленку, тотчас по коже потекут струйки пота.

Третий барьер — это окружающий человека воздух, который при высокой собственной влажности попросту не впустит в себя добавочную влажность, не даст поту испаряться.

Четвертый барьер - это собственно сама баня, её стены и потолок (ограждающие конструкции), являющиеся по существу самой «внешней» одеждой человека. Для лучшего потения (то есть для предотвращения потоотделения — испарения пота) стены бани должны быть паронепроницаемыми и непродуваемыми так, чтобы испаряющийся с кожи человека пот настолько увлажнял бы воздух, что испарение пота с кожи становились бы невозможными.

Загрязнения кожи бывают самыми разными, но наиболее неизбежными являются три вида физиологических самозагрязнений — остатки испарившегося пота (смесь солей с кислыми жирами), выделяющееся кожное сало из волосяных пор и отторгаемые чешуйки рогового слоя. Именно эти самозагрязнения наиболее неприятны для детей, пенсионеров, работников умственного труда. Но и для шахтёров, рабочих и строителей, вынужденных из-за грязных условий труда каждый раз после рабочей смены мыться под душем, эти самозагрязнения являются чуть ли не самыми досадными, порой куда более неприятными, чем «производственная грязь». Ведь эти работники (так же как и спортсмены) хоть и моются каждый день, тем не менее выделяют так много пота в течение рабочего дня, что соль буквально разъедает кожу. Поэтому наиболее эффективным средством удаления этих самозагрязнений является постоянное вытирание пота с потной кожи сухим полотенцем во время работы или соревнований (то есть фактически постоянная и непрерывная потовая баня).

Сейчас многие россияне вслед за финнами стали считать, что пот -это наилучшее средство для снятия усталости после физических нагрузок ( за счет выделения неких шлаков). Однако вспомним, что пот — это просто фильтрат крови. Поэтому дополнительное обильное потовыделение в бане перед мытьём зачастую не может иметь никакого оздоровительного смысла: всё равно ведь перед баней шахтер уже выделил на кожу намного больше пота, чем он сможет выделить в бане. Действительно, если усталому шахтёру после трудовой смены предложат посетить сухую сауну, но строго без душа, то он, скорее всего, откажется от этой «восстановительной» процедуры и предпочтёт просто душ.

 

Обеспечение конденсатообразования

Паровые процедуры (пропарка кожи, мытье росой) хороши тем, что легко организуются самыми примитивными методами в автономных условиях. Например, если в грунте сделать лунку, разжечь в ней костёр, а после прогорания дров заполнить лунку водой 1, то в лунке образуется горячая вода (или даже кипяток). Человек может сесть над лункой (на деревянный щит, на сено, одежду и т. п.), накрыться полиэтиленовой плёнкой 3 и при тёплой погоде может неплохо увлажниться испариной, которая к поту имеет весьма отдалённое отношение и представляет собой преимущественно конденсат (рис. 215а). При утеплённом грунте, например, покрытом сеном или лапником, тот же эффект можно получить и с большой ёмкостью с горячей водой 2. Процесс хорош именно тем, что вода может быть даже очень грязной, но конденсат, естественно, всегда чистый. Увлажнённое испариной тело можно протирать (мыть) сухим или влажным полотенцем.

