Кирпичная печь для бани

Обычно, большинство владельцев парилок выбирают в качестве банной печи заводские чугунные или стальные изделия. Отдельные хозяева пользуются печью собственного производства. Но в любом случае, со временем сам собой напрашивается вывод: нужно чем-то оградить отопительную конструкцию от общего пространства парилки.

Как обложить печь в бане кирпичом, чтобы после выполненных работ она не только выглядела красиво, но и улучшились тепловые характеристики отопительного агрегата?

С какой целью обкладывают банную печь

Люди, которые как следует разбираются в «банных» вопросах, уверенны, что для того, чтобы создать «правильную» банную железную печь, следует качественно обложить ее кирпичом. Именно такой обогреватель характеризуется подачей мягкого тепла, легкого пара, оставаясь при этом, долгое время горячим.

Некоторые считают, что существенным недостатком обкладывания металлической печи в бане кирпичом является слишком долгий промежуток времени, который необходим, чтобы получить желаемую температуру в парилке. Плюс к этому, чтобы возвести кирпичное сооружение, требуется немалая сумма средств на материалы. Это при условии, что кладку будете выполнять своими руками.

Учитывая эти обстоятельства, многие отдают предпочтение металлическим банным печам без обкладки их кирпичом. Хотя, со временем, становится очевидным, что такие печные устройства имеют ряд недостатков, которые отсутствуют в кирпичных аналогах:

• быстрое нагревание, но и быстрое охлаждение;
• из раскаленных металлических стенок излучается жесткое тепло, что вызывает некоторый дискомфорт у находящихся в парилке посетителей.

Так как все-таки обложить печь в бане, чтобы было и дешево, красиво и не пострадало качество функционирования конструкции?

Народные умельцы нашли универсальное решение: для защиты от ИК-излучения и с целью накопления тепла необходимо между металлической конструкцией и пространством парилки установить некую преграду в виде кирпичной перегородки. Поэтому, оптимальное решение было найдено: необходимо банный агрегат обложить кирпичом. Такой вариант – относительно дешевый и действенный.

Каким кирпичом пользоваться

Прежде, чем приступить к основной работе, вы должны определиться с материалом. Чем обложить печь в бане, какие материалы для этого используют?

Часто подобные конструкции возводят из кирпича, имеющегося в домашнем хозяйстве. И это нормально, поскольку каждый хочет затратить минимум средств, с максимальной отдачей. Поэтому, дома всегда найдется целый кирпич (силикатный, красный керамический – полнотелого и пустотелого производств, шамотный), или же их куски.

Если начать с силикатного, то следует отметить, что такой кирпич – идеальный вариант для облицовки дома, подсобных построек. Он отлично переносит влияние атмосферных осадков и поэтому – долговечен. Но для выполнения работ по обкладке банных металлических печей он совсем не подходит. Дело в том, что в банных условиях такой кирпич долго не выдержит и начнет разрушаться, поскольку главным его ингредиентом является гашеная известь, которая хорошо впитывает влагу.

Хороший вариант для создания тепловой перегородки – шамотный (огнеупорный) вид кирпича. Он легко переносит резкие температурные изменения, обладает высокой теплоемкостью. Правда, внешний вид желал бы быть лучшим. Но это – не проблема, поскольку облицевать печь после обкладки можно еще и керамогранитом, а также иными материалами.

Совет! Обкладывать банную печь огнеупорным кирпичом целесообразно в тех случаях, когда вы имеете его больше, чем в достаточном количестве. А приобретать его с этой целью специально – очень дорого. Поэтому, надо подумать о его использовании в другом, более нужном месте домашней стройки.

Огнеупорный кирпич применяют в случаях, если между кладкой и металлической поверхностью небольшое расстояние – от 1 до 2 см. При этом, кирпич прогреется до температуры 350-400⁰С.

Когда же зазор будет в пределах 6-9 см, то нагрев будет падать до 180-200⁰С, что вызывается резким возрастанием скорости воздуха в промежутке между печью и перегородкой.

Отличный вариант для обкладки печи в бане – красный кирпич. Желательно полнотелый, хотя пустотелый также подходит. Но все-таки лучше выбрать, если есть такая возможность, первый вариант, поскольку у пустотелого – небольшая теплоемкость и тепло будет сохраняться не долго.

Следует отметить, что для обкладки банной печи кирпичом пользуются как стандартным размером камней, так и их утолщенным вариантом. Обычно кладут стенку в полкирпича, хотя практикуется и в четверть. Но в таком случае необходимо дополнительно укрепить стену, что немного усложняет дело.

Обустройство фундамента

Сейчас в интернете можно найти много чертежей, фото, схем постройки фундамента под обкладку печи в бане кирпичом. Что представляет собой это сооружение?

Фундамент выполняется в виде четырехугольного колодца, высота которого равняется высоте печи. Для закрытия металлических стенок используют сплошную, или кладку с окошками, через которые не только забрасывают топливо, но и усиливается вентиляция вокруг нагревающейся поверхности.

По подсчетам специалистов, деревянные балки для пола способны выдержать до 650-700 кг нагрузки. Хотя практически, не рекомендуется давать нагрузку, больше чем 400 кг на 1 м². Поэтому, желательно еще усилить существующий каркас железной конструкцией из уголка (50 мм), или сваями винтового характера, при условии, что на экран пойдет примерно 180-200 кирпичей весом по 3,5 кг.

