Категория: Печи в бане

Печь-каменка для бани

В любой бане главной является печь-каменка, позволяющая отапливать помещения, нагревать воду для мытья и получать пар. В общественных банях для этой цели применяют печи отопительные, водогрейные, паровые. В больших банях для отопления моечной и предбанника также иногда строят отдельные отопительные печи. Однако обычная баня имеет одну печь-каменку.

Требования к печке-каменке. Требования к ней предъявляются очень высокие и даже противоречивые. С одной стороны, все хотят, чтобы печь занимала мало места, имела невысокую цену, быстро нагревалась и была экономичной в отношении расхода топлива. С другой стороны, стремятся к тому, чтобы ею можно было отапл‘ивать не только парильню, но и моечную, и даже предбанник, получать теплую воду в количестве, достаточном для всей семьи, и, главное, пользоваться сухим паром длительное время, да потом еще высушить всю баню. Эти требования можно удовлетворить при условии соответствия конструкции и размеров бани характеру пользования ею. Разумеется, при любой конструкции печь должна быть безопасной, исключать возможность возникновения пожара, отравления угарным газом, случайного ожога, ошпаривания тела и т. д.

Рис. 1. Печь-каменка для бани

Имеет значение также то, каким образом печь отдает свое тепло. При чрезмерном излучении тепла‘в виде инфракрасных лучей это может привести к перегреву отдельных частей тела, иссушить кожу» Комфортные условия в бане создаются при передаче тепла от печи в основном путем конвекции нагретого воздуха. Для этого температура стенок печи должна быть как можно ниже, а способность стен бани отражать тепло — как можно больше, чтобы тепловое излучение — радиация — было направлено на человека со всех сторон. Запас тепла печь накапливает своими стенками и каменной засыпкой. Чем толще стенки печи, тем медленнее она нагревается и дольше сохраняет тепло.

Виды печей-каменок по режиму работы. По режиму работы печи-каменки бывают постоянного (длительного) и периодического действия. Печи первого типа имеют минимальную толщину стенок и объем камней. Температура камней в них поддерживается в пределах 300-350° С путем применения устройства автоматического контроля и регулирования. Такие печи, как правило, нагреваются электричеством или отапливаются жидким и газообразным топливом. Иногда печи-каменки постоянного действия отапливаются твердым топливом. При использовании электричества температура нагрева регулируется измерением силы тока в нагревательных элементах, при отоплении жидким и газообразным топливом — изменением количества поступающего в топку топлива. Такие печи обязательно должны быть оборудованы защитной автоматикой, отключающей питание печи при превышении температуры стенок выше допустимой нормы, а также при погасании пламени в топке. Применение этих печей должно быть согласовано с пожарным надзором.

Рис. 2. Печь-каменка, работающая на твердом топливе 1 – зольник; 2 – колосниковая решетка; 3 – топливник; 4, 5, 6, 7-дымоходы; 8 – дымовыводная труба; 9 – щели для нагретого воздуха; 10 – водогрейная труба; 11 – корпус; 12 – глазок

Каменная засыпка. При любом виде топлива топочную камеру и каналы для дымовых газов в таких печах отделяют от каменной засыпки стальной стенкой или чугунной плитой. С одной стороны, это предотвращает попадание продуктов сгорания в баню, с другой стороны, защищает камни от осаждения сажи, которая в последующем может захватываться паром и загрязнять воздух в парильне.

Отопление. Печи периодического действия имеют массивную кирпичную кладку и значительный объем камней. Массивная кладка защищает наружг ную стенку от перегрева и сохраняет тепло, обеспечивая необходимую,продолжительность действия бани. Благодаря интенсивной топке каменная засыпка в нижней части может быть нагрета до 1000-1100° С, а в верхней части — до 500-600° С (до малинового свечения). При таких температурах сажа полностью выжигается и камни остаются чистыми, поэтому продукты сгорания топлива могут быть пропущены через камни в целях более полного использования тепла. Максимальная экономичность печи достигается при топке ее «по-черному», когда дымовые газы выпускаются через помещение бани. Однако такой способ отопления более пожароопасен. Кроме того, не очень приятны покрытые копотью стены и потолок. По этой причине бани «по-черному» в последнее время почти не строят. В печах, отапливаемых «по-белому», камни закрывают плотной металлической крышкой или дверкой, которые открывают лишь после полного сгорания топлива. Если камни отделены от дымовых газов плитой, то такая печь может быть использована как в режиме постоянного действия (путем подтапливания во время банных процедур), так и в режиме периодического действия (путем основательной топки лишь один раз перед банными процедурами).