Люди в быту склонны полагать, что прогрев в пару чем-то полезно отличается от нагрева в воде. Так, считается целебной «паровая ванна», при которой человек лежит на деревянной решётке 5 над горячей водой в ванне (рис. 215 б). Сверху человеку желательно накрыться полиэтиленовой плёнкой. Часто предполагают, что при «паровой ванне» человек потеет, а в обычной «водяной» ванне не потеет. Но в действительности человек может потеть всем телом и в воде, и над водой в пару. А в случае «паровой ванны» человек покрывается преимущественно испариной (конденсатом, росой), а не потом. Единственно, чем отличается «паровая ванна» от водяной, это возможностью более оперативно ускользать от чрезмерных тепловых нагрузок. Действительно, из воды мгновенно не выскочишь, а в «паровой ванне» достаточно сбросить с себя плёнку. В то же время в «водяной» ванне очень удобно поддерживать комфортные тепловые нагрузки, постепенно добавляя горячую воду в ванну. К тому же «водяная» ванна очень хороша тем, что тело нагревается изотермично. Этим и объясняется успех ванн (бальнеологии) в физиотерапии и курортологии. «Паровые ванны» используются и для водотермообработки ног и рук (рис. 215в, г). Такие ванны могут оказаться полезными в общественных учреждениях (банях, аквапарках, физиокабинетах и др.), поскольку биозагрязнения воды (в том числе инфекционные) не распространяются на пар, а решётки 9 могут быть сменными (индивидуальными). Отметим попутно, что всякого рода ванночки для отдельных частей тела являются пограничными точками перехода от ванн к баням.

В банях для увлажнения воздуха используются разного рода парогенераторы: либо раскалённые каменки, либо кипятильники. Истекающий из парогенератора чистый пар не может быть использован непосредственно для нагрева тела: его необходимо смешать с горячим воздухом бани, и только получившаяся горячая паровоздушная смесь (то есть горячий высоковлажный воздух, называемый в простонародном быту «банным паром») может быть приведена в контакт с телом человека. При этом хоть и говорят, что «банный пар» создаётся каменкой, но ясно, что «банный пар» создаётся самим объёмом бани (парилки), но с помощью тепла и пара из каменки. Вот этот объём бани (как устройство для смешивания пара с воздухом) и назовём «банным кондиционером». В современных мытейных и физиотерапевтических банях банных кондиционеры желательно выполнять в виде отдельных агрегатов (приборов, аппаратов), монтируемых в помещении бани и используемых при необходимости, в частности, в косметических и лечебно-профилактических целях.

Подход к разработке таких банных кондиционеров может мыслиться в двух вариантах. Во-первых, можно создать струю горячего сухого воздуха устройством типа фена, а затем увлажнить эту струю струей пара или контактом с горячей водой, в том числе и распылённой. Во-вторых, можно создать над горячей водой объём пара, а затем этот пар разбавить горячим воздухом. Промышленного производства таких банных кондиционеров (а также устройств, им подобных, например, увлажняющих фенов) пока не существует. Поэтому приведём лишь несколько возможных решений для творческих размышлений дачника.

Рис. 215. Простейшие схемы пропаривания (нагрева и увлажнения конденсатом) тела человека
Рис. 215. Простейшие схемы пропаривания (нагрева и увлажнения конденсатом) тела человека: а — парение над горячей водой под плёнкой; б — парение над горячей водой в ванне (желательно укрывшись плёнкой или в высоковлажной атмосфере бани); в — пропарка ступней ног; г — пропарка ладоней и пальцев рук; д — приготовление пищи на пару; е — сушка древесины в паровой среде. 1 — горячая вода в горячем грунте; 2 — горячая вода в ёмкости (котле, чане, ведре, шайке, корыте и т. п.); 3 — паронепроницаемая пленка (промасленная шкура) ; 4 — ванна (купель, бочка, чан и т. п.); 5 — решётка деревянная над горячей водой; 6 — горячая вода, в том числе с химреагентами (солью, скипидаром, спиртом и т. п.) или настоями трав, или маслами, лечебными препаратами; 7 — таз для пропарки ног; 8 — ванночка косметическая для пропарки рук; 9 — решётка (деревянная из реек или прутьев, стальная, пластиковая); 10 — пища (крупа, картофель, рыба, мясо) в пропарочном контейнере (судке) с решётчатым (сетчатым) дном; 11 — деревянная заготовка для изготовления качественной художественной резьбы, подвешенная в пару для сушки над кипящей водой; 12 — подогреватель воды.