Важно! Укладка классического ленточного фундамента занимает много сил, времени, но зато на все 100% конструкция будет устойчивой и пожаробезопасной.

Алгоритм постройки фундамента

1. Вырезать в полу (если он уже смонтирован) определенного размера квадрат, вырыть котлован глубиной примерно 35-45 см.
2. Засыпать дно щебнем крупной фракции, уложить гидроизоляцию, установить опалубку.
3. Разместить в каркасе фундамента куски арматуры, нанести необходимое количество мастичной гидроизоляции, залить конструкцию бетоном примерно на 15-20 см выше грунта.
4. Вывести обычным кирпичом «подушку» на уровень пола, на которой будет размещена печь и обкладка.
5. Подождать около 3-ех недель, пока бетон будет давать усадку, после чего уложить теплоизоляцию, стальной лист (толщина 3-5 мм) под печь.

Подготовка раствора

Для того, чтобы качественно обложить железную печь в бане лучше всего пользоваться классическим глиняно-песчаным раствором. Можно к нему добавить небольшое количество (примерно шестую часть) цемента марки 400. Этот ингредиент способен только усилить целую конструкцию, поскольку температура будущего экрана не будет достаточно высокой.

Важно! Не пользуйтесь цементно-песчаным, плиточным и другими видами растворов. Оптимальный, проверенный веками, вариант – глиняный раствор.

Поскольку глины требуется немного, то лучше всего ее купить в магазине стройматериалов. Для сельских жителей такой проблемы, как приобретение глины, не должно существовать.

Для подготовки раствора, необходимо взять просеянный песок и смешать с глиной в равных соотношениях. Воду добавлять постепенно, чтобы получилась густая смесь, которая могла бы легко соскользнуть з мастерка.

Какие еще материалы используют для обкладки печи в бане

Оказывается, что не только кирпичом можно обкладывать банные печи. Замечательным заменителем являются гранитные или мраморные плиты. Они также хорошо переносят температурные перепады, обладают большой массой и высокой теплопроводимостью. Кроме того, такая отделка придаст банному помещению необычно красивый и неповторимый вид. Позволить себе такую роскошь может не каждый, с финансовой точки зрения. Но если у вас сохранились какие-то остатки, то можно их использовать для сооружения печной перегородки.

Правда, с монтажом таких плит немного сложнее, в сравнении с кирпичной кладкой. Для обеспечения красивого вида обложенной печки, необходимо, чтобы работы выполнял специалист. По крайней мере, нужно хозяину хотя бы посоветоваться с таким человеком.

Также для обустройства теплового экрана используют минеритовые плиты. С их помощью стенка монтируется значительно проще и быстрее, даже в сравнении с кладкой, и способна выдерживать температуры 360-400⁰С. Но теплоемкость этого материала – невысокая, поэтому его можно использовать в качестве хорошей перегородки, которая не сможет накопить тепла.

Несколько полезных советов

Чтобы кирпичная обкладка была правильной и прослужила не один год, следует воспользоваться такими рекомендациями:

• кладка выполняется обычным способом с перевязкой в полкирпича;
• нельзя связывать конструкцию с банными стенами;
• выдерживать шов толщиной 5 мм;
• оставлять зазор 3-5 см, между металлическими стенами печки и экраном;
• в нижних рядах обязательно сделать проемы, через которые свободно заходил бы холодный воздух. Соответственно, в верхних – такие же отверстия, для выхода горячего. И снизу и свержу должно быть не больше 2-ух 3-ех проемов, иначе стенка, как тепловой экран, не буде выполнять своей непосредственной функции;
• после кладки каждого ряда, необходимо его проверить уровнем: вертикальность и горизонтальность должна соблюдаться везде;
• остатки раствора тщательно удалить как с внутренней стороны, так и с внешней.

Важно! При наличии в печке конвекционного кожуха, перед обкладкой его следует снять.

Способы обкладывания

В сущности, каменную облицовку используют для выполнения функций теплоэкрана для печи. В связи с тем, что такая конструкция не поддается главному термическому воздействию, ее можно сооружать в виде:

1. Сплошной облицовки, которая характеризуется быстрой отдачей тепла, что вызывает снижение производительности печи. В таком варианте, облицовку выполняют редко, и чаще всего для придания металлической печке элементов декоративного характера. При этом, качество нагрева – на втором плане.
2. Теплового экрана, который будет выглядеть как небольшое ограждение из камня. Такой вариант – достаточно комфортный для окружающих и содействует повышению теплоотдачи.
3. Облицовки-конвектора с наличием продухов. Это сооружение – наиболее оптимальное для банных нужд и подходит для любой металлической конструкции, независимо от размеров парилки.

Материалы и инструменты

Как перед каждой работой, так и перед тем, как обложить металлическую печь в бане, необходимо подготовить материалы и инструменты. Для быстрого и качественного выполнения работ, необходимо запастись:

• шамотным или красным полнотелым керамическим кирпичом;
• кладочным раствором
• материалами для фундамента (цементом, щебнем, песком);
• рубероидом;
• досками для сооружения опалубки;
• армирующей сеткой.

