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.

При выборе печи для бани некоторые владельцы останавливают свой выбор на наиболее простых и дешёвых вариантах. Это могут быть стальные самодельные или чугунные покупные агрегаты. Но многие предпочитают соорудить в бане традиционную кирпичную печь-каменку. Для кладочных работ или приглашают печника с определённым опытом работы, или сооружают печь своими руками.

Во втором случае необходимы тщательное изучение технологии кладки, грамотный выбор проекта отопительной установки, проработка порядовок и прочих чертежей. Кроме этого, потребуются навыки работы со строительными инструментами.

Основные правила закладки фундамента

Сооружение банной печи из кирпича начинают с возведения фундамента. Для него готовят котлован, глубина которого должна быть более глубины промерзания грунта. В среднем это – 700 мм.

Внимание! В самой нижней части ширина котлована должна превышать ширину основной выемки. Такая мера позволит избежать проблем, которые могут возникнуть при подвижках грунта.

На дно котлована укладывают плотно утрамбованною песчаную подушку толщиной 150 мм. Песок проливают водой, а затем засыпают его слоем битого камня и кирпича толщиной 200 мм. Сверху насыпают щебневый слой. На основание устанавливают опалубку и укладывают арматурный каркас.

В опалубку заливают подготовленную бетонную смесь. После застывания бетона опалубку снимают. Пространство, в котором находились доски опалубки, засыпают мелким гравием, смешанным с песком. Поверхность фундамента обрабатывают несколькими слоями гудрона. Сверху прокладывают два слоя рубероида.

Подготовка кладочного раствора

Первой возводят стену, называемую защитной. Она служит для предохранения банного помещения от возгорания. Для сооружения этой стены используют кирпич, который скрепляют цементно-песчаным раствором. Для кладки остальных конструктивных составляющих печи используют исключительно глиняно-песчаный раствор.

Внимание! Глина для кладочного раствора должна быть взята на глубине, которая равна или превышает полметра.

В специальной ёмкости глину замачивают водой на одни-двое суток. После этого глину тщательно перемешивают. Очищенный от посторонних включений и просеянный песок смешивают с глиной в одинаковых пропорциях.

Совет! Кладочный раствор считается готовым, если он не имеет комков и обладает консистенцией сметаны.

Не следует готовить раствор сразу в полном объёме, поскольку он быстро густеет, утрачивая свои рабочие характеристики. Поэтому рекомендуется заготавливать глиняно-песчаный раствор небольшими порциями.

Конструктивно по режимам работы кирпичные печи для бани разделяют на следующие виды: отопительные установки периодического и постоянного действия.

Конструктивные особенности печей периодического действия

Печь из кирпича периодического действия – это отопительная установка с закрытой топкой. Для бань, рассчитанных на пользование одной семьёй, она является наиболее распространённым типом отопительных установок. В таких теплогенераторах камни нагреваются дымовыми газами, проходящими через каменку, и самой топкой. Прогрев камней осуществляется в данном случае очень быстро. «Тепловой запас» держится до 2-х суток.

Внимание! В банных отопительных установках с закрытой топкой нижний слой камней прогревается почти до 1000 0 С, верхний – до 600 0 С.

Из-за прямого контакта с дымом камни покрываются слоем сажи. Поэтому пользоваться банным помещением можно только после полного догорания топлива, то есть, через 3-5 часов после растопки. Ценители традиций предпочитают кирпичные печи для русской бани периодического действия за пар с характерным ароматом. Хотя в такой парной в лёгкие её посетителей попадает некоторая порция продуктов сгорания.

Существует ещё один нюанс пользования печами периодического действия. При генерации пара камни всё больше охлаждаются, а пополнение теплового запаса не происходит. Поэтому – чем дольше пользоваться такой парилкой, тем слабее становится пар. Для уменьшения такого неприятного эффекта для 1м 3 парилки необходимо предусмотреть 30-40 кг камней. В целом, в кирпичной печи периодического действия может использоваться до 300 кг камней.

Печи для бани из кирпича постоянного действия

Конструкция теплогенераторов с открытой каменкой более сложная в исполнении. Но пар получается густой и крепкий и, при этом, в банном помещении сохраняется чистый воздух.

