Как работает фен

Фен нагоняет воздух вентилятором через раскалённую металлическую спираль и выталкивает его наружу через узкое сопло направленным потоком - именно поток, а не сам нагревательный элемент, сушит волосы, забирая с их поверхности влагу вместе с движущимся тёплым воздухом. Температура воздуха на выходе из фена обычно доходит до 60-80 градусов, что легко может обжечь кожу при долгом контакте, но благодаря высокой скорости потока и постоянному движению струи волосы успевают высохнуть быстрее, чем перегреться. Дальше разберём, почему мощный фен не обязательно самый горячий, как работает функция ионизации, зачем нужен холодный обдув и что в сушке волос действительно им вредит.

Путь воздуха внутри фена

Внутри корпуса фена рядом стоят два узла - вентилятор и нагревательная спираль, и воздух проходит через них последовательно. Вентилятор, обычно с лопастями в форме беличьего колеса, засасывает воздух через решётку на задней части корпуса и гонит его вперёд по узкому каналу. Похожий по конструкции вентилятор с лопастями работает и в пылесосе, только там его задача обратная - не выталкивать воздух наружу, а создавать разрежение и втягивать его внутрь вместе с пылью. На пути потока фена стоит открытая спираль из нихромовой проволоки, намотанная на керамический или слюдяной каркас - в отличие от закрытого трубчатого нагревателя, спрятанного в металлическую трубку, как в электрочайнике, здесь спираль ничем не изолирована от воздуха, потому что нужно как раз обратное: чтобы воздух как можно быстрее забрал с неё тепло. Проходя вдоль раскалённых витков, воздух нагревается почти мгновенно и вылетает наружу через сопло на конце корпуса, которое сужает поток и придаёт ему направленность, позволяя точно нацелить струю на нужную прядь волос.

Такое расположение узлов - сначала вентилятор, потом нагреватель - выбрано не случайно. Если бы воздух сначала проходил через нагреватель, а потом попадал в вентилятор, мотор вентилятора работал бы в потоке уже горячего воздуха и грелся бы сам, что сокращало бы его срок службы и создавало риск перегрева всей конструкции. Поставив вентилятор перед спиралью, конструкторы гонят через его мотор ещё холодный, только что засосанный воздух, который заодно охлаждает сам двигатель, а нагрев происходит уже на выходе, ближе к соплу.

Почему горячий поток не обжигает

Кожа человека начинает получать ожог при контакте с воздухом температурой около 60-70 градусов не мгновенно, а за определённое время - организму нужно, чтобы достаточное количество тепловой энергии успело передаться тканям. Струя фена действительно нагрета до похожих значений, но она находится в постоянном движении: конкретный объём воздуха касается кожи головы или волос доли секунды и тут же сменяется следующей порцией, поэтому суммарное количество переданного тепла в каждой точке остаётся небольшим, даже если мгновенная температура высокая. Это тот же принцип, по которому можно быстро провести рукой сквозь пламя свечи, не обжёгшись, хотя температура пламени в разы выше температуры кипятка - решает не столько температура сама по себе, сколько время контакта.

Дополнительную защиту от перегрева обеспечивает термопредохранитель - небольшой датчик у спирали, который размыкает цепь нагрева, если температура воздуха на выходе превышает безопасный порог, например, из-за того, что сопло чем-то перекрыто и воздух почти не движется через корпус. В этом случае вентилятор либо продолжает работать без нагрева, либо фен отключается полностью, чтобы спираль не раскалилась сверх нормы при недостаточном обдуве. Именно поэтому нельзя надолго держать фен неподвижно у одной пряди или тем более прижимать сопло к волосам - без движения потока нарушается тот самый баланс между температурой и временем контакта, который в норме защищает от ожога.