• строительным уровнем;
• совковой лопатой;
• строительным маркером;
• измерительной лентой (рулеткой);
• строительным отвесом;
• мастерком;
• угломером.

Также следует определиться, где лучше всего разместить банную печь. Существует два варианта: в углу и у стены. Первый вариант поможет сэкономить на материалах, в частности на кирпиче.

В случае установления в бане металлической печи с нуля, необходимо сначала построить фундамент и позаботиться о том, чтобы надежно защитить деревянные перекрытия. Пожарная безопасность – прежде всего.

Процесс обкладки

Техника укладки кирпича для создания теплового экрана практически такая же, как и строительство самой кирпичной печи.

Важно! Главное – идеально выровнять первый ряд.

После этого следует приступать к закладке углов, не забывая при этом перевязывать ряды кирпича.

Не нужно спешить, поскольку рекомендуется делать укладку на протяжении 2-ух дней. Связано это с тем, что в первый день необходимо выровнять основу и уложить всего 5 рядов. А на следующий, проверив предварительно усадку, выложить остальные 8 рядов.

Важно! Для лучшего сцепления раствора с кирпичом, необходимо каждый камушек погрузить на 12-15 минут в соленую воду.

Не стоит забывать и о контроле за горизонталью и вертикалью в уложенных рядах.

Неплохо было бы в качестве перевязки угловых кирпичей использовать стальную проволоку или сетку. Можно также целый ряд укрепить арматурой или стеклопластиком. В последнем варианте, на поверхности ряда можно сделать монтажный пояс с целью заделывания 4-ех миллиметрового пластика. Чтобы армировать шамотный кирпич, лучше всего воспользоваться железными материалами.

Обкладку лучше всего выполнять в форме колодца с наличием 2-ух рядов окошек: вверху и посредине конструкции. Идеальный вариант, когда в качестве перемычки использовать половину кирпича, размещенную под некоторым углом к стенке. Благодаря такой конструкции, воздух в зазоре начинает лучше двигаться, что приводит к снижению температуры внутри колодца, исключая, одновременно, избыток нагревания воздуха внутри парилки.

Достаточно популярными являются конструкции с наличием отделки внутри колодца с использованием банного камня. Такой вариант не допускает попадания водяных брызг с камней в зазор между экраном и печью. И это хорошо, поскольку разогретый шамот и, тем более, красный кирпич легко разрушается горячей водой.

Металлическая банная печь обкладывается не просто для красоты. Как свидетельствуют многочисленные отзывы, благодаря такому мероприятию значительно улучшается атмосфера в парилке. И это при том, что обкладку кирпичом каждый владелец бани может сделать своими руками, если отсутствует возможность соорудить кирпичную печь. Поэтому, работа выполнится с минимальными финансовыми затратами, качественно, в результате чего баня будет иметь не только привлекательный вид, но и полезную для здоровья внутреннюю тепловую обстановку. Удачи!

Строим русскую баню по уму

Скачать Ваше имя:* Ваша дата рождения:* Ваш email:* Получить 3D модель и порядовки

Конфиденциальность гарантирована

«Секреты» русской бани от Константина Колышкина «Секреты» русской бани от Константина Колышкина

Банная печь И.В.Кузнецова «РусСауна»: основные особенности

20 Мар

Просмотров: 4 018

Настоящая статья посвящена рассмотрению основных особенностей кирпичной банной печи постоянного действия «РусСауна» разработки Игоря Викторовича Кузнецова, отличающих ее от других банных печей постоянного действия этого автора.

Подробно общие особенности печей И.В.Кузнецова (и банных печей в частности) были подробно мною освещены в книге «Азбука кладки и эксплуатации кирпичных печей Игоря Кузнецова для русской бани», а также ранее на страницах этого блога , и

Поэтому здесь лишь кратко перечислим эти особенности.

Большинство кирпичных печей И.В.Кузнецова имеют следующие отличительные черты:

• печи И.В.Кузнецова – это печи колпакового типа, работающих по принципу Свободного Движения Газов (СДГ);
• топливник в печах И.В.Кузнецова является частью нижнего колпака печи и объединен с ним в единое целое через сплошную воздушную щель, находящуюся в одной из стенок топливника и получившую название «сухого шва»;
• внутреннее пространство нижнего колпака печи с топливником, как правило, футеровано огнеупорным шамотным кирпичом. Назначение футеровки — предохранить внешние стенки печи, выполненные из глиняного полнотелого кирпича, от воздействия на них высоких температур пламени;
• внутренняя футеровка отделена от внешней кладки печи температурными воздушными зазорами. Назначение температурных зазоров — предотвратить разрушение внешней кирпичной кладки печи футеровкой, которая расширяется в процессе нагрева ее пламенем горящих дров;
• топливник многих из печей И.В.Кузнецова в верхней своей части содержит решетку, выполненную из шамотного кирпича. Данная решетка (получившая по терминологии автора название «катализатора») призвана увеличить полноту сгорания летучих, выделяемых горящими дровами, и достижения в топливнике более высоких температур.

Все кирпичные банные печи И.В.Кузнецова, как периодического, так и постоянного действия, спроектированы под размещение каменки внутри печи.