В открытой каменке камни складывают над топкой, при этом, они полностью отгорожены от огня и продуктов сгорания. Такие теплогенераторы быстро нагревают помещение, но тепло держат недолго. Поэтому их приходится топить в течение всего времени пользования парной.

Совет! Для повышения скорости нагрева камней на нижний слой добавляют металлический лом – стальной или чугунный.

Установки непрерывного действия требуют камней в два раза меньше, по сравнению с теплогенераторами периодического действия. Слишком толстый слой булыжников плохо прогревается и верхние камни не набирают достаточную температуру дл получения качественного пара.

Соорудить кирпичную печь в баню с открытой каменкой под силу только опытному мастеру, который также поможет подобрать наиболее эффективную конструкцию печи.

Существует несколько способов улучшить прогрев камней при неизменном расходе топлива:

• Сооружение барьера для дыма. Для того чтобы уходящий дым отдал часть своего теплового запаса каменке, по пути его выхода строят барьер из кирпича. Благодаря такому конструктивному решению возле каменки газы замедляются и отдают тепло камням.
• Для максимального контакта разогретого дыма с каменкой полость чаши для камней изготавливают скошенной под углом 45 0 к горизонту.

В кирпичной банной печи Курагина чугунная чаша для камней изготавливается в форме капли. Дым, минуя преграду из кирпича, оказывается в замкнутом пространстве, в котором происходит сильное замедление его движения. Газы почти полностью отдают своё тепло опущенной туда чаше для камней.

Главное место в бане занимает печь-каменка. Она может быть постоянного или периодического действия.

Печь постоянного действия имеет тонкие стенки и небольшой объем камней. Как правило, она может поддерживать температуру от 300 до 350° С и снабжена устройством автоматического контроля и регулирования. Нагревается такая печь с помощью электричества, твердым, жидким или газо-образным топливом. В печи этого типа топочная камера и каналы для дымовых газов отгорожены стальной стенкой или чугунной плитой от каменной засыпки.

Печь периодического действия имеет толстую кирпичную кладку и большой объем камней. Каменная засыпка печи в нижней части может нагреваться до 1100° С, а в верхней – до 500° С. Отапливаются печи такого типа, как правило, дровами. Максимальное получение тепла при минимальном использовании топлива возможно только в том случае, если топливо сгорает полностью. Этому в большей степени способствует использование колосниковых решеток. Через них воздух из поддувала имеет равномерный доступ ко всей поверхности топлива. Повысить КПД печи можно, увеличив объем ее разогревающих частей и уменьшив толщину и теплопроводность стенок.

Главная деталь любой печи-каменки – топливник, который представляет собой камеру для сжигания топлива. В топливниках, предназначенных для твердого топлива, на глубине 30 см от уровня дверцы располагается колосниковая решетка. Стенки топливника должны быть немного скошены, чтобы по мере сгорания твердое топливо скатывалось на решетку.

Под колосниковой решеткой находится зольник, предназначенный для сбора золы и регулирования поступающего в топочное отделение воздуха. Воздух проходит через слой топлива и способствует его полному сгоранию. Усилить или уменьшить подачу воздуха можно с помощью поддувальной дверцы .

Для регулирования тяги в дымоходе или в дымовой трубе устанавливается задвижка. Она закрывается только после того, как топливо полностью прогорит. В противном случае скопившийся в печи угарный газ может привести к тяжелому отравлению.

Камни в каменке лучше положить на решетку из стальных прутьев, расположенную над топливником.

В печах закрытого типа на уровне верхнего ряда камней делается специальная паровая дверца . Она открывается непосредственно перед пользованием парной. Нагреть воду можно в баке или в змеевике . Бак устанавливается в печи, а змеевик – в топливнике.

Самой удобной среди печей постоянного действия является печь-каменка с электрическим нагревом.

Для обогрева бани применяется, как правило, электропечь закрытого типа с металлической коробкой наверху, заполненной камнями. Такая печь способна нагреть воздух до 110–120° С. В сауне количество камней в коробке должно быть минимальным, а в бане с влажным паром – максимальным.

В продаже также отсутствуют печи, работающие на газообразном топливе. Вместо них многие используют конвекторы, калориферы, камины, работающие на сжиженном газе. Но они не в состоянии обеспечить получение высокой температуры. Поэтому в саунах устанавливают обычные печи-каменки с газовой горелкой.

