АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ИНФРАКРАСНОЙ КАБИНОЙ (САУНОЙ)

Полезная модель предназначена для управления работой оборудования в общественных инфракрасных кабинах (сауна), применяемых для проведения оздоровительных тепловых процедур. Инфракрасная сауна представляет собой кабину с установленными нагревателями, которые вырабатывают инфракрасное излучение, нагревающее тело человека без существенного нагрева воздуха внутри кабины. Для управления работой этих нагревателей служит система управления инфракрасной кабиной.
Уровень техники
Из уровня техники известны системы управления инфракрасными кабинами (саунами), содержащие датчик температуры, микропроцессор, табло, органы управления и выходные каскады управления нагревателями: патент США - US 2004188415, дата публикации 30.09.2004, МПК А61Н 33/06; G05D 23/19; Н05В 1/02; A61N 5/06) и патент Японии - JP 2008142397, дата публикации 26.06.2008, МПК A61F 7/00; А61Н 33/06; A61N 5/06).
Наиболее близким аналогом настоящего изобретения является система управления инфракрасной кабиной (патент на полезную модель РФ №91285, дата приоритета 10.11.2009; МПК А61Н 33/06), которая содержит пульт управления и блок подключения инфракрасных нагревателей. В состав пульта управления входит таймер, который отсчитывает время теплового сеанса. Посетитель инфракрасной кабины дает команду на включение нагревателей, при этом запускается таймер. По истечении установленного на таймере времени, нагреватели автоматически отключаются, таким образом, ограничивается время теплового сеанса.
Недостатком известного решения является ориентированность рассмотренных систем на индивидуальные инфракрасные кабины, для которых время начала и окончания теплового сеанса, а также количество людей, посещающих кабину, носят предсказуемый характер и могут быть заранее спрогнозированы.
Последнее техническое решение принято за прототип.
Процедуру в индивидуальной ИК кабине можно разделить на 3 стадии:
- стадия разогрева кабины перед началом проведения сеанса для создания определенных условий - разогреть нагреватели и воздух внутри кабины (не менее 35 гр.С). Для этого включат нагреватели перед сеансом на 7-10 мин.
- стадия сеанса, когда пользователь находится внутри в кабины, определенное время, задаваемое таймером системы управления.
- стадия окончания сеанса, когда человек покидает кабину, нагреватели отключаются от сети питания, и кабина охлаждается.
Такой алгоритм работы оправдывает себя только при индивидуальном пользовании инфракрасной кабиной, когда известны количество пользователей, время и очередность посещения.
В условиях же фитнес-клубов, оздоровительных центров и других общественных учреждениях, количество людей и время захода и выхода из кабины, носят случайный и непредсказуемый характер. Люди могут входить и выходить из кабины в произвольный момент времени и оставаться там, на неопределенное время. Таким образом, система должна постоянно поддерживать минимальную необходимую температуру воздуха в кабине для начала сеанса, ожидая прихода человека, и включать нагреватели сразу же по приходу людей. После ухода последнего человека система должна вновь перейти в режим ожидания. Во время режима ожидания нагревательные элементы инфракрасных излучателей должны находиться в минимально разогретом состоянии для сокращения времени выхода в рабочий режим.
Сущность полезной модели
Задачей заявляемой полезной модели является создание адаптивной системы управления инфракрасной кабиной (сауной), которая позволит реагировать на случайное, не прогнозируемое посещение людьми ИК кабины, включая или отключая нагреватели в нужные моменты времени и поддерживая в кабине определенный микроклимат.
При решении указанной задачи достигается технический результат, заключающийся в создании следящей системы управления нагревателями и поддержания микроклимата в инфракрасной сауне.
Для достижения технического результата, предлагается оснастить кабину электронным блоком с датчиками присутствия людей, температуры и влажности.
Блок-схема адаптивной системы управления показана на фиг.1.
Система построена по модульному принципу и состоит из следующих компонентов:
Основные компоненты:
1. Блок управления (1);
2. Внутренний пульт управления (2);
3. Внешний пульт оператора (3);
4. Одного или нескольких блоков регулирования мощности (4) инфракрасных нагревателей (5);
5. Датчики: присутствия людей (6), температуры (7) и влажности (8);
6. Блок управления бактерицидной лампой (9);
7. Блок управления вентилятором (10).
Система выполняет следующие функции:
1. поддерживает постоянной температуру воздуха внутри кабины во время ждущего режима;
2. обнаруживает присутствие людей в кабине;
3. управляет выходной мощностью инфракрасных нагревателей;
4. контролирует предельные значения температуры и влажности;
5. управляет бактерицидной лампой.
Система работает следующим образом:
1. При первоначальном включении системы, блок управления дает команду на включение нагревателей, которые нагревают воздух внутри кабины до 35-37 гр.С. При достижении этой температуры блок управления отключает нагреватели и переходит в ждущий режим, ожидая прихода посетителей. Температура 35-37 гр.С в ждущем режиме поддерживается постоянно, что гарантирует быстрое начало теплового сеанса нагрева человека без необходимости предварительного разогрева кабины.
2. При входе человека в кабину, срабатывает датчик присутствия людей, и система включает нагреватели на заданную мощность, необходимую для проведения теплового сеанса. При этом люди могут беспрепятственно входить и выходить из кабины, но нагреватели будут постоянно работать, до тех пор, пока хоть один человек находится внутри кабины.
3. После выхода последнего человека из кабины, система управления отключает нагреватели и вновь переходит в ждущий режим, в котором поддерживается постоянная температура 35-37 гр.С внутри кабины и ожидается приход людей.
4. Если во время работы кабины температура воздуха или влажность превысят установленные пределы, то система управления, считывая показания датчиков, включает вентилятор для проветривания кабины, понижая, таким образом, температуру и влажность воздуха.
5. В отсутствии людей внутри кабины система может включать бактерицидную лампу для проведения антибактериальной обработки воздуха и внутренних поверхностей кабины.
В качестве датчиков присутствия людей могут применяться датчики движения, построенные на различных принципах работы: ультразвуковом, инфракрасном или радиоволновом. Эти датчики устанавливаются под потолком, с таким расчетом, чтобы зона обнаружения движения внутри кабины охватывала весь объем помещения.
Наиболее удобным местом установки датчика движения, является его установка над входной дверью (фиг.2). Для больших кабин или кабин сложной планировки, когда зона обнаружения одного датчика не может охватить все пространство кабины, устанавливаются несколько датчиков движения. В этом случае необходимо использовать инфракрасные или радиоволновые датчики движения, т.к. ультразвуковые датчики могут создавать взаимные помехи во время работы.
Управление работой нагревателей может осуществляться, как в релейном режиме (включено-выключено), так и с помощью изменения действующего значения тока в цепи нагревателей. Второй режим является более предпочтительным, т.к. позволяет:
а) в ждущем режиме поддерживать нагреватели в нагретом состоянии, пропуская через нагреватель небольшой ток, что важно для быстрого перехода из ждущего режима, в режим сеанса (нагрева человека).
б) в режиме сеанса обеспечить возможность изменения мощности нагревателей для настройки под индивидуальную чувствительность кожи людей к инфракрасному излучению.
С помощью выносного пульта управления администратор учреждения может следить за состоянием кабины и посещаемостью ИК сауны.