Напомним, что банные печи периодического действия предполагают свою первоначальную протопку, а лишь затем начало приема банных процедур. В банных печах периодического действия каменная закладка для парообразования может находиться лишь внутри печи, и нагрев ее происходит непосредственно пламенем горящего топлива.

Банные печи постоянного действия предполагают возможность подтапливать печь во время приема банных процедур. В банных печах постоянного действия каменная закладка для парообразования может находиться либо в закрытой металлической емкости, либо в открытой металлической емкости. В первом случае емкость с камнями находится внутри печи целиком, во втором случае емкость лишь частично находится в печи, а камни, уложенные в емкость, находятся снаружи. В печах постоянного действия нагрев камней происходит опосредованно через металлическую стенку емкости, в которую они уложены.

Модель кирпичной банной печи постоянного действия «РусСауна» пришла на смену ранее разработанным И.В. Кузнецовым аналогичным печам постоянного действия.

Основными отличиями этой модели печи явилось:

• применение металлического бака для камней специфической конструкции;
• место и способ установки бака в кирпичной печи;
• отсутствие «катализатора» — шамотной решетки в верхней части топливника;
• развитая система внутренней подачи вторичного воздуха внутри печи из зольного пространства в верхнюю часть топливника и специально сформированную дымовую камеру для дожига горючих газов, выделяемых горящими дровами;
• фактическая замена 2-го колпака печи небольшой дымовой камерой (боровом).

Для того чтобы легче понимались внесенные И.В.Кузнецовым изменения в конструкцию своих существующих кирпичных банных печей постоянного действия, предлагаю сначала рассмотреть в общих чертах конструкцию имеющихся в открытой печати чертежей 2-х моделей таких печей: БИК П1 3,5×4 мет и БИК 41.

На рис.1 и рис.2 изображены разрезы двух моделей печей постоянного действия Игоря Кузнецова БИК П1 3,5×4 мет и БИК 41 с металлическими баками для каменной закладки, размещенными внутри этих печей.

Рис.1. Банная печь периодического действия И.В.Кузнецова БИК П1 3,5×4 мет

Рис. 2. Банная печь периодического действия И.В.Кузнецова БИК 41

Из рисунков видно, что как печь БИК П1 3,5×4 мет, так и печь БИК 41 являются 2–х колпаковыми. Металлические духовки для камней находятся внутри печей и отличаются только размерами. Духовка для камней в печи БИК 41 больше по размерам духовки для камней печи БИК П1 3,5×4 мет за счет того, что в печи БИК 41 верхний колпак сделан меньшим по размерам, находится сзади бака для камней и смещен к правой стенке печи.

Первый (нижний) колпак печи БИК П1 3,5×4 мет (рис.1) заканчивается 21-м рядом красного керамического кирпича, а второй (верхний) колпак с перекрышей занимает с 23-го по 30-й ряды и находится непосредственно над нижним колпаком. Ряд 22 — это перекрыша нижнего колпака.

В печи БИК 41 (рис.2) нижний колпак занимает с пространство со 2-го по 17-й ряды, 18-й и 19-й ряды это – перекрыша части нижнего колпака, 20-25 ряды – верхний колпак, 26-30 ряды – перекрыша 2-й части нижнего колпака и всего верхнего колпака (рис.2). Желающие удостоверится в сказанном, могут обратиться к сайту И.В.Кузнецова (БИК П1 3,5×4 мет; БИК 41).

Под металлическими баками для камней в 11-м (БИК 41) и 12-м (БИК П1 3,5×4 мет) рядах находится решетка из шамотного кирпича («катализатор» по терминологии автора печей). Назначение «катализатора» — перемешивание печных газов с подаваемым в топливник воздухом. Перемешивание печных газов с воздухом необходимо для повышения полноты сгорания выделяемых горящими дровами продуктов термического разложения древесины. Помимо этого нагретый до высоких температур «катализатор» становится мощным источником лучевого (радиационного) излучения в сторону горящих дров, что способствует их нагреву и более интенсивному выделению из дров летучих горючих газов.

Подача воздуха в топливник для сжигания дров производится из поддувального отсека через колосниковую решетку и щель, находящуюся в 5-м ряду пода топливника перед печной дверцей. Свое начало эта щель берет в 4-м ряду пода топливника.

В печи БИК П1 3,5×4 мет щель перед топочной дверцей имеет ширину 2,5 см, а в печи БИК 41 — ширину 1 см.

Сами металлические баки для камней имеют форму параллелепипеда, поставленного вертикально с опорой на меньшую сторону. На одной из боковых поверхностей этих баков имеется прямоугольное загрузочное отверстие для камней, имеющее форму прямоугольного туннеля и соединяющего одним своим концом внутреннюю полость бака для камней, а другой стороной проем дверцы каменки.

Камни укладываются в бак через данное отверстие. Через это же отверстие осуществляется подбрасывание воды на камни во время поддач и выход пара в парную.

Печи БИК П1 3,5×4 мет и БИК 41 относятся к кирпичным банным печам постоянного действия. Такими печами называются печи, конструкция которых позволяет пользоваться ими во время приема банных процедур и при этом не прекращать (либо по необходимости, либо при желании) процесс сжигания дров (для нагрева остывающей при поддачах каменной закладки). В таких печах исключена возможность попадания в парную печных газов во время парения.