Поскольку газ – это самое пожароопасное топливо, то в печах-каменках постоянного действия чаще всего используется жидкое топливо: печное дистиллированное топливо, дизельное топливо, керосин, мазут, каменноугольная смола, причем зимой – только не застывающие на морозе дизельное топливо или керосин.

В печах-каменках используют два способа распыления и смешения жидкого топлива с воздухом: разбрызгивание капель о дно горелки и испарение с тонкого слоя на дне горелки.

На рис. 60 представлена схема печи по первому типу – с разбрызгиванием. Горелку в такой печи можно сделать из старого поршня двигателя, просверлив в нем несколько отверстий для подвода воздуха и наполнив его камнями. Капельницу нужно установить так, чтобы можно было осущест-влять контроль за поступлением топлива. Трубка, которая соединяет капельницу с топливным баком, должна иметь фильтр и два вентиля: у бака после фильтра для прекращения подачи топлива и у печи для ее регулирования. На рис. 61 приведена схема печи по второму типу – с испарением. Принцип ее действия похож на принцип действия предыдущей печи с той лишь разницей, что топливо в стакан поступает не сверху, а снизу. В такой печи более тщательно должна регулироваться подача топлива, а дно стакана должно быть расположено строго горизонтально.

Рис. 60. Схема печи-каменки с разбрызгиванием топлива: 1 – дымоходная труба; 2 – камни; 3 – топливник печи; 4 – капельница; 5 – глазок; 6 – стакан горелки; 7 – дверка топливника; 8 – вентили; 9 – трубка для подачи топлива; 10 – переливная трубка; 11 – стена помещения; 12 – фильтр; 13 – топливный бак; 14 – сливной бак

Рис. 61. Схема печи-каменки с испарением топлива: 1 – камера сгорания печи; 2 – корпус горелки; 3, 4 – дверки; 5 – отверстие для воздуха; 6 – смесительное кольцо; 7 – залитое топливом дно корпуса; 8 – вентили; 9 – фильтр; 10, 11 – трубки для перелива и подачи топлива; 12 – топливный бак; 13 – регулятор уровня; 14 – сливной бак

Среди импортных печей-каменок, работающих на жидком и газообразном топливе, особого внимания заслуживают «Веста» (Германия), которая выпускается в шести модификациях для парилок разного размера, и более мощные финские каменки.

В России, к сожалению, подобные печи не выпускаются, но вместо них можно приспособить отопительно-варочные аппараты, использующие жидкое топливо, например модели 2403. Печи-каменки, работающие на твердом топливе, выпускаются на Таллинском машиностроительном заводе и на некоторых других предприятиях. В небольшой бане они могут прогреть воздух до температуры 130–140° С. В качестве печи-каменки можно использовать переделанную печь-прачку. Для этого в бак для воды надо наложить камней, а топку снаружи обложить кирпичом.

Но самыми простыми среди печей непрерывного действия считаются самодельные печи из листовой стали с одинарными и двойными стенками. Более удобны печи с двойными стенками, т. к. пространство между ними можно использовать для получения горячей воды.

Самые простые конструкции таких печей представлены на рис. 62 .

Рис. 62. Печи-каменки с встроенным баком для воды: а – каменка с одинарными стенками; б – каменка с боковой стенкой в виде бака для воды; в – каменка с баками для воды и воздушным зазором в стене

Основным достоинством металлических печей является то, что они быст-ро нагревают помещение, безопасны, занимают мало места.

Как правило, печи комбинированного действия делают из кирпича, но они могут быть и металлическими. Работают они чаще всего на жидком топливе. Их можно протопить до пользования баней или при необходимо-сти продолжить топку во время мытья.

У всех кирпичных печей данного типа топка отделена от камеры для камней жаропрочным материалом (чугуном или листовой сталью). Это позволяет получать пар, не прекращая топки.

Самые простые варианты печки-каменки комбинированного действия – без водонагревательного бака – представлены на рис. 63 .

