Cегодня - 21 ноября 2017 года Добро Пожаловать!
КонтактыСамоучительОб автореСтатьиРазделы Главная
ГлавнаяРазделы СтатьиОб автореСамоучительКонтакты
КонтактыСамоучительОб автореСтатьиРазделы Главная

Банная печь - выбор, изготовление, эксплуатация

Пожарная безопасностьПечь для Русской БаниЭксплуатация печи

Выбор банной печи

Реклама Google
       Поиск по сайту

Главная -> Разделы сайта -> Печь для бани -> Печь для Русской Бани -> Выбор банной печи

Ну вот, сруб построен, и, кажется, что основная часть работы уже сделана, ещё чуть-чуть, и мы будем самозабвенно махать вениками...

Однако разочарую торопыг! Работы по созданию бани только начинаются. Ведь Русская Баня - это не совсем материал стен и стоимость отделки, Русская Баня - это, прежде всего, банная печь!

Печь - сердце бани! Я не знаю, кто является автором этой фразы, но она ярко высвечивает суть банной печи.

Давайте-ка определимся, какая печь сможет наших четыре стены превратить в настоящую Русскую Баню. Давайте отбросим всю рекламную чешую, призовём в помощь здравый смысл, термодинамические расчёты и опыт наших предков. Итак, поехали!

Какие обязательные функции должна выполнять печь в отдельно стоящей бане?

1. Обеспечить комфортный температурно - влажностный режим в парилке и других банных помещениях в любую пору года.

2. Обладать достаточной теплоаккумулирующей ёмкостью каменки, чтобы обеспечить комфортное парение вашей семье и гостям (чтобы хватило пара на 12 - 15 человек).

3. Обладать достаточной мощностью с целью быстрого вывода парилки на режим после проветривания (после каждого захода в парилку).

4. Обладать достаточной теплоёмкостью, чтобы просушить все помещения бани в течение суток - двух после банного дня.

5. При необходимости должна готовить 150 - 200 литров горячей воды (80 - 90°C).

Рассмотрим эти пункты подробнее.

1. Банная печь должна обеспечить комфортный температурно - влажностный режим в парилке и других банных помещениях.

Температурно - влажностный режим в парилке:

Финские исследователи в 70-х годах прошлого века доказали, что комфортный температурный диапазон в парилке составляет от 40°C до 65°C. При этих температурах человек и его организм чувствуют себя прекрасно.

Относительная влажность - от 60 до 40%. При желании влажность можно повышать. Но не температуру!

В «Методических рекомендациях по проектированию бань и банно-оздоровительных комплексов» указывается температура в парилке 40°C. Это температура в парилке после окончания топки печи. Во время парения температура повышается до 60-65°C

Этими же исследователями доказано, что температура в парилке более 100°C ОПАСНА ДЛЯ ЖИЗНИ, так как провоцирует развитие онкологических заболеваний дыхательных путей и кожи.

Здесь мы сталкиваемся с первой проблемой банной печи. Нам нужно раскалить каменку весом 300 - 350кг (расчёт см. ниже) докрасна (550 - 600°C) . На это уйдёт 2,5 - 3 часа. И за это время температура в парилке не должна подняться выше 30 - 40 °C. (Каменка - материал, нагревающийся во время топки печи и предназначенный для парообразования - превращения в пар воды, которую выливают на каменку в процессе парения.)

Очевидно, что раскалить каменку весом 300 - 350кг и при этом не нагреть парилку до высоких температур возможно только в том случае, если у печи толстые стенки с низкой теплопроводностью.

Если нагревать такую массу камней в необложенной металлической печи, то за 2,5 часа парилка нагреется градусов до 130!

Температурный режим в других банных помещениях:

В « Методических рекомендациях по проектированию бань и банно-оздоровительных комплексов» указаны рекомендуемые температуры других помещений бани:

В мыльных 30°C.
В раздевалке 25°C.
В душевых 25°C.
В комнатах отдыха 22°C.

2. Банная печь должна обладать достаточной теплоаккумулирующей ёмкостью каменки, чтобы обеспечить комфортное парение вашей семьи и гостей

Говоря иными словами, пара должно хватить на 12 - 15 человек.

Произведём расчёт необходимой массы камней, которая сможет обеспечить выполнение поставленной задачи.