К положительным сторонам печей постоянного действия можно отнести отсутствие оседания на камнях каменки сажи и пепла при протопке печи и, как следствие, отсутствие возможности попадания в парную этих продуктов горения во время поддач воды на каменку.

Страшного в этом ничего нет, так как в кирпичных банных печах периодического действия этот фактор устраняется одной-двумя поддачами кипятка на каменку перед началом парения при открытой трубной заслонке и при одновременном прикрытии дверцы каменки сразу же после поддачи воды на каменку. Весь пепел и другие твердые несгоревшие отложения процесса горения дров с камней уносятся паром через печную трубу в атмосферу.

Кроме этого исключается возможность попадания в парную при поддачах и шамотной пыли со стен топливника. В кирпичных банных печах периодического действия разработки И.Кузнецова такая вероятность сохраняется. Хорошо это, или плохо – я затрудняюсь ответить. Исследований по воздействию на организм человека таких выбросов не проводилось. Поэтому решать о пользе или вреде этого фактора предстоит исключительно пользователю такой банной печи.

Для некоторых любителей бани слабой стороной кирпичных банных печей периодического действия считается недостаточно высокая температура нагрева каменной закладки в металлическом ящике. Температура камней в печах БИК П1 3,5×4 мет и БИК 41 редко превышает 400ºС. Обусловлено это тем, что нагрев камней происходит все же косвенным образом, через металлические стенки бака-духовки для камней. В этом случае из процесса нагрева камней исключается практически полностью конвективная составляющая переноса тепла. Радиацианная же составляющая тепла пламени горящих дров доходит до камней значительно ослабленной стенками бака.

В металлическом баке нагрев каменки происходит, в основном, за счет кондуктивного переноса тепла между соприкасающимися между собой камнями, и в меньшей мере за счет лучистой энергии, но не от открытого пламени, а от переизлучения лучистой энергии самими нагревающимися камнями и стенками бака-духовки.

Напомню, что кондуктивный способ теплопередачи (путем задействования механизма теплопроводности) предполагает передачу тепла между телами при их непосредственном контакте между собой. Тепло передается от горячего к более холодному телу за счет большей величины и интенсивности колебательных движений его атомов (молекул) нагретого твердого тела.

Конвективный способ теплопередачи предполагает передачу тепловой энергии от нагретой воздушной среды более холодному твердому телу за счет соударений молекул нагретого воздуха с таким телом. Поскольку в закрытой духовке для камней движения воздуха практически нет, то и передача этим воздухом своей тепловой энергии нагревающимся камням сведена к минимуму.

Радиационная составляющая теплопереноса обуславливается лучистой энергией, испускаемой нагретой средой. В печи такой средой являются раскаленные газы, выделяемые горящими дровами.

Однако в банных печах постоянного действия лучистая энергия горящих дров сначала поглощается стенками бака-духовки для камней, а затем уже переизлучается ими как во внутрь бака, так и наружу.

Часть тепловой энергии пламени горящих дров, поглощенная металлическим стенкам бака-духовки, передается каменной закладке за счет кондуктивного теплопереноса.

А часть этой энергии переизлучается в виде лучистого тепла внутри бака на камни как стенками самого металлического бака, так и самими камнями друг на друга.

Таким образом, в печах постоянного действия камням достается меньше тепловой энергии, выделяемой горящими дровами, чем аналогичной каменке, но непосредственно нагреваемой пламенем горящих дров.

Как следствие температура нагрева камней, находящихся внутри металлического бака, оказывается, как правило, ниже температуры каменки, находящейся внутри печи периодического действия непосредственно в потоке горящих газов.

В печах периодического действия каменка располагается в верхней части топливника и греется пламенем горящих дров непосредственно. При этом главную роль в нагреве каменной закладки играет лучистая составляющая горящих дров. Второе и третье места в величине переносимого тепла делят между собой конвективная и кондуктивная составляющие теплопереноса. Соотношение между собой этих величин зависит от вида закладываемых в каменку материалов (камень, чугун), их геометрической формы (параллелепипед, шар, эллипсоид, пр.), размеров.

Однако, неоспоримым преимуществом каменок кирпичных печей постоянного действия является тот факт, что камни внутри бака-духовки, устанавливаемого в такую печь, всегда остаются чистыми, на них нет отложений сажи, пепла и шамотной пыли, что присуще каменкам печей периодического действия!

При поддаче на находящуюся внутри бака каменку порций кипятка для парообразования присутствующим в парной не грозит получить вместе с порцией пара и порцию вылетающей из печи сажи, пепла и шамотной крошки!

К тому же, нагрев камней в баке происходит в более щадящем тепловом режиме, что непосредственно влияет на срок их службы. Срок службы каменной закладки в печах постоянного действия минимум в 2 раза превышает аналогичный показатель для печей периодического действия.

Даже рассыпавшиеся со временем под действием высоких температур в процессе эксплуатации камни каменки в печах постоянного действия никак не могут влиять на качество процесса сжигания топлива.

Конвекционные каналы банной печи постоянного действия для пропуска печных газов, сформированные на этапе кладки печи, остаются в процессе эксплуатации печи неизменными. Они не забиваются рассыпавшимися камнями каменки. Печь продолжает работать в неизменном тепловом и газодинамическом режимах, предусмотренными ее первоначальной конструкцией.