Рис. 63. Кирпичные печи-каменки без водонагревателя: а – с использованием металлического ящика; б – с использованием отработанного котла; 1 – дверка поддувала; 2 – колосниковая решетка; 3 – дверка топливника; 4 – плита; 5 – задвижка; 6 – металлический ящик; 7 – камни; 8 – дверка для пара; 9 – огнеупорные кирпичи; 10 – котел

Но более удобной является печь-каменка с встроенным баком для нагревания воды. Чтобы увеличить или, наоборот, уменьшить скорость нагрева воды, между баком и камнями кладется лист асбестового картона.

Для отапливания дровами лучшими являются экономичные печи-каменки периодического действия. Их единственный недостаток заключается в том, что пользоваться баней с такой печью можно только после полного сгорания топлива, чтобы не отравиться угарным газом.

Компактная металлическая печь без водонагревательного бака представлена на рис. 64 . Толщина ее стенок должна быть не менее 4–5 мм. Такую печь можно легко сделать из имеющейся в продаже печки-прачки и металлической бочки.

Рис. 64. Металлическая печь-каменка периодического действия: 1 – корпус; 2, 3 – дверки; 4 – полка; 5 – колосниковые решетки; 6 – плита; 7 – кирпичи; 8 – камни; 9 – крышка; 10 – стальная решетка

Но все-таки большей популярностью среди печей данного типа пользуются кирпичные каменки. На рис. 65 показаны два варианта такой печи: без водонагревательного бака и с водогрейным котлом.

Рис. 65. Кирпичные печи-каменки периодического действия: а – без водогрейной емкости; б – с водогрейным котлом

Поперечные размеры фундамента должны превышать размеры самой печи на полкирпича с каждой стороны. От фундамента стены его должен отделять зазор, заполненный песком, а глубина котлована должна быть не менее 50 см.

Фундамент для печи изготавливается, как правило, из того же материала, что и фундамент всей бани.

Поверхность фундамента выравнивается цементным раствором и покрывается двойным слоем гидроизоляционного материала.

Для кладки обычно используют обыкновенные полнотелые кирпичи, а для кладки топливника – тугоплавкие (при пользовании дровами) или огнеупорные (при применении остальных видов топлива). Перед использованием обыкновенные кирпичи надо подержать в воде в течение 1–2 минут.

Для кладки из обыкновенного кирпича применяется раствор из глины и песка в соотношении 1: 1. Сначала глину надо замочить водой и через сутки добавить в нее столько воды, чтобы при перемешивании довести до консистенции сметаны. После процеживания в глину добавляется просеянный песок. Вся масса тщательно перемешивается. Раствор для кладки из тугоплавкого или огнеупорного кирпича готовится из глины и шамота.

Расстояние между обыкновенными кирпичами в кладке не должно превышать 4–5 мм, а между тугоплавкими и огнеупорными – 3 мм. Через каждые 4 ряда надо протирать внутреннюю поверхность кладки мокрой тряпкой. Для того чтобы стенки печи были ровными, после второго ряда по углам устанавливают направляющие шнуры с отвесами, закрепив их на гвоздях, вбитых в пол и потолок. Не допускается перевязка кладки из обыкновенного кирпича с кладкой из тугоплавкого или огнеупорного кирпича, т. к. степень их расширения под воздействием высоких температур разная.

В процессе кладки происходит установка металлических деталей печи. Чтобы установить дверку топливника, надо сначала на ее рамке прикрепить лапки из обручного железа, а ее саму обмотать тканью или асбестовым шнуром. Перемычка над дверкой топливника перекрывается в замок. Другие дверки и заслонки крепятся в кладку с помощью проволоки сечением 2 мм.

При установке колосников и плиты над топливником между ними и кладкой необходимо оставить небольшой зазор и заполнить его песком.

Если ваша баня будет отапливаться дровами, то можно ограничиться минимальными размерами топливника: ширина – 25–30 см, высота – 35–40 см; но при возможности высоту топливника рекомендуется увеличить до 50–60 см. Чтобы из печи при открытой дверке не выпадали угли, под топливника должен находиться ниже рамки топочной дверки.

Внутреннюю часть дымооборотов нельзя замазывать глиной, чтобы ее куски при высыхании не отвалились и не попали в дымоход.

Кирпичи верхних трех рядов кладутся плашмя с перевязкой. Если их вертикальные швы совпадают, то ряды следует перекрыть стальными листами.

