DE10066049A1

DE10066049A1 - Wärmekabine mit Temperaturprofil

Info

Publication number: DE10066049A1
Application number: DE10066049A
Authority: DE
Inventors: Werner Richter; Wolfgang Schmidt; Kurt Schmidt; Gerhard Wolfram
Original assignee: WEKA HOLZBAU GmbH
Current assignee: WEKA HOLZBAU GmbH
Priority date: 2000-09-05
Filing date: 2000-09-05
Publication date: 2002-12-05
Also published as: AU2001295422A1; DE10043983A1; WO2002022071A3; WO2002022071A2; DE10043983C2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wärmekabine, die dazu dient, das Wohlbefinden von Menschen zu verbessern und deren Gesundheit zu fördern. Bereitgestellt wird eine Wärmekabine mit getrennt ansteuerbaren Flächenheizelementen, wobei mittels einer Steuereinheit ein räumlich und/oder zeitlich vorbestimmter Temperaturverlauf einstellbar ist. Weiterhin wird ein optimiertes räumliches Temperaturprofil automatisch eingestellt, in dem mittels Sensoren die Körpergröße der betreffenden Person ermittelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmekabine, die dazu dient, das Wohlbefinden von Menschen und deren Gesundheit zu fördern.

Es ist hinreichend bekannt, daß die Wärmeeinwirkung auf Menschen verschiede ne positive Effekte bewirkt, die zum Erreichen von Wohlbefinden und/oder für medizinische Zwecke eingesetzt werden. Durch Kombination mit anderen Einflüs sen, wie z. B. Licht, Luftfeuchtigkeit und Musik, können somit verschiedenste The rapien durchgeführt werden.

Die Sauna als Anwendung von feuchter oder trockener Wärme ist lange bekannt. In letzter Zeit werden auch sogenannte Infrarotstrahlungskabinen außerhalb ärzt licher Anwendungen angeboten. Als Strahlungsquellen werden bevorzugt elektri sche Quarzstrahler eingesetzt. Diese Quarzstrahler haben jedoch einige Nachtei le. Die abgestrahlte Wellenlänge entspricht nicht dem Optimum für die Wärmebe handlung des Menschen. Daher ist zum Erreichen einer vorgegebenen Strah lungsleistung im optimalen Wellenlängenbereich ein Energieüberschuß erforder lich. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Quarzstrahler als Punkt- oder Linienstrahler ausgebildet sind. Es müssen daher verschiedene Maßnahmen, wie z. B. Reflektoren in Verbindung mit Diffusoren, vorgesehen werden, um die Wär mestrahlung in einer solchen Wärmekabine gleichmäßig zu verteilen.

Auf der Suche nach verbesserten Heizelementen wurde in der DE 34 21 110 ein transportables Schwitzgerät vorgeschlagen, bei dem die Erwärmung durch eine Heizfolie erfolgt. Derartige Heizfolien sind bereits als sogenannte Tapetenheizun gen zur Beheizung von Wohnräumen bekannt geworden und weisen gegenüber punkt- oder linienförmigen Quarzstrahlern einige Vorteile auf Heizfolien haben einen höheren Wirkungsgrad, da die Wellenlänge der abgegebenen Wärmestrah lung auf die für den Menschen optimale Wellenlänge eingestellt werden kann. Weiterhin sind Heizfolien kostengünstiger, da für Heizfolien auf Grund ihrer ge ringeren Betriebstemperatur kein spezieller Schutz gegen Verbrennungen vorge sehen werden muß und die Heizfolie selbst kostengünstig herstellbar ist.

Auf Grund der positiven Erfahrungen mit den vorstehend erwähnten Flächenhei zungen besteht daher die Aufgabe der Erfindung, eine Wärmekabine eingangs genannter Art bereitzustellen, deren Strahlungseigenschaften noch besser an menschliche Bedürfnisse angepaßt sind. Somit soll eine Wärmekabine bereitge stellt werden, die auf Grund ihrer einfachen und sicheren Bedienbarkeit auch gut für den Einsatz außerhalb der medizinischen Anwendung geeignet ist und für den Menschen einen hohen Grad an Wohlbefinden bewirkt.

Diese Aufgabe wird mit einer Wärmekabine nach den Ansprüchen 1 und 6 gelöst.

