Банная печь постоянного действия из кирпича. Кирпичная печь-каменка периодического действия

КИРПИЧНАЯ КЛАДКА Применяют в основном для кладки фундаментов и стен. Может быть толщиной в 1/2, 1, 1 1/2, 2, 2 1/2, 3 и более кирпичей или соответственно 120, 250, 380, 510, 640, 770 мм. Толщина кладки зависит от назначения конструкции и местных климатических условий. Выполняется на различных

6.2. Классическая кирпичная Собственно классическая кирпичная печь-каменка рассмотрена в разделе, посвященном проектированию бани, поскольку там и предлагается проектировать, т. е. «плясать от печки». Аналогичных конструкций много и в соответствующей литературе. Кладка

Компактная печь-каменка Компактная печь-каменка (рис. 12) непрерывного действия может быть устроена на основе так называемой печи-прачки. Для этого в бак вместо воды необходимо загрузить камни, а нагрев воды можно производить в ведре, установленном на камнях. Печь-каменка

Металлическая печь-каменка, совмещенная с кухонной печью Размеры металлической печи-каменки, совмещенной с кухонной печью, составляют 40 х 50 см. При ее работе температура в парилке может поддерживаться до 100 °C. Для устройства таких печей не требуется много места, они

Малогабаритная печь-каменка с верхним размещением бака Довольно распространенной является малогабаритная печь-каменка с водогрейным баком (рис. 15, 16). Объем камеры для камней и вместимость бака составляют по 40 л. Бак располагается на плите рядом с камнями. Регулирование

Малогабаритная печь-каменка с нижним размещением бака Конструкция малогабаритной печи-каменки с нижним размещением бака (рис. 17, 18) отличается от других малогабаритных вариантов печей большей длиной топки и вместительным объемом камеры для камней (50 л). Кроме того, у нее

Печь-каменка для небольших семейных бань В небольших банных строениях достаточно устройства одной печи, которая должна быть расположена в центре бани таким образом, чтобы ее большая часть с каменкой находилась в моечном помещении (рис. 19, 20). Для возведения печки

Печь-каменка без водонагревателя При устройстве печи-каменки без водонагревателя (рис. 21) в качестве непроницаемой перегородки можно использовать металлический ящик или чугунный котел.Камни будут очень быстро нагреваться, так как его поверхность омывается горячими

Универсальная печь-каменка конструкции А. Суздальцева Универсальная печь-каменка конструкции А. Суздальцева (рис. 24) имеет внутренний топливник и присоединенную к нему камеру с засыпкой из камней, отгороженную чугунной плитой. Водонагреватель представляет собой

Типы КЭМбН(Ж" Кирпичные банные печи (каменки) бывают двух вдов: пе­риодического и непрерывного д ействия. Традиционные русские бани отапли - вались исхлюштелыю каменками пе­риодического действия 8 старину они были без дымовых труб и топигось «по - черному. С дымовыми трубами камен­ки начали строить лишьсХШ еекаибани стали топить «по-белому».

Каменки периодического действия во время банных процедур топить нельзя. Вместе с паром из каменки в помещение будет поступать и дым. Такие печи перед банными процеду­рами топят пять-семь часов и даже более. Булыжники, прогреваемые от­крытым огнём, накаляются до 900С. и пар из каменки поступает «сухой«, целебный и легко переносимый.

Каменки непрерывного действия, в которых булыжники помещаются в изолированные метаптмеские ёмко­сти. появились сравнительно недавно. Преимущество таких печей в том, что ж можно топитьи во время банных проце­дур, а неоостаток - что камни, отделён­ные стенками ёмкости от открытого ог­ня. не прогреваются выше КО С Гіар в таких каменках получается - сырой», об­жигающий тело человека.