Печная труба сооружается на массиве всей печи. Выкладывается она, как и печь, в полкирпича и обмазывается цементным или известковым раствором. Высота трубы над крышей должна быть не менее 50–60 см.

Кирпичная труба должна быть удалена от деревянных частей бани не менее чем на 25–40 см в зависимости от того, имеют они противопожарную защиту или нет, а металлическая, соответственно, на 75–100 см.

Кроме того, при установке металлической трубы, все деревянные части крыши и потолка покрываются войлоком, пропитанным глинистым раствором, и обшиваются листами кровельной стали.

Места соединения металлической или асбестоцементной трубы с кирпичной кладкой укрепляются водостойким раствором. Снаружи трубу надо обязательно покрыть теплоизоляционным материалом, чтобы в ней не образовывался конденсат.

На верхний конец трубы желательно установить дефлектор (металличе-ский конус), который защитит ее от попадания дождя и снега и обеспечит подсос газов с помощью ветра.

В завершение работ печь следует оштукатурить одним из следующих растворов, добавив в них по одной десятой части асбеста: гипс, известь, песок в пропорции 2: 2: 1; глина, песок в пропорции 1: 2; глина, цемент, песок в пропорции соотношении 1: 1: 3.

Перед оштукатуриванием поверхность печи надо соответствующим образом подготовить: очистить ее от глины, расчистить швы на глубину 7–10 мм, а затем, хорошо протопив печь, смочить ее водой.

Оштукатуренную печь можно побелить известковым раствором, добавив в него немного глины. Часть трубы, находящуюся на чердаке, белить надо обязательно, чтобы на ней были хорошо видны трещины.

Для каменной засыпки лучше всего подходят природные булыжники, закаленные солнцем и водой, а также камни, имеющие вулканическое происхождение (базальт, гранит и др.). Но можно использовать и камни из кремнистых пород, которые встречаются на берегах естественных водоемов.

Основными критериями для отбора камней должны быть следующие: гладкая ровная поверхность, соответствующие размеры (не менее 10–15 см в диаметре), большая плотность, способность выдерживать высокие температуры, сохранять тепло и не трескаться при контакте с холодной водой.

Крупные камни следует укладывать вниз, а более мелкие – наверх. Чтобы баня нагревалась быстрее, между камнями надо расположить вертикально чугунные чурки или стальные болванки.

Вместо природных камней можно использовать куски битой керамики, фарфора или пережженного кирпича.

Для того чтобы пользование баней доставляло вам только удовольствие, а не являлось источником больших неприятностей, в процессе ее эксплуатации необходимо соблюдать следующие меры противопожарной безопасности.

Деревянные и другие легковозгораемые части бани должны быть изолированы или находиться на значительном расстоянии от горячих частей печи и дымохода. В качестве изоляторов необходимо использовать материалы несгораемые или с низкой теплопроводностью.

Если печь-каменка с толстыми стенками выкладывается на сгораемом основании, то расстояние от пола до дна зольника должно быть не менее 14 см, а до дна дымооборотов – 21 см. У той же печи на несгораемом основании дно зольника и все дымообороты могут находиться на уровне пола.

Каркасные тонкостенные печки должны отделяться от деревянного пола асбестовым картоном толщиной 12 мм и набитой поверх него кровельной сталью. Металлические печи устанавливаются на основание, состоящее из двух рядов кирпичей, лежащих на двойном слое пропитанного глиняным раствором войлока. На полу у топочной дверцы прибивают металлический лист, предохраняющий пол от выпавших из печи углей.

Между печью и деревянной стеной или перегородкой обязательно должен быть зазор в 13 см, а между ближайшим дымооборотом и стеной – 25 см. Зазор между печью и стеной закладывается кирпичом.

Сгораемую стену вокруг топочной дверцы надо оштукатурить или обить кровельной сталью, под которую подкладывается войлок, пропитанный глиняным раствором. Расстояние от топочной дверцы до противоположной стены должно быть не меньше 1,5 м.