Для увеличения запасаемой такой каменкой тепловой энергии с целью продления режимов парения в баки-духовки укладывают до 60% чугуна в виде брусков, тормозных вагонных колодок, шаров и пр.

Хочу отметить, что температуры нагрева камней до 350-400ºС является вполне достаточной для получения перегретого водяного пара, из которого можно получить отличные кондиции паровой бани с наличием «легкого пара».

Вопрос заключается в том, сколько людей и как долго собирается париться и получать соответствующие требуемые для парения условия. Для семьи, состоящей из 4-6 человек, такая печь способна обеспечить требуемые режимы в течение 5-6 часов парения. На худой конец, что мешает подтопить печь и подогреть подостывшие от поддач камни? Ведь печь постоянного действия это сделать то позволяет. 🙂

Другим «узким» местом каменок, заключенных в металлические шкафы-духовки в банных печах постоянного действия, являлось их свойство выброса наружу после поддач на уже подостывшую каменную закладку кроме водяного пара также неиспарившихся мелких капель воды.

Причин данного явления было несколько:

1) снижение мощности парообразования подостывшей от поддач каменки (невозможность за несколько секунд преобразовать в газообразное состояние поданную на каменку порцию воды);

2) ограниченная по площади поверхность каменки, участвующая в парообразовании (поверхность камней, на которые попадали порции подбрасываемой воды), и которая обуславливалась особенностями конструкции шкафа-духовки для камней (в частности формой и размерами его загрузочного отверстия);

3) ограниченный по размерам (практически замкнутый со всех сторон) объем шкафа-духовки для камней с подостывшей каменкой способствовал выбросу наружу, кроме пара, капельно-жидкой фракции порций воды, подбрасываемых на каменку.

Присутствие в воздухе парной, помимо водяного пара в виде газа, также взвеси капельно-жидкой воды не способствовало созданию условий, благоприятных для получения атмосферы «легкого пара».

Теперь кратко коснемся вопроса нагрева парной самой кирпичной печью.

Напомню, что основной задачей банной печи в паровой русской бане является нагрев до требуемой высокой температуры каменной закладки. Второй задачей банной печи является нагрев парной. При этом должно быть соблюдено важное условие: в процессе нагрева камней в печи до требуемой температуры мы, ни в коем случае, не должны перегреть парную. К моменту нагрева камней до максимально-возможной в данных услових температуры (в нашем случае, не ниже 350-400ºС) температура в парной и всех ограждающих ее элементов (потолок, стены, полоки, пол) не должны превышать 45-50ºС.

Нагрев помещения парной с кирпичной печью осуществляется в основном за счет создания стенками печи лучистого теплопереноса и нагретых конвекционных потоков воздуха.

Как известно величины различных составляющих теплового потока, испускаемого нагретыми телами (средами), определяются разностью температур, сложившимися между этими нагретыми телами (средами).

В виду того, что усредненная температура стенок кирпичной банной печи во время ее протопки не превышает значений 80-90ºС, создаваемые ею конвекционные и радиационные потоки воздуха значительно меньше, чем в случае использования для этих целей металлических печей.

Температура стенок непосредственно топливника в металлической печи достигает температуры пламени горящих в ней дров (800-900ºС).

Примечание. В металлических печах величина конвекционной и лучистой составляющих теплопереноса, определяются разностью температур воздуха, поступающего из помещения парной в конвекционные каналы печи, и температурой металлических стенок топливника и конвекционных каналов печи.

Соответственно разность температур между воздухом, контактирующим с нагретыми поверхностями топливника, и стенками топливника в металлических печах практически в несколько раз выше, чем у кирпичных печей.

Приняв во внимание вышеизложенное рассмотрим, каким все же образом мы можем, в случае необходимости, ускорить процесс нагрева парной с кирпичной печью.

Вариантов у нас немного.

Поскольку кирпичная печь ввиду своей массивности очень инерционная вещь, то быстро поднять температуру ее стен не представляется возможным.

Следовательно, нельзя быстро увеличить лучистую и конвективную составляющие теплопереноса, создаваемые ее внешними поверхностями (стенками).

Но у нас есть раскаленное ядро (каменка), находящаяся внутри печи. И именно запасенную каменкой тепловую энергию, можно использовать для ускорения процесса нагрева парной.

Для этого в кирпичных банных печах периодического действия, после того как прогорят дрова, открывают дверцу каменки и поддувальную дверку. Возникающий сквозной конвекционный поток воздуха через внутреннее раскаленное пространство печи направлен через поддувальную дверку, находящуюся в топочной или комнате отдыха, в сторону дверки каменки, т.е. в сторону парной. За счет этого горячего воздушного потока можно достаточно быстро за несколько минут поднять температуру воздуха в парной до требуемого значения.

Подобную же операцию в кирпичных банных печах постоянного действия реализовать нельзя.

Немного интенсифицировать процесс нагрева парной можно лишь за счет создания дополнительных конвекционных потоков, возникающих от нагретых внутри металлической духовки камней при открытии дверцы каменки. Однако эти дополнительные тепловые потоки существенно уступают по величине тепловым потокам, получаемых за счет пропуска воздуха через нагретое нутро банных печей периодического действия.