Противопожарные мероприя­тия. При устройстве каменки пери­одического действия необходимо помнить, что эта конструкция - са­мая пожароопасная из всех бытовых печей. Тонна булыжника, раскалён­ного до 90С-С, и кирпичная кладка в три-четыре тонны, нагретая до высо­кой температуры, представляют со­бой большую потенциальную опас­ность. Чтобы не случилось беды, при строительстве каменки необходимо соблюдать правила противопожар­ной безопасности. Правда, специ­альных правил для каменок нет. Бо­лее того, в последнее время были сняты некоторые запреты и ограни­чения и бани стали строить, как кому вздумается - необьятных размеров, в два этажа, с камерами каменной за­сыпки на две тонны и т. д. А это, на мой взгляд, - недопустимо.

Особенности конструкции и клад­ки каменки. Печи-каменки имеют конструктивные отличия от других пе­чей бытового назначения. Так, в них не предусмотрены нисходящие дымоход ы и. если печь имеет большие размеры, появляется - незанятое» пространство слева и справа от поддувала. Целесо­образно использовать его для устрой­ства сквозных ниш-каналов, чтобы хра­нить в них кочергу, щипцы и другую утварь. Они, кроме всего, увеличивают геплоотдасщую поверхность печи.

Чтобы в топливник, который у каменок делают больших размеров, поступало достаточно воздуха для горения дров, поддувало и поддувальная дверка тоже д олжны быть достаточных размеров.

Для более свободного поступления воздуха в топливник колосники луч­ше укладывать вдоль поддувала. Но 8 продаже трудно найти колосники на всю длину (глубину) поддувала, поэ­тому часто приходится укладывать ко­роткие решётки поперёк поддувала.

Топливник и камеру каменной за­сыпки футеруют шамотным кирпичом, который лучше класть на мертель (рас­твор из шамотной глины и шамота со специальными добавками) с отступом от наружных стенок печи 8- Ю мм. От высокой температуры футеровка будет расширяться, но зазор защитит наруж­ные стенки печи от растрескивания. Вместо шамота (шамотной - крупы-) применять песок не следует. От высо­кой температуры он разрушается.

Топливник устраивают так, чтобы его высота от колосников поддува­ла до закладки булыжника составляла 8-9 рядов кладки (56-63 см). Нельзя уменьшать это расстояние, приближая булыжник поближе к огню для более интенсивного нагрева камней. В этом случае результат получится обратный.

Дело е том, что при горении дров самая высокая температура - на веришне пламени. При неболь­шом расстоянии вершина пламени упрется в булыжники, на них произойдёт понижение темпера­туры пламени, а несгоревшая сажа осядет на поверхностях камней и в щелях между ними.

Кладка арок. Одна из проблем при устройстве больших каменок - устройство колосников, на которых располагаются камни. От высокой температуры и тяжести булыжника колосники постоян­но деформируются и выходят из строя. Деформироваться могут даже железнодорожные рельсы, уложенные вместо колосников.

В каменке вместо колосников лучше делать кирпичные арки (или свод с отверстиями), на кото­рые можно положить отрезки рельса. Это создаст надежное основание для каменной засылки.

Перед кладкой арки или свода по подготовленной опалубке на постелях кирпича для лучшего сцепления делают насечки. Затем кирпич протирают или моют, кратковременно погружая его в во­ду. Нужно помнить, что шамотный кирпич сильно мочить не следует.

Сначала кирпич укладывают без раствора - для - пристрелки*. При кладке на растворе кирпичи осаживают, слегка пристукивая резиновой киянкой, а замковый осаживают более тщательно. Рас­твор должен быть средней густоты.

Через час-полтора опалубку необходимо разобрать, а на арку положить 3-4 кирпича. Арка вслед­ствие этого получит предварительное напряжение, чтобы в дальнейшем выдерживать нагрузки от каменной засыпки. Раствор в швах между кирпичами такой арки будет плотным и прочным, асама она прослужит долго.

Если сложенную арку оставить на опалубке на неделю или дольше, из-за большой усадки кла­дочного раствора нарушится монолитность кладки (глиняный раствор имеет объёмную усадку до 5%.) Между кирпичами арки образуются невидимые для глаза щели. Чем дольше арка будет оста­ваться на опалубке, тем слабее она будет.

