DE10066049A1 - Wärmekabine mit Temperaturprofil - Google Patents
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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.
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.
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 (2)
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.
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