Расчёт массы каменки.

У нас - печь с прямым нагревом каменки, дым и жар идёт через камни, что позволяет их относительно быстро (2,5 - 3 часа) нагреть до температуры выжигания сажи - 550 - 600°C (докрасна).

12 - 15 человек будут париться примерно 4 часа (пропускная способность парилки семейной бани - 4 человека - один заход). С учётом проветриваний (5 раз в час) расход горячей воды (70 градусов) для парообразования составит примерно 10 литров в час.

Найдём количество тепла, которое необходимо затратить при превращении 40 литров воды температурой 70°C в перегретый пар температурой 110°C.

Исходные данные:

Масса воды М = 40кг.
Начальная температура воды T1 = 70 °C.
Конечная температура пара T2 = 110 °C.
Начальная температура каменки -Tк1 = 550 °C.
Конечная температура каменки - Tк2 = 200 °C.
Удельная теплоёмкость камней составляет Скам = 0,84 кДж/кг·°C.
Удельная теплоёмкость воды Св = 4,2 кДж/кг·°C.
Удельная теплота испарения воды при температуре 100 градусов Lв = 2260кДж/кг.
Удельная теплоёмкость пара Сп = 1,5 кДж/кг·°C.

Тогда,

Количество тепла, необходимое для нагрева 40 литров воды с температуры 70 °C до температуры 100 °C.

Qнагр = Св·M·(Tкип-T1)= 4,2 · 40· 30 = 5040 кДж;

Количество тепла, необходимое для испарения 40 литров воды при температуре 100 °C.

Qисп = L·M = 2260· 40 = 90400кДж;

Количество тепла, необходимое для нагрева 40 килограмм пара с температуры 100 °C до 110 °C.

Qпар = С·M·(T2-Tкип)= 1,5 · 40· 10 = 600 кДж;

Тогда общее количество тепла, которое необходимо затратить для превращения 40 литров воды температурой 70 °C в перегретый пар температурой 110 °C составит:

Q = Qнагр + Qисп + Qпар = 5040 + 90400 + 600 = 96040кДж;

Итак, общее количество тепла для парообразования составляет 96040кДж.

Найдём количество камней, которые, остывая с 550 до 200 градусов, выделят найденное количество теплоты - 96040кДж.

Теплоёмкость камней составляет Скам = 0,84 кДж/кг·°C, один кг камней, остывая с 550 до 200 градусов, выделит количество тепла:

Qкам1кг = 0,84 · 1 · 350 = 294 кДж

Тогда общее количество камней составит:

М кам = Q/Qкам1кг = 96040/294 = 326 кг.

Вес каменки, обеспечивающий комфортное парение 12-15 человек, составляет 326 кг.

Кстати, учитывая то, что объём парилки семейной бани примерно 12м³, расчёт примерно соответствует данным, приводимым в некоторых источниках - 30-35 кг камней на один кубический метр парилки.

Очевидно, что банная печь не может быть маленькой, так как 326 кг камней займут много места.

Если в бане постоянно парится меньшее количество людей, то и вес каменки можно пропорционально уменьшить.

3. Банная печь должна иметь достаточную мощность для быстрого вывода парилки на режим после проветривания.

Парилку желательно проветривать после каждого захода.

Данный пункт перекликается с пунктом 2. Вообще мощность печи зависит от веса камней (каменки) и температуры их нагрева.

Если наша печь - это кирпичная печь с прямым нагревом камней (при топке дым и жар проходят через каменку), то при рассчитанной в п.2 массе каменки и температуре в 550 - 600 градусов, такая печь получается самой мощной.

Если наша печь - это кирпичная печь с косвенным нагревом камней (при топке дым и жар греют металлический лист, на котором выложена каменка), то при рассчитанной в п.2 массе каменки печь по мощности почти в два раза меньше, чем первая из-за того, что в такой печи нагреть камни выше 400 градусов - проблематично. Если мы любим париться интенсивно, то с такой печью процесс затягивается надолго, так как после каждого захода приходится ждать, когда камни вновь нагреются. Такие печи - непрерывного действия, т.е. топят их и в процессе парения. Применение таких печей имеет смысл только в общественных банях.