Таким образом, мы видим, что созданные И.Кузнецовым банные печи постоянного действия БИК П1 3,5×4 мет и БИК 41 имели помимо положительных моментов также моменты, которые требовали своего совершенствования, доработки и улучшения.

Исходя из этого, в средине 2000-х годов И.В.Кузнецовым была создана новая конструкция кирпичной банной печи постоянного действия, получившая в народе название «РусСауны». В печи «РусСауна» ее автором были устранены указанные выше недостатки моделей банных печей постоянного действия более ранних годов выпуска.

Подошло время рассмотреть особенности данной модели печи.

На рис.3 изображена банная печь «РусСауна»: вид сзади. На рис.4 изображена печь в разрезе. Разрез печи образован плоскостью сечения, проходящей параллельно лицевой стороне печи на расстоянии 50 см (длинны 2-х кирпичей) от ее фронтальной поверхности.

Рис.3. Банная печь «РусСауна»: вид сзади.

а

б

Рис.4. Поперечный разрез банной печи «РусСауна»:

а) поперечный разрез; б) условные обозначения

Как видно из рис.4 банная печь «РусСауна» обладает развитой системой внутренних полостей-каналов, по которым воздух из поддувального отсека имеет возможность попасть в верхнюю часть топливника под днище бака для камней, а также в дымовую камеру (на рис.4 не показана. Находится вверху топливника перед баком для камней).

Именно здесь имеется насущная потребность в дополнительной концентрации кислорода воздуха для обеспечения полноты протекания реакций окисления продуктов термического разложения древесины (водорода Н2, углерода С (в виде С, СН-Н и СО) и кислорода О2) до их (реакций) завершения с образованием конечных продуктов горения дров (воды Н2О и углекислого газа СО2).

Увеличение размеров топливника в высоту и подача в верхнюю зону топливника (дымовую камеру) дополнительного объема подогретого воздуха позволила достичь более высокой полноты сгорания дров и извлечения максимального количества запасенной в них энергии. Поднятие температуры в верхней части топливника (также как и применение в печи бака-духовки для камней специфической конструкции) позволило увеличить температуру нагрева камней в духовке до 450-500ºС.

Применение в этой печи бака для камней оригинальной конструкции позволило получить перегретый водяной пар, не содержащий капельножидкой фракции. Вода подается на камни через воронку и разбрызгивается внутри бака через трубку, в которой просверлен ряд отверстий (форсунок). На разогретых до температур порядка 450-500ºС камнях вода преобразуется в перегретый пар с температурой, равной температуре камней. При этом вода из жидкого состояния переходит в газообразное состояние, в котором полностью отсутствует капельножидкая фракция.

Расширяясь во все стороны, пар может покинуть бак для камней только исключительно через нижний срез двух металлических труб. Эти трубы вварены в верхнюю плоскость бака и опущены одним из своих концов почти к самому его днищу. Через отверстия трубки (а следовательно через заливочную лейку), по которым вода попала вовнутрь бака, пар выйти не может. Это объясняется тем, что отверстия в трубке имеют диаметр порядка 3 мм и обладают для пара большим аэродинамическим сопротивлением.

Таким образом, из металлического бака для камней через две вваренные в его верхнюю плоскость трубки в парную выходит пар с температурой значительно превышающей 100ºС и не содержащий капельножидкой фракции воды. Из такого пара легко получить пар, получивший в народе название «легкого». Достичь этого можно путем определенного разбавления перегретого пара с атмосферой парной (понижение его теплосодержания до определенного значения) и достижения паровоздушной смеси воздуха парной заданной абсолютной влажности.

Более подробно по этому вопросу можно познакомиться в статьях «Что такое — «легкий пар» и как его можно получить в парной русской бани?» и «Способ расчета параметров каменки в парной русской бани, позволяющей получить режимы «легкого пара»

Почему же печь получила название «РусСауны»?

Ответ на этот вопрос прост. Печь данной конструкции позволяет получить в парной режимы, характерные не только для русской бани, но и режимы, присущие для суховоздушной сауны!

Так для русской бани данная печь позволяет получить паровые режимы в диапазоне температур Т=45-650С и с относительной влажностью воздуха φ=60-90%. При желании при помощи данной модели печи в парной можно получить режимы близкие к режимам суховоздушной сауны – температуру воздуха до Т=90-1000С с низкой относительной влажностью φ=5-9%.

Как известно, в парных с металлической печью (саунах) обязательно присутствует конвекция воздуха. Восходящие воздушные потоки в сауне с металлической печью образуются в конвекционных каналах, образуемых стенками топливника и защитным металлическим кожухом печи. За счет конвекции воздуха ускоряется нагрев парной. Конвекция воздуха присутствует и при принятии банных процедур.

В парной русской паровой бани конвективные потоки воздуха сведены практически до минимума. Теплосодержание воздуха в парной повышают путем поддачи воды на раскаленные камни, да и то только во время принятия банных процедур, а не во время приготовления бани.

В парной паровой русской бани температура воздуха редко поднимают до значений, превышающих 60ºС. Выдержать такую температуру при значениях абсолютной влажности воздуха, составляющей d=80-100 г/м3 на каждый кубометр пространства парной, может далеко не каждый. Относительная влажность воздуха в этих условиях составляет φ=60-75%.