Мощность и скорость потока - в чём разница

Мощность фена, указанная в ваттах, показывает главным образом то, сколько энергии способна отдать нагревательная спираль, а вовсе не то, насколько сильным будет поток воздуха - за это отвечает отдельный параметр: обороты и конструкция вентилятора. Фен с высокой мощностью нагрева, но слабым маломощным мотором вентилятора будет гнать через горячую спираль совсем небольшой объём воздуха, и этот воздух успеет нагреться очень сильно, прежде чем выйдет наружу - в результате получится слабый, но обжигающе горячий поток, которым неудобно и небезопасно сушить волосы. Более мощный мотор вентилятора, наоборот, гонит через ту же спираль больший объём воздуха, который просто не успевает нагреться до таких же высоких значений, потому что каждая порция контактирует со спиралью меньше времени - поток при этом получается сильным и умеренно тёплым.

Именно поэтому профессиональные фены для парикмахерских делают ставку не столько на максимальную температуру, сколько на объём воздуха, который вентилятор прогоняет за единицу времени: сильный поток высушивает волосы быстрее просто за счёт того, что уносит с их поверхности больше влаги в единицу времени, а не за счёт более высокой температуры. Слишком высокая температура при этом скорее вредит волосам, чем ускоряет сушку, поэтому баланс между мощным моторным потоком и умеренным нагревом - это то, что отличает быстро, но бережно сушащий фен от того, что просто дует жарко, но слабо.

Форма самого сопла тоже влияет на итоговую скорость потока, даже без изменения мощности мотора. Узкая насадка-концентратор, которую надевают на выход фена, не увеличивает объём прогоняемого воздуха, а сужает площадь, через которую он выходит - а поскольку тот же объём воздуха за то же время должен пройти через меньшее отверстие, скорость струи на выходе заметно возрастает, примерно как вода начинает бить сильнее, если прижать палец к концу шланга. Поэтому один и тот же фен с концентратором и без него ощущается по-разному, хотя вентилятор внутри всё это время работает с одной и той же производительностью.

Заявленная мощность нагрева также напрямую зависит от напряжения в сети, для которой сделан фен. Там, где в розетке около 230 вольт, как в большинстве европейских стран и в России, стандартная спираль способна рассеивать заметно больше тепла, чем та же спираль при 110-120 вольтах, принятых, например, в Северной Америке. Поэтому дорожные фены с переключателем напряжения обычно ограничивают максимальную мощность нагрева именно на низковольтном режиме - это особенность электрической сети, а не недоработка конструкции, и её стоит учитывать, если фен куплен в одной стране, а используется в другой.

Холодный обдув - зачем он нужен

Кнопка холодного обдува переключает фен в режим, при котором вентилятор продолжает гнать воздух через корпус, а нагревательная спираль отключается - реле разрывает цепь питания нагревателя, и воздух проходит мимо уже остывающих, а не раскалённых витков, выходя из сопла примерно комнатной температуры. Конструктивно это несложное изменение: тот же вентилятор, тот же канал, просто без нагрева на одном из участков пути, поэтому холодный обдув есть почти в любом фене, включая самые простые модели.

Смысл этого режима - не в самой сушке, а в том, что происходит с волосом после неё. Пока волос горячий и ещё немного влажный внутри, его внешний слой, кутикула, остаётся слегка приподнятым, а сама структура волоса - более пластичной и податливой к форме, которую ей придали расчёской, щёткой или пальцами. Обдув холодным воздухом в конце укладки быстро охлаждает волос, кутикула снова прижимается к стержню волоса, а форма, которую он принял в горячем состоянии, фиксируется - примерно так же, как металлическая деталь фиксирует форму после закалки и последующего охлаждения. Без этого финального холодного обдува уложенные волосы быстрее теряют форму: распрямляются или, наоборот, раскручиваются обратно.

Ионизация - что на самом деле происходит с воздухом

Функция ионизации в фене работает за счёт отдельного небольшого электрода у выхода сопла, на который подаётся высокое напряжение - это создаёт вокруг электрода электрическое поле, достаточно сильное, чтобы часть молекул воздуха теряла электроны и превращалась в отрицательно заряженные ионы. Этот поток заряженных частиц добавляется к обычному тёплому воздуху и вылетает вместе с ним через сопло на волосы.

