Maxim Sladkov (sladkovm) wrote,
Maxim Sladkov
sladkovm

Category:

Комфорт и велосипеды: вентилятор для охлаждение на вело-тренажере

Вопрос, по сути, очень простой - стоит или не стоит обдувать себе вентилятором во время тренировок на вело-тренажере? Ответ, как оказалось, не так уж и прост. Физика, к примеру, говорит, что бытовое обдувание - это, как мертвому припарки. При этом практика показывает, что без вентилятора можно сварится даже во время прохождения элементарного теста FTP.

Когда же я пришел к выводу, что плевать на физику, я хочу вентилятор, то меня, в первую очередь, интересовала необходимая мощность вентилятора и шум, который он будет создавать. Цель короткого видео ниже - это составить представление о силе воздушного потока и уровня шума вентилятора, который я выбрал, а технические детали - в продолжении статьи.







Достаточно ли 90 Вт мощности?
Я купил вентилятор Bionaire BAC 14 (36 см), который обещает 90 Вт обдуваемой мощности и уровень шума 52 дБ. Оба этих параметра так же важны, как и субъективны.

Начнем с мощности. Нехитрые расчеты показывают, что велосипедист, двигающийся со скоростью 30 км/час, выпирает перед собой 250 кубических метров воздуха в минуту. Этот воздушный поток создается непосредственно на самом велосипедисте и является доминирующим источником охлаждения.

90 Вт вентилятор за такое же время гарантирует поток воздуха 52 кубических метра. Пока этот воздух доберется с лопастей вентилятора до велосипедиста, то часть потока будет рассеяна, но, даже без этого эффекта, сколько не дуй, а эффект улицы все равно не повторить.

На практике даже легкий сквозняк спасает ситуацию, а мой вентилятор и вовсе позволил сконцентрироваться на мощности, а не на плавящихся мозгах во время тренировки 3х10 мин @ 300 Watt, которая в стране боли и страданий проходит под названием The Rookie.

На тренировках попроще, как The Elements of Style, я даже не включаю вентилятор на полную мощность - иначе будет довольно прохладно.

Подытоживая. Невзирая на неадекватный, с точки зрения физики, воздушный поток, 90 Вт вентилятор создает впечатляющий эффект обдувания (см на полотенце и надутую ветровку на видео). Это вентилятор, если и не остужает, то хотя бы добавляет ощущение комфорта на вело-тренажере - лужа пота под станком никуда не девается.



Мешают ли 52 дБ шума?

Небольшой ликбез. Если речь идет о звуке, то разница в 10 дБ соответствует изменению уровня шума в х3 раза, а 20 дБ - в х10 раз соответственно. Современные пылесосы обещают уровень шума 75-80 дБ. Таким образом, мой вентилятор в х10 раз тише пылесоса.

По другую сторону спектра находится вентилятор ноутбука. Шум 50 дБ, в этом случае, скорее всего означает предсмертную агонию.

На практике сам велосипедный станок по всем параметрам заглушает мой вентилятор - о чем можно судить по звуку в видео. Качество ругани Грюнтера фон Агони и комментарии Сергея Курдюкова какими были, такими и остались.

Я не знаю, что именно делает этот вентилятор таким тихим, но лопасти там из очень тонкой стали, а цена этого вентилятора - 65 евро. Как себя ведут китайские вентиляторы - я не знаю.



1 Вт на педалях - 4 Вт в виде тепла

Те, кто пользуется приложением Strava, могли обратить внимание, что в результатах каждой тренировки фигурируют два значения: Total Work и Calories. Численные значения этих параметров очень близки к друг другу, хотя Total Work измеряется в кило-Джоулях, а Calories, как можно догадаться, в кило-калориях.

Единственная причина почему я начал так издалека - меня всегда поражало совпадение этих, казалось бы разных, чисел. Попробую объяснить в чем тут соль.

С одной стороны, физика постулирует, что калория - это энергия необходимая на нагревание грамма воды на 1 градус и, учитывая, что удельная теплоемкость воды - 4.2 кДж/кг/К, получаем, что 1 ккал = 4.2 кДж. Не придраться.

С другой стороны, менее точной, чем физика, но все же, находим, что метаболическая эффективность человеческого организма находится в диапазоне 20-25%. Обычным языком это означает, что для совершения человеческим телом определенной полезной работы, нужно потратить в 4-5 раз больше метаболической энергии.

Об этом, грубо говоря, и говорит Strava в конце каждой тренировки. На совершение полезной работы по перемещению велосипедиста - Total Work [kJ], было израсходовано столько-то метаболической энергии - Calories [Cal]. Если же привести все параметры к одним единицам, то получим, что энергии израсходовано в х4-5 раза больше, чем проделана работа.

Куда девается лишняя энергия? Она, в большинстве своем, рассеивается в виде тепла. В итоге получаем, что 150 Вт на педалях - это 600 Вт на подогрев тела, а 300 Вт на педалях - это вопиющие 1200 Вт в виде тепла.


Тепловой комфорт и пределы разумного

У меня есть замечательная книжка издательства MIT - Bicycling science. Это не науч.поп.лит, а вполне серьезная монография на около-велосипедные темы. Книга утверждает, что в условиях хорошо проветриваемых помещений, комфортный теплоотвод за счет конвекции и испарения составляет порядка 585 Вт (при температуре воздуха должна быть 12.8 С). Эта цифра используется при дизайне индустриальных цехов.

Учитывая историю о метаболизме, велосипедист выдавал бы в таком цехе максимум 150 Вт на станке. Книга не уточняет критерии комфорта, но можно предположить, что потоотделение не должно быть избыточным.

Каковы же пределы разумного? В книге приводится расчет для 375 Вт на педалях. В этом случае ожидается, что весь избыток тепловой энергии, а такой будет порядка 600 Вт поверх охлаждаемых 585 Вт, должен пойти на нагревание. Для велосипедиста массой 70 кг это означает повышение температура тела на 2 градуса в течении 10 минут. Ни у кого нет желания потренироваться при температуре тела 39 С?


Что это за тренировка, если не потеть?

В реальности тренировка на тренажере далека от комфортной и потоотделения с испарением гарантируют теплоотвод, который значительно превышает упомянутые 585 Вт. Более того, в той же книге приводится пример велосипедистов, которые на мощности 450 Вт покоряют горные перевалы (упоминается Gross Glockner, который может занять делом на добрый час). Скорость таких велосипедистов составляет примерно 15-20 км/час, что соответсвует генерируемому потоку воздуха порядка 100-150 кубических метров в минуту, что уже значительно ближе к бытовым вентиляторам.

В результате книга уточняет, что даже при низких скоростях, поток создаваемого воздуха гарантирует охлаждение, которое превышает тепловое рассеивание велосипедиста. В качестве вывода книга рекомендует производителям вело-тренажеров задуматься об интеграции вентиляторов в их продукцию, а до тех пор придется докупать вентилятор на стороне.






Tags: Техника и велосипеды
Subscribe

promo sladkovm december 6, 2013 21:58 84
Buy for 100 tokens
В 1984 году Франческо Мозер установил новый часовой рекорд на треке и стал первым в истории велосипедистом, который преодолел рубеж 50 км, улучшив при этом результат великолепного Эдди Меркса почти на 2 километра. Подготовкой Мозера занимался итальянский физиолог Франческо Конкони - пионер…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 32 comments