Камера каменной засыпки. Размеры окна для выхода пара из камеры каменной засыпки сле­дует предусмотреть такими, чтобы можно было при необходимости пролезть через него в каменку

Расстояние от рельсов до окна делают не более 50 ем (семь рядов кладки). Это обусловлено тем, что верх за­кладки булыжников всегда должен быть на уровне или ниже полка в парилке. Чем ниже источник пара, тем эф­фективнее он будет использован. Кроме дверки в окне необходимо устанавливать и внутреннюю заслонку. Бла­годаря ей стена парилки, противоположная окну, будет меньше нагреваться, а в камере лучше сохранится тепло. Для более интенсивного нагрева засыпки стенки камеры

Можно облицевать листами огнестойкой стали. Это дорого, неэффективно.

Общую высоту камеры делают с расчётом, чтобы между вер­хом засыпки и сводам (перекрышей) было не меньше четырёх рядов. При меньшей высоте будет трудно плескать воду на даль­ние кат/ни. Перекрышу камеры каменной эаеммт всегда устра­ивают на один-два ряда выше перемычеи окна камеры. Эта часі ь камеры является дамооборником - во время растопки каменки он не позвогит дыму пронткать в помещение парилки.

Между сводом и рядами основного перекрытия печи необ­ходимо оставить осадочный зазор в один ряд кладки. Зазор используется и как дымоход к дымовой трубе, позволяющий устанавливать ее на любом утлу печи.

Потолочная разделка. Самое опасное в пожарном отноше­на место в парилке-потолок вс»руг дымовой трубы. Чтобы это место излишне не иаі ревалось. трубу в тлеете прохода овозь по­толок кладут с более толстьми стеюзми - с іоіолоіной раздел­ает. Для каменок топцинэ стенок трубы здесь предусматривает­ся 38 см илт же 25 см - с дополнительной тсплоиэоля$*й.

Наружные размеры разделки трубы составляют 76x76 см. Но в месте прохода трубы в потолке устраивают проем боль­ших размеров - 86x86 см. Зазоры в 5 см с каждой стороны между кирпичом и материалом потолка заполняют базальто­вой ватой или другим несгораемым материалом.

Обычный кирпич начинает разрушается при температуре 700"С, поэтому потолочную разделху лучше класть из ша­мотного кирпича.

Для большей декоративности некоторые детали печи (расширение в нижней части, юбку, элементы разделки) можно сделать из кирпичей, отличающихся от остальных по цвету.

Жизнь в деревне зимой - это посто­янная забота о тепле в доме. И многое зависит от того, как работают отопи­тельные агрегаты. У большинства людей это обычные дровяные печи, представ­ляющие собой внушительные сооруже­ния из большого количества кирпича и глины. И задача сводится к тому, чтобы как можно сильнее разогреть это соору­жение и как можно дольше поддержи­вать его тёплым. Если печь остынет, по­требуется много труда, дров и времени для того, чтобы её снова разогреть.

Другой вариант - печи из металла. Так называемые "буржуйки, тепло на­чинают давать быстро, но так же бы­стро остывают после окончания топки и необыкновенно прожорливы - по­требляют много дров.

8 последние годы появилось много металлических печей новых конструк­ций, которые быстро нагреваются, как и старые - буржуйки-, но гораздо эконо­мичнее их. Процесс горения в этих пе­чах - менее интенсивный и поэтому - более продолжительный.

Достигается он уменьшением подачи воздуха в зону горения - чем меньше его подаётся, тем дольше работает печь при одной закладке дров. При этом не

Происходит перегрева металлическо­го корпуса, что позволяет использовать сталь, а не чугун, и сварку при произ­водстве печей, а запорные устройства делать более точными и герметичными. Да и сама сталь для этих печей стала тоньше, но печи при этом остаются нео­быкновенно долговечными.

Добиться тлеющего режима в тради­ционных кирпичных печах практически невозможно из-за неизбежного в таких случаях задымления помещения. По­скольку тяга при таком горении - сла­бая, дым пойдёт через неплотности в дверцах и местах их крепления, в щели между плитой и кладкой и т. д.