Несмотря на не прекращающуюся рекламную шумиху вокруг металлических печей, их в учёт я не беру вообще, потому, что из-за своей тонкостенности, маленькой мощности (максимальная засыпка камней - 100кг) их можно рассматривать только в качестве учебного инвентаря новичков, причём ненадолго, так как новичок перестанет быть таковым через два-три месяца еженедельного посещения парилки. Кроме того, металлическая печь ни обогреть, ни просушить отдельно стоящую баню в холодное время года не сможет.

4. Банная печь должна обладать достаточной теплоёмкостью для просушки всех помещений бани в течение суток - двух после банного дня.

Это - очень серьёзный вопрос, на который вначале практически никто не обращает внимания.

И совершенно напрасно!

Если регулярно не просушивать вашу баню, то уже через годик в бане появится плесень, грибок, начнутся процессы гниения деревянных конструкций. А ещё через год в вашей бане не только париться, а даже просто находиться будет вредно для здоровья, так как все эти процессы выделяют огромное количество вредных веществ. Как признаются несчастные жертвы железно - печного маркетинга, за год доска толщиной 6 см превращается в труху. И самое плохое заключается в том, что бороться со всей этой гадостью, после того, как она развилась, практически невозможно.

В Рунете масса предложений по защите дерева в бане различными химическими препаратами. Однако, использовать антисептики в бане я бы категорически не рекомендовал! Антисептики - это ядохимикаты, пары которых в бане легко всасываются через кожу и благополучно поступают в вашу кровь. Кровь разносит эти яды по всем клеточкам вашего тела. Мне кажется, что комментарии излишни!

Единственное безвредное лекарство от плесени, грибка, процессов гниения - это своевременная просушка деревянных конструкций. Если влажность древесины меньше 19%, то заражение ей не грозит. Поэтому, береги честь смолоду, а баню суши постоянно.

Давайте примерно прикинем, какую массу должна иметь печь, для того, чтобы в течение суток зимой просушить баню площадью 20 - 25 м².

Расчёт массы печи.

Исходные данные:

1. Практика показывает, что зимой за первые сутки внешняя поверхность остывает на 60 градусов - с 90 до 40 градусов, внутренняя на 300 градусов - с 450 до 150 градусов . Усреднённую температуру остывания возьмём как среднее арифметическое - 105°C.
Теплоёмкость кирпича - Скирп = 0,92 кДж/кг·°C.

2. Во время парения расходуется 40 литров воды. Пар, полученный из неё, частично поглощается деревом стен, потолка (примерно 40%), частично уходит через вентиляцию. При пользовании душем, при помывке вода расплёскивается и также впитывается деревянными поверхностями - ещё примерно 5 литров. Итак, общее количество воды, которое нам нужно высушить за эти сутки составит примерно 20 литров. Удельная теплота испарения воды при температуре 30 градусов
Lв = 2428кДж/кг.

3. В холодное время года велики теплопотери через стены, потолок, пол. Рассчитаем их.

Общие теплопотери:

Qобщ = Qстен + Qпотолок + Qпол + Qокна,двери;

Рассмотрим каждый компонент по отдельности.

Теплопотери через стены:

Qстен = Fстен·(Твнутр - Тнар)·λ/Dстен;

где,
Qстен - теплопотери через стены;
Fстен - площадь стен;
Твнутр - Тнар - разность между внутренней и наружной температурой (Твнутр = 30°C; Тнар = минус 20°C);
λ - теплопроводность стен (λсосна = 0,15 вт/м²·°C )
Dстен - средняя толщина стен;

Qстен = 44·50·0,15/0,2 = 1650 вт;

Теплопотери через потолок:

Qпотолок = 0,9 · Fпотолок·(Твнутр - Тнар)·λ/Dпотолок;

где,
Qпотолок - теплопотери через потолок;
0,90 - поправочный коэффициент для чердачной крыши.
Fпотолок - площадь потолка;
Твнутр - Тнар - разность между внутренней и наружной температурой (Твнутр = 30°C; Тнар = минус 20°C);
λ - теплопроводность утеплителя (λ минваты = 0,05 вт/м²·°C )
Dпотолок - толщина утеплителя;

Qпотолок = 0,9 · 25·50·0,05/0,18 = 312 вт;

На самом деле теплопотери будут чуть меньше, так как с целью упрощения расчётов, мы не учитываем доски потолка и пола чердака.