Nach Anspruch 1 wird eine Wärmekabine mit wärmeisolierenden Wänden und einer Tür bereitgestellt. Die wärmeisolierenden Wände begrenzen die Kabine, in der eine Person bequem sitzen kann. Innerhalb der Kabine ist wenigstens auf den seitlichen Wänden und an der Decke eine als Heizfolie ausgebildete elektrische Flächenheizung angeordnet. Erfindungsgemäß sind ein separater Flächenab schnitt zur Bestrahlung des Kopfes der sitzenden Person und eine Kopf- Erkennungsvorrichtung zum Erfassen der Kopfhöhe vorgesehen. Mittels der Kopf- Erkennungsvorrichtung wird die Kopfhöhe erfaßt. Weiterhin ist eine Regelschal tung zum Regeln der Strahlungsleistung des getrennt ansteuerbaren Flächenab schnitts vorgesehen, wobei die Kopf-Erkennungsvorrichtung ein elektrisches Si gnal an die Regelschaltung abgibt und nach einem vorbestimmten Algorithmus die Strahlungsleistung des getrennt ansteuerbaren Flächenabschnitts geregelt wird.

Die Erfinder konnten nachweisen, daß sich das Wohlbefinden eines Menschen in der Wärmekabine verbessert, wenn die unmittelbar auf den Kopf gerichtete Wär mestrahlung eine vorbestimmte Intensität nicht übersteigt und die auf den Ober körper gerichtete Strahlungsintensität in einem vorbestimmten Verhältnis zur Strahlungsintensität der auf den Kopf einwirkenden Strahlung steht. Da die Kopf höhe der sitzenden Personen verschieden ist, wird bei einer konstanten Strah lungsleistung der Kopf einer großen Person stärker bestrahlt als bei einer kleinen Person. Durch die erfindungsgemäße automatische Anpassung der Kopfbestrah lung bei unterschiedlicher Kopfhöhe wird die wohltuende Wirkung der Wärmeka bine wesentlich erhöht.

Nach Anspruch 2 wird zum Erfassen der Kopfhöhe ein Ultraschall- Abstandssensor eingesetzt. Derartige Sensorsysteme sind dem Fachmann hinrei chend bekannt, so daß es keiner näheren Erläuterung der Funktion bedarf.

Nach Anspruch 3 wird zum Erfassen der Kopfhöhe eine Lichtschranke eingesetzt. Lichtschranken sind einfache und zuverlässige Baugruppen. Wenn nur eine Lichtschranke eingesetzt wird, ist nur eine grobe Regelung erreichbar. Werden mehrere übereinander angeordnete Lichtschranken eingesetzt, können die Abstu fung und somit die Regelung wesentlich genauer erfolgen.

Alternativ zur Ausführungsform nach Anspruch 2 ist die Kopf- Erkennungsvorrichtung nach Anspruch 4 ein Näherungssensor mit einem elek tromagnetischen Schwingkreis, der über eine Antenne ein hochfrequentes elek tromagnetisches Signal aussendet. Wenn ein Körper, im vorliegenden Fall der Kopf, in das magnetische Feld eintaucht, verändert sich die Resonanzfrequenz des Schwingkreises. Diese Veränderung wird bestimmt und zur Erfassung der Kopfhöhe verwendet. Derartige Meßsysteme müssen, wie bei der Ultraschallmes sung, einmalig kalibriert werden, was dem Fachmann für Sensortechnik jedoch hinreichend bekannt ist.

Nach Anspruch 5 ist vorgesehen, den ansteuerbaren Flächenabschnitt im Kopf bereich nach einer vorbestimmten Funktion zeitabhängig zu regeln. Diese Funkti on ist z. B. vorteilhaft, wenn die Person längere Zeit in der Wärmekabine sitzt. In diesem Fall kann nach einer vorbestimmten Zeit die Kopfheizung abgeschaltet oder intervallweise heruntergeregelt werden.

Nach Anspruch 6 ist eine Wärmekabine mit einer Tür und wärmeisolierenden Wänden, die die Kabine begrenzen, vorgesehen, wobei die Kabine so groß aus gebildet ist, um mindestens einer sitzenden Person bequem Platz zu bieten. In nerhalb der Kabine ist wenigstens auf den seitlichen Wänden eine als Heizfolie ausgebildete elektrische Flächenheizung angeordnet. Es ist erfindungsgemäß eine zeitprogrammierbare Regelschaltung zum Regeln der Strahlungsleistung während der Wärmebehandlung vorgesehen. Mittels dieser Wärmekabine ist es möglich, den Temperaturverlauf bei einer Wärmebehandlung vorhergehend zu programmieren. Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem die Wärmebe handlung lediglich von der Zeit und einer vorwählbaren Temperatur beeinflußt wurde, kann jetzt ein medizinisch begründetes Temperatur-Zeit-Profil zu Thera piezwecken eingestellt werden.

Nach Anspruch 7 weist die Wärmekabine mehrere getrennt ansteuerbare Flä chenabschnitte der Heizfolie auf. Damit ist es insbesondere für therapeutische Anwendungen möglich, auch ein räumlich konstantes oder sich zeitlich änderndes Temperaturprofil einzustellen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen und einer schematischen Zeichnung näher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine räumliche Darstellung der Erfindung.

Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Anspruch 1

Die Wärmekabine hat eine Tür 1 und eine Sitzbank 2. An den Seitenwänden 3, 4, auf dem Fußboden 5, an der Rückwand 6 und an der Decke 7 sind Heizfolien 8 bis 15 angeordnet. Die Heizfolien 8 und 9 erwärmen den Fuß- und Beinbereich. Die Heizfolien 10 und 11 strahlen seitlich auf Unter- und Oberkörper. Die Heizfo lie 12 erwärmt den Rücken und die Heizfolie 13 bestrahlt den Kopfbereich. Die Heizfolienabschnitte 14 und 15 dienen zur Bestrahlung des Nackenbereiches.

Der Wärmehaushalt des Menschen ist für verschiedene Körperteile unterschied lich. Im Ruhezustand wird durch Strahlung, Konvektion und Transpiration ober halb 18°C nahezu konstant eine Leistung von insgesamt 118 Watt abgegeben. Auf die einzelnen Körperteile bezogen ist die Leistungsabgabe jedoch sehr unter schiedlich. Vom Kopf werden ca. 115 W/m² abgestrahlt, von den Händen 75 W/m² und von den Füßen 145 W/m². Die Ursache dafür ist ein unterschiedliches Ober flächen/Volumen-Verhältnis. Da menschliches Gewebe einen hohen Absorptions grad hat (ca. 0,98), wird Wärme auf Kopf und Füße am ehesten als nicht ange nehm empfunden. Dagegen wird Wärmestrahlung im Nackenbereich als ange nehm empfunden wird und auch gezielt für medizinische Zwecke eingesetzt.

Zur Bestrahlung des Nackenbereiches sind die Heizfolien 14 und 15 vorgesehen. Je nach Körpergröße des Menschen wird die Heizfolie 14 oder 15 eingeschaltet. Um eine versehentliche Bestrahlung des Hinterkopfes zu vermeiden, wird die La ge des Nackenbereiches mittels einer Lichtschrankenanordnung ermittelt. Bei einer kleineren Person wird der Lichtstrahl der Lichtschranke 16 nicht unterbro chen, jedoch der von der Lichtschranke 17. Mittels der symbolisch dargestellten Schalt- und Steuerelektronik 18 wird die Heizfolie 14 nicht eingeschaltet. Wenn ein kleines Kind in der Wärmekabine sitzt, wird auch der Lichtstrahl der Licht schranke 17 nicht unterbrochen, d. h. die Heizfolie 15 wird ebenfalls nicht einge schaltet.

Es hat sich gezeigt, daß die automatische Erfassung der Kopfhöhe und damit auch die Lage des Nackenbereiches sehr vorteilhaft ist, da das Wärmeempfinden in der Wärmekabine nicht dem herkömmlichen Wärmeempfinden außerhalb einer solchen Kabine entspricht. Wenn die betreffende Person zu spät feststellt, daß der Kopf versehentlich zu stark erwärmt wurde, ist bereits ein Unbehaglichkeits gefühl eingetreten, das auch durch nachträgliches Abschalten der betreffenden Heizfolie nicht sofort wieder abklingt.

Es ist dem Fachmann klar, daß die Erfassung der Kopfhöhe durch unterschiedli che meßtechnische Maßnahmen möglich ist, die vorzugsweise aus der Fachlitera tur zur berührungslosen Füllstands- oder Abstandsmessung entnommen werden können.

Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Anspruch 6

In der Schalt- und Steuerelektronik 18 sind Programme zur Steuerung der einzel nen Heizfolien abgelegt. Für medizinisch-therapeutische Zwecke kann daher der zeitliche oder zeitliche und räumliche Temperaturverlauf in der Kabine während einer Behandlung eingestellt werden. Es ist für den Fachmann klar, daß die Steu eralgorithmen von den baulichen Abmaßen, den wärmetechnischen Parametern der Wärmekabine und den medizinisch-therapeutischen Anforderungen bestimmt werden.

Claims

1. Wärmekabine, die nachfolgende Merkmale aufweist:

- Kabine mit einer Tür und wärmeisolierenden Wänden, die die Kabine begren zen, wobei die Kabine so groß ausgebildet ist, um mindestens einer sitzenden Person Platz zu bieten, und
- innerhalb der Kabine auf den Wänden eine als Heizfolie ausgebildete elektri sche Flächenheizung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
- eine Regelschaltung zum Regeln der Strahlungsleistung vorgesehen ist, wobei die Strahlungsleistung nach einem vorprogrammierbaren Zeitalgorithmus geregelt wird.

2. Wärmekabine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizfolie mehrere getrennt ansteuerbare Flächenabschnitte aufweist.