Традиционная русская схема получения «банного пара» 1 под потолком 2 паровой бани 3 из «чистого» пара 4, поднимающегося над каменкой 5 при поддаче воды 6, предусматривает самопроизвольное смешение пара с воздухом путем турбулентности и диффузии (рис, 216 а). Парогенераторы 7, используемые, например, в паровоздушных кабинах и современных саунах, представляют собой кипятильники 7 («чайники»), выпускающие струю «чистого» (без воздуха) водяного пара 4 (рис. 216 б). Поэтому в металлических печах для саун финского производства (на твёрдом топливе и на электричестве) такие парогенераторы 9 устанавливаются внутри каменки 5 или около неё так, чтобы струя пара 4 смешивалась бы с потоком горячего воздуха 10 от печки и каменки и образовала бы струю «банного пара» (рис. 216 в).

Наглядным примером, способным стать прототипом генератора «банного пара», является обычная ёмкость с горячей водой 9 (кастрюля на огне или электрочайник), в которой образуется пар над поверхностью воды. Если направить на поверхность горячей воды поток горячего воздуха из фена 11 (рис. 216 г), то смешением водяного пара 4 и горячего воздуха 10 как раз и образуется «банный пар», то есть горячий воздух с относительной влажностью ниже 100%. Применительно к ингаляции можно убедиться, что при включении фена 11 вдыхаемый над кастрюлей «пар» становится намного «мягче» и приближается к характеристикам «пара» над горячей картошкой.

Таблица 25. Параметры электрических промышленных парогенераторов

Модель Мощность кВт Паропроизводительность, кг/час Температура пара, °С Рабочее давление избыточное, ати Расход воздуха, кг/час Масса, кг
ЭК-25 22,5 25 150 5 0 194
ЭПГ-100* 100 125 160 6 0 250
КЭП-1 250 300 160 6 0 1100
КЭП-2 160 200 160 6 0 850
ЭЭП-60 60 80 140 3 0 200
ЭЭП-90 90 120 140 3 0 280
Е (Германия) 72 97 155 5,5 0 240
AxAir(WMH-Швейцария)** N4 3 4 100 0 0 11
F5 3,8 5 100 0 15 30
F9 6,8 9 100 0 15 35
F16 12,0 16 100 0 45 60
F26 19,3 26 100 0 45 60
F46 34,5 46 100 0 60 95
F61 45,8 61 100 0 90 120
F91 68,3 91 100 0 105 155

* Парогенераторы ЭПГ/ВП-100 и ЭПГ/ВЦ-100 торговой марки МАКАР (Россия) не подлежат регистрации в органах Госгортехнадзора.
** Воздух в пар вводится в малых количествах в целях предотвращения конденсации пара в пароподающем шланге. Ввод воздуха в указанных количествах обеспечивает снижение точки росы до 70-85°С (до абсолютной влажности паровоздушной струи 0,2-0,35 кг/м³).

Именно такая картина получается в русской паровой (рис. 216 д) и турецкой паровой бане (рис. 216 е). В русской и турецкой паровых банях практически отсутствует приток свежего сухого воздуха. Но в русских имеются циркуляционные потоки от веника, а в турецкой бане имеются свободноконвективные потоки воздуха от горячего пола.

Разобраться в этих процессах помогает анализ работы увлажняющего фена (рис. 216 ж). Ясно, что для получения одного и того же банного пара прежде всего надо поддерживать постоянными расходы пара и воздуха, поскольку именно их соотношение определяет абсолютную влажность «банного пара». Но при этом можно снижать температуру воздуха (выключая нагреватель фена), но увеличивая температуру пара, истекающего из парогенератора 7 (или из каменки при поддаче). Это указывает на то, что каменка с любой температурой может быть успешно заменена более низкотемпературным источником пара при условии использования более горячего воздуха в бане. При этом надо учитывать, что чем выше температура пара, тем меньше поверхность испарения может быть принята в приборе. В схеме рис. 216 ж повышение температуры пара достигается увеличением давления пара в автоклаве 7, причём для сохранения расхода пара на неизменном уровне необходимо уменьшить проходное сечение паровыпускающего отверстия.