Топливо. Лучшим топливом для печи-каменки являются дрова. Не рекомендуется пользоваться углем, так как при этом виде топлива трудно регулируется процесс топки, создаются очень высокие температуры, разрушающие внутреннюю кладку печи, ухудшающие санитарные условия.

Принципы действия. Экономное использование топлива возможно при полном его сгорании. Оптимальные условия создаются при сжигании твердого топлива на колосниковых решетках. При этом воздух поступает к топливу снизу по всей площади топливника через решетку из поддувала. Этот воздух, называемый первичным, расходуется в основном для окисления горючих компонентов топлива с образованием углекислого газа С02 (двуокиси углерода) и паров воды Н20. При повышении температуры из топлива, особенно из дров, выделяются горючие газы, которые догорают в газовом пространстве над топливом. Соприкасаясь с коксовыми остатками топлива при высокой температуре, углекислый газ восстанавливается, образуя также горючий газ — оксид углерода СО (угарный газ). Чтобы горючие газы догорали в топливнике, в него через отверстия в топочной дверке пропускают дополнительное количество воздуха, называемое вторичным. Без подачи вторичного воздуха имеет место химический недожог топлива, сопровождающийся отложением сажи на камнях (если дымовые газы пропускаются через камни) и дымоходах. Это приводит к снижению полезной теплоотдачи и к возможности возникновения пожара из-за возгорания слоя сажи в трубах.

Коэффициент полезного действия. В начале топки, когда топливо только разогревается, и в конце топки, когда интенсивность горения остатков топлива снижается в топливник поступает избыточное количество воздуха. Это приводит к увеличению потерь тепла с уходящими газами. На стадии догорания эти потери составляют 20-30%. Снизить их можно путем прикрытых отверстий для воздуха и задвижки на дымоходе. Другими факторами повышения коэффициента полезного действия печи являются увеличение объема разогреваемых частей, включая камни, увеличение площади поверхностей, контактирующих с уходящими газами, уменьшение толщины и теплопроводности стенки печи (например, путем использования металла), приводящее к более интенсивной теплоотдаче от печи к окружающему воздуху. Важное значение имеет соответствие топочного объема расходу топлива, чтобы процесс горения был интенсивным и доля потерь с уходящими газами была минимальной.

Продолжительность топки печи-каменки должна быть оптимальной. После того, как температура стенок печи достигнет максимального значения, устанавливается равновесие между теплом, образующимся в печи, и отдаваемым в окружающий воздух. Дальнейшая топка печи периодического действия нецелесообразна. Печь постоянного действия приходится топить до тех пор, пока требуется высокая температура камней для получения пара.

Электрокаменки. Наиболее удобны для пользования печи-каменки постоянного действия с электрическим нагревом — электрокаменки. За рубежом широко используются именно такие печи. Применение их в нашей стране сдерживается отсутствием в продаже электрокаменок малой мощности. Электрокаменки, выпускаемые Новосибирским заводом электротехнического оборудования и некоторыми другими заводами, имеют значительную мощность (более 10 кВт) и предназначены для применения в общественных банях. Освоение выпуска маломощных электрокаменок, несомненно, приведет к их популярности.

Мощность электрокаменки зависит от объема парильни, качества теплоизоляции ее стен и температуры атмосферы. Ориентировочно можно принять, что для 1 м3 объема парильни потребляемая мощность равна 0,7 кВт. Это значит, что при высоте потолка 2-2,2 м для обогрева 1 м2 площади парильни требуется 1,4-1,6 кВт энергии.

Конструкция электрокаменки. Простейшая электрокаменка представляет собой электропечь закрытого типа, на которую поставлена металлическая коробка с камнями. Если мощность такой электрокаменки недостаточна для хорошего обогрева воздуха, можно использовать вторую электропечь закрытого типа, установив на нее массивный кусок металла для улучшения отвода тепла.