Но есть любители париться и при температурах 70-80ºС и при этом желающие получить такую же абсолютную влажность воздуха d=80-100 г/м3 (относительная влажность φ=30-40%).

Здесь мы не будем давать характеристику этим условиям: хорошо это или плохо. В конце концов, каждый сам выбирает для себя то, что ему нравится. Мы только отметим тот факт, что банная печь «РусСауна» дает возможность получить в парной как режимы, присущие классической паровой русской бани (Т=50-60ºС, d=80-100г/м3, φ=60-75%), так и температурно-влажностные режимы, занимающие промежуточное положение между режимами классической паровой русской бани и режимами высокотемпературной суховоздушной сауны (Т=90-100ºС, d=40-60 г/м3, φ=5-9%).

Другими словами, кто любит погорячее, тот с легкостью у себя в парной может получить условия Т=70-80ºС, d=80-100 г/м3, φ=30-40%.

Достигается это с помощью того, что бак для камней новой конструкции позволяет организовать дополнительный конвекционный поток воздуха для нагрева парной, поступающий изнутри бака через один из патрубков вывода наружу перегретого пара.

Это явление становится возможным благодаря явлению некоторой неравномерности нагрева разных сторон бака внутри печи.

Если поднести ладонь к выходу отверстий в баке для выхода пара, то можно почувствовать, что через одно из этих отверстий наружу выходит нагретый воздух, а в другое отверстие воздух из парной засасывается.

Если нет желания перегревать парную за счет дополнительной конвекции воздуха через бак с камнями для этого достаточно прикрыть одно или оба этих отверстия, например, одним-двумя камнями. При поддаче воды на камни через воронку металлической духовки-каменки горловины паровыводящих труб освобождают от камней, тем самым освобождая проходы для выхода в парную перегретого пара.

Как правило, верхнюю поверхность бака скрывают слоем камней. Эти камни не только придают печи более эстетичный вид, но одновременно и выполняют такую важную функцию, как экранирование парной от жесткого радиационного излучения, испускаемого нагретой верхней поверхностью бака (рис.5).

Еще одним неоспоримым достоинством новой банной печи «РусСауна» стал фактор ее повышенной (по сравнению с другими печами постоянного действия) ремонтопригодностьи и удобство в пользовании.

При необходимости бак-духовка для камней может быть легко извлечен из печи и, таким образом, получен доступ к ее внутренней части для проведения регламентных работ.

Поскольку камни находятся внутри металлического бака, они не оказывают никакого механического воздействия на шамотные стенки топливника. Давление от распорных сил нагреваемых камней испытывают только стенки бака. Но с этой бедой можно довольно легко справиться.

Для защиты нижней и боковых стенок бака от действия распорных сил, создаваемых нагреваемыми камнями, внутри бака могут укладываться горизонтально и устанавливаться вертикально вдоль стен чугунные колосники. Если же пару колосников установить вертикально в средине бака между камнями, то в этом случае мы сможем достигнуть более равномерного прогрева каменной закладки по высоте. Происходит это ввиду того, что чугун обладает более высокой теплопроводностью по сравнению с камнем, и поэтому быстрее доставляет тепло от днища бака к верхним слоям каменки.

Установка/удаление колосников в/из бак/а осуществляется через загрузочное отверстие, расположенное в верхней поверхности бака, которое в дальнейшем закрывается металлической крышкой с лейкой для поддач порций воды на каменку.

В кирпичных печах постоянного действия И.Кузнецова более ранних годов проектирования проведение подобной операции (установка/удаление колосников) было не так удобно ввиду сущетсвующей конструкции металлических баков-духовок.

К тому же, в кирпичных печах автора более ранних лет выпуска ремонт/замена бака духовки для камней требовал частичной разборки внешней кирпичной и внутренней шамотной кладок печи. Что, согласитесь, не было удобно и требовало гораздо больших трудозатрат.

Рис.5. Банная печь «РусСауна» в исполнении А.М.Шалагина

Подведем кратко итоги.

Из изложенного видно, что новая модель кирпичной банной печи разработки Игоря Викторовича Кузнецова «РусСауна» обладает рядом сильних моментов. Особенности этой печи не только устранили слабые места прежних банних печей постоянного действия, но и позволили получить в парной широкий спектр температурно-влажностны режимов, характерних не только для паровой русской бани, но и близьких к режимам высокотемпературной суховоздушной сауны.

По своим характеристикам данная печь максимально приблизилась к характеристикам кирпичных банных печей периодического действия, а по своим возможностям даже превзошла многие из них!

Данная модель печи стала практически универсальной!

Ну вот пока и все!

В дальнейшем на страницах блога мы рассмотрим особенности конструкции данной модели печи.

До встречи!

Другие статьи на эту тему:

• Банная печь с нагревом каменки обращенным пламенем «BackFire»
• Банные печи с пламенным прогревом каменки. Подведение некоторых итогов по прошествии 5 лет строительства и эксплуатации печей подобного типа
• Банная печь по мотивам «Печи В Кубе» Игоря Васильева
• Банная печь Игоря Васильева. Попытка синтеза. Часть 7. Окончание
• Банная печь Игоря Васильева. Попытка синтеза. Часть 6

Размещен в разделе Банные печи