Схема 216 ж весьма сложна для дачных бань, поскольку требует парогенераторов высокой мощности, но вполне приемлема при соблюдении техники безопасности для крупных банных комплексов и банных аттракционов. Для общего сведения в таблице 25 приведены характеристики некоторых электрических парогенераторов повышенного давления а также пароувлажнителей (парогенераторов атмосферного давления, фактически кипятильников).

Рис. 216. Возможные принципы работы банных кондиционеров (генераторов горячего влажного воздуха)
Рис. 216. Возможные принципы работы банных кондиционеров (генераторов горячего влажного воздуха): а — классическая схема получения «банного пара»; б — парогенератор для саун и паровых кабин; в — увлажнение горячего воздуха над каменкой; г — бытовой ингалятор; д — имитация горячего влажного потолка бани сосудами с горячей водой; е — увлажнение воздуха в бане «по-турецки» испарением воды на горячем полу; ж — увлажнение струи горячего воздуха струёй пара; з — выдув горячего влажного воздуха, образующегося над горячей водой; и, к — продув воздухом, в том числе и нагретым, зоны над горячей водой; л — химико-аналитический дозатор (сатуратор), насыщающий воздух парами воды (или любой иной жидкости) путём пропускания воздуха под давлением («пробулькиванием») через объём воды; м — распределённое «пробулькивание» через сетчатый фильтр в воду, возможно заполненную гранулами песка или металлических шариков для разбиения пузырей воздуха. 1 — зона «банного пара»; 2 — потолок бани; 3 — корпус (здание, кабина) бани; 4 — «чистый» пар; 5 — раскалённая каменка; 6 — поддача воды; 7 — металлический сосуд с водой под давлением; 8 — водонагреватель (печь, ТЭН); 9 — металлический или пластиковый сосуд с водой без давления; 10 — струя горячего воздуха; 11 — проточный воздухонагреватель (фен); 12 — экраны металлической печи (электрической или на твёрдом топливе); 13 — воздуходувка (вентилятор), имитирующая взмахи веника; 14 — потолочные сосуды с горячей водой; 15 — слой воды (лужи, капли, разливы) на горячем полу; 16 — расширяющаяся и сжимающаяся ёмкость (сильфон, мембрана, меха, поршень и т. п.); 17 — выпуск струи «банного пара»; 18 — сетчатый фильтр для ввода воздуха в воду мелкими пузырьками; 19 — нагреватель (осушитель) «банного пара»; 20 — раструб для обхвата прогреваемой части тела; 21 — вода, заполненная зернистым или волокнистым веществом для диспергирования пузырей воздуха.

Напомним, что во всех рассматриваемых схемах совсем не пригодны увлажнители воздуха, основанные на распылении воды в воздухе (форсуночные, ультразвуковые), поскольку испарение капель воды требует больших затрат тепла и обуславливает сильное адиабатическое охлаждение горячего воздуха. Поэтому взвешенные капли воды надо сначала испарить, затем полученную паровоздушную смесь нагреть и только потом смешать с горячим воздухом. Для дачных условий для прогрева тела и особенно в косметических целях очень удобна автономная схема рис. 216 з, являющаяся развитием схемы 216 г. При ручном подъёме мембраны 16 через отверстие засасывается воздух, который в дальнейшем увлажняется за счёт испарения горячей (или даже кипящей) воды, а затем образовавшаяся паровоздушная смесь выбрасывается через отверстие 17 за счёт опускания мембраны 16, имитируя взмахи банного веника. Поскольку воздух над горячей водой может быстрее увлажняться, чем нагреваться, засасываемый воздух во избежание туманообразования желательно нагревать, например, пропуская его через змеевик, погружённый в горячую воду.