Заявленный производителями эффект строится на взаимодействии этих ионов с каплями воды на поверхности волос: считается, что отрицательный заряд разбивает крупные капли на более мелкие частицы, которые быстрее испаряются и лучше проникают между чешуйками кутикулы, а заодно нейтрализует статическое электричество, из-за которого волосы вокруг наэлектризовываются и пушатся при сухом воздухе или трении о расчёску. Эффект против статики физически хорошо объясним и заметен почти сразу - наэлектризованные пряди в потоке ионизированного воздуха действительно быстрее перестают отталкиваться друг от друга. А вот заявления о дополнительном блеске и гладкости волос после ионной сушки подтверждены значительно слабее и во многом опираются на маркетинговые материалы самих производителей, а не на независимо повторённые измерения, поэтому к ним стоит относиться скорее как к вероятному, а не гарантированному бонусу.

Что портит волосы при сушке

Главный повреждающий фактор при сушке феном - не сам факт нагрева, а сочетание высокой температуры с обезвоженным волосом, из которого уже ушла большая часть влаги. Пока волос ещё мокрый, вода внутри него забирает на себя значительную долю тепла и испаряется, защищая тем самым структуру волоса подобно тому, как влажная ткань защищает кожу от ожога через неё. Но как только волос почти высох, испаряться больше нечему, и тепловая энергия воздуха начинает напрямую нагревать белок кератин, из которого состоит волос: при достаточно высокой температуре и долгом контакте кутикула, защитный внешний слой чешуек, начинает раскрываться и повреждаться, из-за чего волос теряет блеск, становится более пористым и уязвимым к дальнейшим повреждениям.

Поэтому сильнее всего волосам вредит не сама сушка, а её последние минуты на уже почти сухих прядях, особенно если сопло держат слишком близко к волосам или задерживают поток на одном месте вместо того, чтобы постоянно перемещать его. Дополнительно повреждает структуру волоса и слишком частое использование самой высокой температуры на тонких или уже ослабленных химическими процедурами волосах, которым для высыхания вообще не нужна максимальная мощность нагрева. Диффузор - насадка с широким раструбом и редкими зубцами - снижает этот риск, потому что рассеивает поток воздуха на большую площадь и замедляет его скорость, из-за чего волосы сохнут мягче и медленнее, но при более щадящем распределении тепла, что особенно важно для вьющихся и кудрявых волос, склонных к сухости.

Расстояние от сопла до волос тоже меняет то, как тепло до них доходит: поток воздуха, вылетая из узкого сопла, постепенно расширяется и замедляется, смешиваясь с окружающим воздухом комнатной температуры, поэтому чем дальше сопло от пряди, тем ниже температура и скорость потока в точке контакта. Держать фен слишком близко - значит подавать на волосы почти неразбавленный горячий поток прямо из сопла, а с типичного расстояния в 15-20 сантиметров тот же поток успевает частично остыть и рассеяться, что и считается более безопасным для волос и кожи головы способом сушки.

Двигатель - от него зависит вес, шум и срок службы

В большинстве бытовых фенов стоит коллекторный электродвигатель - сравнительно простой и недорогой в производстве, где вращение создаётся за счёт угольных щёток, скользящих по контактам на роторе. Такой двигатель лёгкий, дёшево обходится в производстве и способен быстро набирать высокие обороты, но щётки постепенно истираются от трения, искрят при работе, создают заметный шум, и ресурс такого мотора обычно ограничен несколькими сотнями часов работы, после чего щётки нужно заменить или фен приходится менять целиком.

Более дорогие фены, особенно профессиональные, оснащают бесщёточным двигателем, где вращение ротора с постоянными магнитами создаётся переключением магнитного поля через электронную схему, без физического контакта трущихся частей. Такой мотор работает заметно тише, меньше нагревается сам и служит в несколько раз дольше коллекторного, а заодно позволяет точнее регулировать скорость вращения и, соответственно, силу потока воздуха. Обратная сторона - более высокая цена самого двигателя и электронной схемы управления им, поэтому бесщёточный мотор почти не встречается в бюджетных моделях и остаётся признаком, по которому фены более высокого класса отличаются от массовых даже при внешне одинаковой заявленной мощности в ваттах.