Есть у традиционных печей и другие особенности, которые можно отнести к недостаткам. Так. при их использовании тратится много воздуха, который посту­пает в печь из отапливаемого помеще­ния. При этом тёплый воздух выносится в трубу, а на его место с улицы поступа­ет холодный, что значительно снижает эффективность печи. И чтобы избежать неоправданного расход а тепла, необхо­димо постоянно наблюдать за процес­сом, ЧТОбы ВОвреМЯ ПереКрЫТЬ ДЫ1.ЭД-

Бины топки, а загрузку дров практиче­ски невозможно автоматизировать.

Чтобы изготовить печь, которая бы не имела этах недостатков, я решил выне­сти переднюю часть печки с топочной дверцей за пределы отапливаемого помещения - на улицу. Это сразу снимает пробле­му дымления пе­чи при отсутствии герметичных две­рок - пусть себе дымит на улице. Основная же часть моей металличе­ской печки, герме­тично сваренная, находится в поме­щении.

Топку я сделал из квадратного сталь­ного короба сече­нием 300x300 мм и толщ иной стенок 2,5 мм. Длина короба - 1500 мм.

Один конец короба я глухо заварил сталью такой же толщины, а сверху приварил старый металлический сейф, ключ от которого когда-то был потерян. Предварительно вырезал дно сейфа, а в коробе под ним проделал отверстие соответствующего размера. В верхней части сейфа параллельно коробу при­варил металлическую трубу 0100 мм в качестве дымохода, заранее сделав в сейфе в месте соединения отверстие. Печь практически готова.

Теперь её нужно было установить на место. Для этого в стене дома, соглас­но получившимся размерам печи, я проделал отверстия под топку и дымо­вую трубу, затащил печь в дом и вывел ее незаглушенными концами на улицу. После этого нарастил дымовую трубу и приварил к ней и топке небольшие ме­таллические блоки для автомаптческой подачи дров в топку.

Конечно, ещё необходимо было укре­пить печь, расположив её на некотором расстоянии от пола. Для этого я забил в землю металлические трубы и печь приварил к ним.

Кроме того, к лицевой части пе­чи, выступающей на улицу, на 100 мм ниже пода приварил площадку для легковоспламеняющегося материа­ла. Такое приспособление облегча­ет растопку печи. Сюда, можно поло­жить смятую газету или. не опасаясь пожара, поставить небольшую ём­кость с бензином и т. п. Нужно ска­зать, что мне никогда 8 жизни не при­ходилось до этого так легко и быстро

Растапливать печь - накладываешь в топку мелких щепок, чиркаешь спич­кой - и можно идти заниматься дру­гими делами.

Печь сконструирована таким образом, что при полной загрузке дрова будут мед­ленно гореть, а печь будет давать теп­ло непрерывно в течение многих часов. Обычно я использую отход ы от деревоо­бработки различной длины, но если по­падаются обрезки корене 1500 мм. от­кладываю - ими я набиваю татку с таким расчётом, чтобы они не торчали и можно было плотно закрыть топку. В таком со­стоянии доступ воздуха в зону горения уменьшается, и дрова горят ещё дольше. Как правило, это я делаю ближе ко сну или «ада приходится на продолжитель­ное время отлучился из дома, и контроль за отопительным процессом отсутствует,

Несмотря на то, что печь - металли­ческая, обжечься о неё трудно, так как нагревается корпус не очень сильно. Однако за счёт большой длительности горения печь создаёт в комнатах ком­фортную температуру.

При сильных морозах приходится увеличивать интенсивность горения и как следствие - увеличивать расход дров и уменьшать время между "до­заправками*. Для этих случаев я из­готовил простую систему автоматиче­ской подачи длинномера. Устроена она просто: трос с грузом на одном конце и с крюхом - на другом пропущен че­рез два ролика, приваренных к печи. Длинномер закладываю одним концом в печь до упора, а другой конец заце­пляю крюком. Усилие, создаваемое грузом, позволяет пропихивать длин­номер в топку при его выгорании.