Для организации непрерывного потока «банного пара» пространство над горячей водой можно постоянно продувать потоком воздуха, желательно горячим (рис. 216 к), но можно и холодным при условии нагрева исходящей паровоздушной струи (рис. 216 и) для устранения возможного тумана (для «высушивания» струи). В промышленности широко используются различного рода дозаторы - испарители (рис. 216 л), насыщающие газ парами жидкости, например, для калибровки аналитических приборов для определения концентрации паров вредных веществ в атмосфере. Поступающий воздух направляется по змеевику под горячую воду, нагревается, затем «пробулькивает» через горячую воду и насыщается парами воды. Чем мельче пузырьки воздуха, тем сильней воздух насыщается парами воды. Поэтому для диспергирования воздуха его желательно подавать в воду через сетчатый фильтр 18 (рис. 216м), ёмкость с горячей водой заполнять зернистым или волокнистым материалом, разбивающим пузырьки и увеличивающим путь пузырьков при всплытии в воде. К недостаткам метода «пробулькивания» следует отнести необходимость использования высоконапорных воздуходувок, поскольку обычные тепловентиляторы обеспечивают напор не более 10-50 мм вод. ст. В крупных аппаратах полученную паровоздушную смесь можно дополнительно подогреть в электрообогреваемой трубе. Устройства типа рис. 216 и,к подходят для имитации взмахов веника, а устройства рис. 216 л,м могут быть использованы и для прогрева (пропаривания) веника при парении методом хлестания.

Для наглядной оценки физиотерапевтических возможностей «банного пара» дачник может воспользоваться простейшим самодельным банным кондиционером, состоящим из кастрюли с водой и бытового фена для сушки волос (рис. 217). Кастрюлю с водой ставят на огонь (на чугунную плиту печи, на камфорку газовой или электрической плиты) или оснащают электрокипятильником, доводят до кипения, после чего кастрюлю накрывают полукрышкой 6 с отверстием для фена 4 (или крышкой с двумя отверстиями или с двумя патрубками для шлангов, подводящих горячий воздух и отводящих паровоздушную смесь, или любым иным аналогичным устройством). Включая фен 4, получают струю влажного горячего воздуха 5, оценить параметры которого можно либо руками (ладонями), либо, к примеру, лицом. Варьируя скорость подачи горячего воздуха (приподнимая, например, фен над отверстием), легко убедиться, что жгучий пар из кастрюли становится всё мягче при увеличении расхода горячего воздуха. И это несмотря на то, что температура паровоздушной смеси, исходящей из кастрюли, может практически не изменяться и оставаться, например, на уровне 60-70°С в 5-10 см от выпускного отверстия. Можно также заметить, что если горячий фен (даже при наличии в кастрюле воды, но холодной) обжигает сухую кожу, но захолаживает мокрую, то увлажнённая струя горячего фена (при горячей воде в кастрюле) нагревает и мокрую кожу (в том числе и в постоянно влажной носоглотке). Можно убедиться, что тёплый влажный воздух очень подходит для тепловой обработки лица, смазанного лечебными и косметическими мазями или кремами. А горячий влажный воздух хорошо распаривает ладони и ногти, причём с выделением «косметического пота» (а в действительности — росы, конденсата — высокочистой воды).

С инженерной точки зрения простейший аппарат с кастрюлей и феном позволяет прояснить энергетические особенности банных кондиционеров. Прежде всего, легко убедиться, что горячая вода в кастрюле охлаждается даже в том случае, если струя воздуха горячей, чем вода в кастрюле (аналогично тому, как мокрое лицо охлаждается в потоке горячего сухого воздуха от фена). Поэтому воду необходимо постоянно подогревать. Причём энергозатраты на подогрев воды в кастрюле (а фактически на испарение воды) намного превышают энергозатраты на подогрев воздуха. На рисунке 217 для наглядности приведена зависимость энергозатрат на нагрев воздуха на 40°С (характерное значение для фенов) — кривая А, а также на получение пара в количествах, необходимых для увлажнения воздуха до хомотермального уровня 0,05 кг/м³ (кривая В для влажного «банного пара») и сверххомотермального уровня 0,1 кг/м³ (кривая С для конденсирующегося на теле человека «банного пара»). Видно, что для увлажнения воздуха даже до хомотермального уровня, фен со стандартной мощностью, например, 1 кВт необходимо дополнить парогенератором мощностью 2,8 кВт. Для того, чтобы имитировать банный веник как опахало для парения (с характерным расходом воздуха 300 м³/час), необходим воздухонагреватель мощностью 4 кВт и парогенератор мощностью более 23 кВт.