Расстояние от сгораемого потолка до верхних перекрытий теплоемкой печи должно быть 35 см для печей с массой более 750 кг и 45 см для печей с массой менее 750 кг. То же расстояние для нетеплоемкой печи должно составлять 1 м. Дымовая труба и дымовые каналы должны отстоять от стропил, обрешетки, металлических и железобетонных балок не менее чем на 13 см, а от деревянных балок – на 25 см.

Крыша в местах соприкосновения с дымовой трубой покрывается железом или кровельной сталью.

Следует своевременно заделывать трещины на печи и дымоходе, а также прочищать дымовые каналы от скопившейся в них сажи.

Порядовки печей | №3 (53) "2011

При создании этой конструкции, которую правильнее было бы называть банной печью комбинированного действия, во внимание принимался тот факт, что применение классических разновидностей данного устройства влечет за собой ряд неудобств.

При создании этой конструкции, которую правильнее было бы называть банной печью комбинированного действия, во внимание принимался тот факт, что применение классических разновидностей данного устройства влечет за собой ряд неудобств. Во-первых, начинать прием банных процедур можно лишь после полного прогорания топлива либо принудительного удаления пылающих дров, дабы избежать возможного угара людей в парилке. Из-за этого температура в каменке существенно падает. Во-вторых, время, на протяжении которого баня остается пригодной для использования, ограничено теплоемкостью печи. И в-третьих, каменная засыпка нуждается в предварительной очистке от сажевых отложений, что достигается за счет «сдачи паром» с последующим удалением сажевого парного облака из помещения.

Предлагаемая же банная печь с турбонаддувом успешно решает две первые проблемы и по большей части устраняет третью. Основными элементами конструкции выступают задвижки шнекового типа, герметично перекрывающие каменку по окончании подготовки к банным процедурам и пускающие дым в обводной канал, и вентилятор, обеспечивающий работу принудительной системы турбонаддува. Наряду с наличием дополнительных дымообротов, дающих возможность эффективно использовать вторичное тепло дымовых газов, такой подход позволяет ускорить нагрев помещения парной и повысить в ней температуру, а также создать более щадящий режим эксплуатации печи при заметной экономии дров. Кроме того, в топочную часть вмонтирован теплообменник (тепловой регистр), который служит для нагрева воды перед ее подачей через кран на каменную засыпку.

При розжиге дров в топке следует открыть задвижки 1, 4 и 5, а когда режим горения установился, задвижку 4 необходимо закрыть. При готовности парной к приему процедур печь переводится в режим холостого хода, для чего придется закрыть задвижку 1 и открыть задвижку 2. После этого при закрытой дверце каменки и открытой задвижке 4 пользователь должен провести очистку каменной засыпки от сажевых отложений, кратковременно открывая кран с горячей водой. Далее задвижка 4 закрывается, полностью изолируя камни от потока дымовых газов, которые будут проходить по обводному каналу, продолжая тем не менее нагревать помещение бани. При падении температуры в парной достаточно вновь подключить резервуар с каменной засыпкой в систему действующих дымообротов, открыв задвижки 1, 3 и 5 при закрытой задвижке 4.

Топочная часть печи выложена из огнеупорного кирпича, причем зазор между внешними стенками топки и внутренней поверхностью основной конструкции составляет 5–7 мм. Необходимая герметичность кладки и мест крепления металлических деталей достигается за счет суперсила - кремнеземного волокна, выдерживающего температуру до 1200°C.

Материалы

Кирпич полнотелый М-200 красный - 540 шт.
Кирпич огнеупорный - 124 шт.
Полоса металлическая (ширина 30–50 мм, толщина 3–5 мм) - 14,4 п.м.
Суперсил - 1 м²
Камень для засыпки - 120–140 кг

Печные приборы

Дверца прочистная - 2 шт.
Дверца топочная 210 x 250 - 1 шт.
Дверца каменки 280 x 250 - 1 шт.
Дверца поддувальная 250 x 130 - 1 шт.
Задвижка печная 130 x 260 - 1 шт.
Задвижка каминная 260 x 260 - 3 шт.
Решетка колосниковая 380 x 240 - 3 шт.
Регистр воздушный (по чертежу) - 1 шт.
Регистр водяной (по чертежу) - 1 шт.
Распылитель водяной (по чертежу) - 1 шт.

Главная » Проектирование » Печи банные периодического действия. Кирпичная печь для бани: особенности конструкций