Чтобы снизить вес применяемого груза для работы автоматики, я снача­ла использовал систему полиспастов (подвижных блоков), но со временем отказался от них. При снижении усилия подачи топлива приходилось увеличи­вать высоту, на которую необходимо поднять груз. Например, чтобы подать в топку доску длиной Зм, груз приходи­лось поднимать на 6 м!

Печь получилась многофункциональ­ной. Она не только даёт достаточно теп­ла, но на ней также удобно разогревать пищу, не опасаясь, что она подгорит, а вода на ней сутками остается горячей.

Ещё я храню на моей печи навесные заїдки - «сушу» их. В них никогда не за­мёрзнет влага и их не - заклинит», что часто случается зимой.

Работа над печью не закончена. Ещё предстоит решить вопрос с топочной дверцей и додумать подачу длинноме - ров - пока я для этого использую ока­завшуюся под рухами подставку.

Печи-каменки периодического действия наиболее приемлемы для семейной бани, когда длительность парильного процесса небольшая. Они отличаются большей (приблизительно на 30%), по сравнению с вышерассмотренными вариантами, экономичностью, меньшим временем подготовки банного процесса, так как горячие газы, проходящие через каменную засыпку, гораздо быстрее и сильнее нагреваются. Температура каменной засыпки в ее нижних слоях может достигать 1000°С, а в верхних - 500-600°С. Этой температуры вполне достаточно, чтобы частицы сажи, осевшие на камнях, сгорели. Поэтому атмосфера парилки не загрязняется. В банях, не оборудованных горячим водоснабжением, возможен вариант встраивания специальных регистров для нагрева воды. Примером такой теплоемкой печи, предназначенной для бани на 4-5 человек, является печь конструкции Л.А.Коробанова и Н.И.Самарина (Рисунок и 101), а на рисунке, 103, 104, 105 представлена порядовая кладка этой печи.

Для сооружения печи понадобится:

Кирпич красный................................................... 1240 шт.

Кирпич огнеупорный............................................ 250 шт.

Глина обыкновенная.............................................. 0,35 м 3

Глина огнеупорная с шамотом............................... 120 кг

Песок овражный..................................................... 0,17 м*

Змеевик (регистр) из стальных труб....................... 1 шт.

Топочная дверка 400 х 300 мм................................ 1 шт.

Поддувальная дверка 200 х 140 мм........................ 1 шт.

Прочистиая дверка 130 х 130 мм............................ 1 шт.

Парильная дверка 430 х 360 мм.............................. 1 шт.

Дымовая задвижка 290 х 250 мм............................. 1 шт.

Колосниковая решетка 430 х 250 мм 1 шт.

Полоса стальная 500 х 30 мм................................. 0,75 м

Уголок 50 х 50 х 3 мм............................................. 0,75 м

Печь состоит из топки для дров и закрытой камеры, на дно которой укладывают каменную засыпку. Дымовые газы, пройдя каменную засыпку, попадают в два расположенных сбоку опускных канала и удаляются через дымовую трубу в атмосферу. В верхней части топливника располагают змеевик, в который самотеком подается из емкости вода. При нагревании горячая вода через патрубок поступает в емкость, из нижней части которой более холодная вода перемещается в змеевик. Таким образом при помощи естественной циркуляции за время топки печи нагревается необходимое для мытья количество воды.

Довольно простая конструкция периодической печи из металла показала на рисунке. В данной конструкции не предусматривается емкость для горячей воды, но при

необходимости она может быть встроена. В металлическом корпусе с дверцами на полки из уголковой стали уложены колосники, образующие днище топливника. Для уменьшения теплотой радиации от стенок печи топливник обкладывают огнеупорным кирпичом. Днищем камеры каменной засыпки служит стальная решетка, уложенная на кирпичную футеровку топливника. Если возникает необходимость нагрева воды, то на крышку камеры каменной засыпки устанавливают металлическую емкость с водой. Дымовые газы, пройдя каменную засыпку и омывая крышку, уходят через трубу в атмосферу. Таким образом прогревается и каменная засыпка, и емкость с водой, установленная на крышке.