Теплопотери через пол:

Qпол = Fпол·(Твнутр - Тнар)·λ/Dпол;

где,
Qпол - теплопотери через пол;
Fпол - площадь пола;
Твнутр - Тнар - разность между внутренней и наружной температурой (Твнутр = 30°C; Тнар = 5°C);
λ - утеплителя (λпенопласт = 0,05 вт/м²·°C )
Dпол - толщина утеплителя пола;

Qпол = 25·25·0,05/0,05 = 625 вт;

Теплопотери через двери и окна:

Qокна,двери - теплопотери через окна и двери, Qокна,двери = 220вт;

Тогда
Общие теплопотери:

Qобщ = 1650 + 312 + 625 + 220 = 2807 вт.

Переведя в кДж, имеем: 10 105 кДж;

Тогда,
Общие суточные теплопотери составят Qобщ в сутки = 10 105·24 = 242 520 кДж;

Методика расчета теплопотерь здания взята по СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» приложение 9. Коэффициенты теплопроводности строительных материалов взяты по СНиП 2-3-79 «Строительная теплотехника» приложение 3.

На испарение 20 литров воды при температуре 30 градусов необходимо затратить:

Q исп = L · M = 2428 · 20 = 48 560 кДж;

Тогда суммарное тепло, необходимое для возмещения теплопотерь и просушки помещений бани за сутки составит:

Q = Q исп + Qобщ = 242 520 + 48 560 = 291 080 кДж

1 кг кирпича при остывании на 105 градусов выделяет:

Q кирп = C · M · (T2-T1) = 0,92 · 1 · 105 = 96,6 кДж

Необходимое количество кирпича:

М кирп = Q / Q кирп = 291 080/96,6 = 3013 кг;

Для просушки отдельно стоящей бани в зимнее время года площадью 20-25 м² необходимо 3013 кг кирпича = 860 кирпичей.

Очевидно, что просушить все помещения бани в холодное время года сможет только массивная кирпичная печь.

Убедившись в неспособности металлических печей организовать нормальную баню, народные умельцы обкладывают их камнем или кирпичом (саркофаг) или делают кирпичный щиток для аккумуляции тепла, которое выходит в дымоход. На саркофаг или щиток уходит около 200 кирпичей, что составляет примерно 700кг.

Однако, этого количества явно недостаточно для просушки бани.

5. Банная печь должна при необходимости должна готовить 150-200 литров горячей воды (90-95 градусов).

Последнее время получила распространение тенденция приготовления горячей воды при помощи электрических водонагревателей. Это просто, дёшево, позволяет без каких-либо проблем организовать тёплый душ.

Если электричество или водопровод в бане отсутствует, тогда приготовление горячей воды осуществляется путём циркуляции воды через специальную трубу (регистр), которая располагается в дымообороте (дымоходе) печи. Регистр соединяется с баком горячей воды, который находится в моечной. Холодная вода находится рядом в другой ёмкости (в другом кране).

Итак, подробно рассмотрены все обязательные функции, которые должна выполнять печь в отдельно стоящей бане. С целью разрешения некоторых спорных вопросов, сделаны термодинамические расчёты.

На основании вышеизложенного, я вынужден сделать вывод:

Организовать Русскую Баню, создать здоровые, полезные для организма, комфортные условия принятия банных процедур сможет только кирпичная печь с прямым нагревом каменки.

Любой заядлый парильщик подтвердит мои выводы на основании личного опыта.

У нас в Белоруссии до сих пор функционируют общественные бани. Например, в нашем стотысячном городе работают три общественные бани с классными кирпичными печами прямого нагрева, вес каменной засыпки - несколько тонн. Поэтому мы можем сравнивать и делать выводы.

И в тоже время во многих областях России люди кроме железных печей ничего другого не видели, а, значит, понятия не имеют о том, что такое настоящая Русская Баня. Парадокс! Россия, родина замечательной Русской Бани - во власти железных эрзац - печей! Вот уж, действительно, нет пророка в своём отечестве!

Пригодилась информация, опубликованная на этом сайте?
Вы можете отблагодарить автора за проделанную работу!

Вам пригодилась информация, опубликованная на этом сайте?
Здесь можно отблагодарить автора за проделанную работу.

Пожалуйста, поделитесь этой статьёй с друзьями!


Google

Copyright © 2012-2017 Валерий Самович