В электрокаменках заводского изготовления нагрев камней осуществляется трубчатыми электронагревателями (ТЭГами), входящими снизу в толщину каменной засыпки. Более совершенными являются электрокаменки, в которых вентиляционный воздух не проходит через толщу камней, а свободно обтекает каменную засыпку между двумя кожухами и нагревается дополнительными электронагревателями. При этом камни нагреваются до 350-450° С, а воздух — до 100-120° С. Увеличивая число камней в засыпке, можно повысить запас накапливаемого ими тепла для получения пара. Для парильни с сухим паром масса камней может быть минимальной. Многие зарубежные конструкции электрокаменок предусматривают возможность изменения массы камней в 10-12 раз (например, для средней по размерам каменки — от 5 до 60 кг). Такая система раздельного нагрева каменной засыпки и воздуха с регулированием массы камней называется системой мягкого нагрева. Преимуществом такой системы является также то, что воздух не контактирует с раскаленными камнями и не приобретает неприятный запах из-за пригорания пыли, постоянно содержащейся в воздухе.

Для обеспечения удобств и безопасности пользования электрокаменки необходимо оборудовать регулятором температуры, ограничителем температуры, который отключает электронагреватель при достижении температуры воздуха в помещении 140° С, и реле времени, которое отключает электронагреватель через заданное время непрерывной работы (до 5 ч).

Конструкция таллинской печи-каменки. Отличительной ее особенностью является то, что вторичный воздух поступает в верхнюю зону камеры сгорания через щели в корпусе, а дымовые газы поступают в каналы вокруг бункера для камней и выходят в дымоход через переднее отверстие. Печь имеет двойные боковые стенки, зазоры между которыми служат каналами для циркуляции и нагрева воздуха. В эти зазоры введена труба, по которой циркулирует нагреваемая в баке вода. Габариты печи 400×505×750 мм. В парильне объемом 10 м3 такая печь создает температуру до 140° С. При большем объеме помещения температура будет ниже.

Переоборудование печи-прачки в печь-каменку. Компактная печь-каменка непрерывного действия может быть получена из печи-прачки. При этом в бак вместо воды необходимо загрузить камни, а небольшое количество воды можно нагреть в ведре, установленном на камнях. Если печь-прачку соединить посредством дымоходной трубы со стальной бочкой, заполненной камнями, получается каменка с большим запасом тепла в камнях и нагретой воды.

Рис. 3. Компактная печь-каменка а – каменка непрерывного действия; б – каменка периодического действия; 1— зольник; 2 – топливник печи-прачки; 3 – бак, заполненный камнями; 4 – ведро с водой; 5 – выходной дымоход; 6 – бак с водой; 7 – бочка, заполненная камнями; 8 – дверка для пара

Основным недостатком таких печей является интенсивное излучение тепла через тонкие стенки топки. Этот недостаток можно устранить путем обложения топки кирпичом снаружи с оставлением зазора для циркуляции воздуха. Такие тонкостенные каменки недолговечны.

Самодельные печи. Самодельные печи сваривают из листов стали толщиной 3-5 мм. Представлены некоторые конструкции таких печей для парильни объемом до 12 м3. Высота топки у печи 25-40, ширина 35-50, длина 40-60 см. общая высота 60-80 см. Масса загружаемых камней — до 150 кг. Размеры печи и масса камней зависят от объема парильни. Для удобства изготовления и более полного использования тепла отводящий дымоход пропускают через каменную засыпку. Для ускорения нагревания камней поддон для них можно выполнить в виде бункера с наклонными стенками, омываемыми горячими дымовыми тазами.

Печи с двойными стенками. Наиболее совершенны печи с двойными стенками. Зазоры между ними используют в качестве емкости для горячей воды. К ней можно подключить через трубки дополнительный бак с водой, установленный рядом с печью или моечной. Печь с двойными стенками обогревает баню в основном за счет конвекции воздуха. Для усиления конвекции одну или две стенки выполняют с воздушным зазором, открытым и снизу, и сверху.

Преимущества металлических печей-каменок непрерывного действия, как заводского, так и индивидуального изготовления. Они занимают мало места, быстро поднимают температуру в парильне и позволяют приступить к мытью уже через 20-30 мин после начала топки.

Рис. 4. Печи-каменки Т‘встроенным баком для воды а – каменка с одинарными стенками; б – каменка с боковой стенкой в виде бака для воды; в – каменка с баком для воды и воздушным зазором в стенке

Они гигиеничны, безопасны в отношении отравления угарным газом, не требуют частого ухода. По этим причинам большинство бань на садовых и дачных участках оборудуют именно такими печами. Конструкции их многообразны. Иногда они сочетаются с варочными печами, установленными в соседнем помещении,— кухне, с печами-сушилками, с системами обогрева теплиц.



Печи в бане - Печь-каменка для бани