Рис. 217. Простейший банный кондиционер
Рис. 217. Простейший банный кондиционер: 1 — кастрюля (бак); 2 — горячая вода; 3 — нагреватель воды (электрический, газовый, печной); 4 — фен; 5 — поток горячего влажного воздуха; 6 — крышка с отверстиями для подачи горячего воздуха из фена и вывода горячей паровоздушной смеси. Внизу — графики необходимой электрической мощности для нагрева воздуха на 40°С, например, с 20°С до 60°С (прямая А), для увлажнения горячего воздуха до абсолютной влажности 0,05 кг/м³ (прямая Б) и 0,10 кг/м³ (прямая С).

Большие энергозатраты на получение пара подсказывают необходимость применения теплоаккумулирующего принципа. Как и каменка, часами нагревающаяся до высоких температур, потом быстро отдаёт тепло за минуты для нагрева бани, так и бочка с водой, нагревающаяся часами до температуры кипения, затем может использоваться и для нагрева, и для увлажнения воздуха в бане. Так, кубометр воды, запасая 116 кВт-час тепла при нагреве от 0°С до 100°С, может выдать 23 кВт-час тепла на образование пара при охлаждении со 100°С до 80°С, то есть способен увлажнять в течение 1 часа поток горячего воздуха 300 м³/час (имитирующий банный веник) до абсолютной влажности 0,1 кг/м³.

Фактически ёмкость кипятка способна заменить раскалённую каменку, и этот способ не мог быть развит в древности лишь по причине трудностей нагрева больших количеств воды, особенно в зимний период. Другой сложностью является необходимость получения развитой поверхности горячей воды. Так, например, при расходе воздуха порядка 50 м³/час необходима поверхность воды с температурой 80-90°С не менее 0,1 м².

Для полноты картины напомним, что обычно электрические воздухонагреватели (тепловые вентиляторы) обеспечивают нагрев воздуха на 20-40°С и только аппараты с керамическими электронагревателями позволяют поднимать температуру воздуха на 60-70°С (при температуре воздуха на входе до 70°С). Для оценки степени нагрева воздуха воздухонагревателем необходимо разделить паспортное значение мощности электронагрева на паспортное значение объёмной производительности вентилятора: полученное значение параметра, например, 13,5 Вт/м³/час соответствует подъёму температуры 40°С. В таблице 26 приведены для сведения характерные параметры тепловентиляторов двух различных фирм.

Таблица 26. Энергетические характеристики воздухонагревателей

Модель Электрическая мощность, кВт Расход воздуха, м³/час Уровень нагрева, °С
Frico (Швеция) тепловые вентиляторы К21 1-2 90 33-66
Р31 2-3 280 21-31
Р93 4,5-9 720 18-36
Р153 7,5-15 1120 20-40
тепловые завесы АС203 3 900-1200 7-9
АС209 9 900-1200 22-30
АС215 15 1800-2400 19-25
МАКАР (Россия) тепловые пушки ТВ-3 3 460 19
ТВ-9 9 870 30
ТВ-15 15 1120 40
тепловые завесы ТЗ-З 3 580 15
ТЗ-7,5 7,5 900 25
ТЗ-12 12 1800 20

В то же время известны нагреватели воздушного потока для сварки пластмассовых листовых материалов (термопластов), обеспечивающие нагрев воздуха с 20°С до 150-200°С.

Источник: health.totalarch.comДачные бани и печи. Принципы конструирования. Хошев Ю.М. 2008

Добавить комментарий

CAPTCHA
Подтвердите, что вы не спамер