Металлическая печь может быть и с емкостью для горячей воды. Простейшая конструкция такой печи показана на рисунке. Кожух печи размером 70 х 70 х 170 мм сваривают из листовой стали толщиной не менее 4 мм (так как более тонкая листовая сталь быстро прогорит). По высоте печь разделена на три зоны: нижняя служит топкой, средняя - каменкой, верхняя предназначена для нагрева воды. Для уменьшения тепловой радиации от стен печи зона топливника и каменной засыпки футеруется красным кирпичом, уложенным на ребро. Днищем каменной засыпки может служить мощная колосниковая или стальная решетка, способная выдержать вес каменной засыпки. Вода в емкости с крышкой нагревается дымовыми газами, проходящими через стальной дымоход.

Основная масса тепла дымовых газов отбирается каменной засыпкой, поэтому вода в емкости не доводится до кипения. Пар получают поливанием каменки горячей водой через дверку размером 200 х 200 мм, расположенную сбоку каменной засыпки. Конструкция печи настолько проста, что может быть изготовлена в домашних условиях при условии навыка сварочных работ и наличия необходимого оборудования. на рисунке показана печь с баком для горячей воды конструкции П.МЛысенко, принцип работы которой схож с вышеописанным вариантом.

Оригинальную конструкцию печи-каменки соорудил Б.И.Иванов для своей бани с парилкой 2 х 2 м. За основу печи была выбрана старая, отслужившая свой век, дровяная колонка для подогрева воды (Рисунок и 110). Срезав у колонки верх (на 250-300 мм) и днище, удаляют центральную трубу. В срезанной верхней части

вырезают отверстие под дверку каменки размером 65 х 150 мм, изготавливают из кровельного железа дверку и ставят ее место таким образом, чтобы в процессе эксплуатации печи ее можно было снимать. Колонку подгоняют по высоте парилки так, чтобы верхнюю ее часть можно было при необходимости снять. Над топкой устанавливают мощную металлическую решетку, способную выдержать высокую температуру и тяжесть каменной засыпки. Колонку устанавливают по месту, заполняют камнем и подключают к дымовой трубе. Между колонкой и трубой рамещают дымовую задвижку, чтобы печь медленнее остывала. При устройстве каменки нужно проследить за тем, чтобы дверка для каменной засыпки располагалась таким образом, чтобы исключить ожоги парильщика при поливе каменки водой. Струя пара должна выходить в сторону, противоположную парильному полку. Съемный верх каменки даст возможность периодически вынимать камни для осмотра, чистки и замены.

Металлическая печь-каменка периодического действия конструкции П.И.Михайлова (Рисунок) предусматривает вариант отвода дымовых газов, когда баня уже натоплена, а дрова еще не прогорели. Для этого конструктор заложил дополнительный дымоход, который закрыт в процессе топки бани и открывается только тогда, когда баня протоплена и закрывается основная задвижка. Это делается для того, чтобы в процессе догорания дров дымовые газы, которые уже не имеют большой температуры, не охлаждали камни каменки. Вместе с дымовыми газами уходит и угарный газ, который при закрытой основной задвижке может попасть в помещение парилки. Такое конструктивное решение позволяет сохранить температуру камней и не выгребать угли из печи перед парением. Конструкция печи очень проста и состоит из топки, каменки, основной и дополнительной трубы. Сварена печь из листовой стали толщиной 4-5 мм, так как при меньшей толщине сталь печи быстро прогорит. Под топкой отдельно приварено небольшое поддувало, которое отделено от топливника колосниковой решеткой. Колосниковая решетка из чугуна будет дольше служить, так как слабо подвержена воздействию высоких температур. Между каменкой и топкой тоже устанавливают решетку, которая способна выдержать высокую температуру и вес каменной засыпки. Стенки камеры каменной засыпки можно сделать из более тонкой стали, но в любом случае ее толщина не должна быть меньше 3 мм.

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.

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 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 .

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 35 0-400ºС ) 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.

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=45-65 0 С 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=90-100 0 С 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/м 3 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/м 3 (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 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.