«Банный центр» Офис: 123557, г. Москва, Большой Тишинский пер., д. 26, к. 15-16, подъезд 3, офис 5. Телефон: +7-915-184-3443; +7-916-940-5973; +7-967-274-1318. E-Mail: bannyi-center@mail.ru ICQ: 319429097 Skype: bemon1201

«Банный центр» → Полезные статьи → Разное → Что такое хорошая банная печь?

Какой должна быть хорошая банная печь?

Всё нижеизложенное является личным мнением автора статьи и никоим образом не может претендовать на истину в последней инстанции.

Хорошая банная печь должна удовлетворять максимально широкий круг потребителей, от профессиональных парильщиков до любителей просто полежать-погреться, помыться, постирать и т. п.
Какие требования мы должны предъявить к такой печи, что для этого от неё нужно?

Основных требований всего четыре.

1. Иметь достаточную тепловую мощность и, главное, широкий динамический диапазон регулирования этой мощности.
2. Иметь хороший теплоаккумулятор-парогенератор для создания необходимых режимов.
3. Иметь средства регулирования конвекции.
4. Отсутствие значительных поверхностей с температурой выше 150 градусов.

И это всё, как ни странно. Можно добавить ещё кучу разных дополнительных требований, например, размер топки, наличие регистра-теплообменника и тому подобное, но всё это уже не имеет такого значения.

Рассмотрим подробно эти требования, что имеется в виду под каждым из них.

Во-первых, что значит «ДОСТАТОЧНАЯ» тепловая мощность? Достаточная для чего? И тут нам пора переходить от качественных определений к количественным, к цифрам.
Пусть будет два простых варианта, — мощность, достаточная для прогрева парилки и достаточная для прогрева парилки (до 50 градусов) и смежных помещений за разумное время. Будем считать, что летом (с 20°C) это время составляет 30 минут, зимой (с -10°C) — один час. Кроме этого, несомненно, надо учитывать голый ли это сруб или это каркас (или вагонка, набитая на срубе).

Взяв за основу методику, приведённую тут http://www.forumhouse.ru/threads/127504/, несложно оценить, какая должна быть мощность для прогрева наружной части сруба (вагонки).

Приведу примерные цифры для небольшой парилки, обитой вагонкой - только расход на нагрев (8 кубов, 22 м² общая площадь - стены, пол, потолок) потребует примерно 4 кВт. С учётом затрат на нагрев самой печи, каменки, воды, КПД, эту цифру нужно умножить на 2.5-3, итого 10-12 кВт.
Если парилка - голый сруб, эту цифру нужно умножить на 1.5, т. е. примерно 15-18 кВт.
Если же рассматривать прогрев и смежных помещений, то 10-12 надо умножать на 2, получая примерно 20-25 кВт. Если увеличить время, которое можно потратить на нагрев помещений, то ДОСТАТОЧНУЮ мощность можно уменьшить раза в полтора.

Производители часто приводят рекомендуемый размер парилки именно в кубах, что по сути не верно, поскольку основная затрата тепла идет на прогрев именно стен, а не воздуха. А площадь стен парилки (квадрат линейных размеров) не пропорциональна объему (куб линейных размеров). Это так, к слову, но из этого следует вывод ниже.
Для парилки большего размера мощность, приведенную выше, нужно увеличить в соответствии с поправочным коэффициентом (Объем парилки разделить на 8, полученное число возвести в квадрат и взять из результата кубический корень).

Теперь о динамическом диапазоне. Печь должна иметь возможность менять свою тепловую мощность в максимально широких пределах.
Приведу аналогию с автомобилем.
Пусть есть два автомобиля, один из которых может ездить со скоростями от 5 до 200 км/ч (динамический диапазон 1:40) и другой, ездящий от 20 до 40 км/ч (динамический диапазон 1:2). Понятно, что первый автомобиль лучше, потому что позволяет делать всё, что нужно мне как водителю, а второй плох: 20 км/ч для парковки много, а 40 для трассы мало.
Для печи достаточен диапазон 1:10, т. е., например, она одинаково хорошо должна обеспечивать и 20 кВт, и 2 кВт. Это просто реализуется в электрических и газовых печах, а вот с дровяными намного сложнее.
Каким образом можно регулировать тепловую мощность?
Изменяя количество горючего в единицу времени, изменяя количество воздуха, или сбрасывая лишнее тепло в окружающую среду.
Для дровяной печи первый способ возможен, но работает в ограниченном диапазоне и главное довольно инерционен. Второй способ гораздо эффективнее, и вполне может обеспечить требуемое соотношение, но требует для своей реализации по-хорошему специальных конструкций заслонок, зольников и т. п.
Третий способ применим не к печи, а к бане в целом, когда например мы открываем двери на улицу и выстужаем парную.

Дело в том, что воздух можно прогреть значительно быстрее чем стены. Минимальное время, за которое зимой можно получить что-то подходящее просто зайти погреться - 1 час и это написано. А почему производители используют именно «кубы» — это понятно, посчитать просто и быстро можно в уме. А попробуйте в уме также быстро прикинуть, сколько квадратных метров составляет суммарная площадь стен, пола и потолка в вашей парилке? Затраты на нагрев воздуха пропорциональны объёму, но они относительно затрат на прогрев стен невелики.

Внизу приведена табличка, в которой указаны ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ значения достаточной мощности банной печи (кои никоим образом не могут быть... и далее по тексту:)]) в зависимости от объёма парилки и её типа.

Буквально пару слов комментариев к приведённой выше табличке.

Как узнать тепловую мощность печи, если производитель не указывает её в паспорте? Проще всего это можно сделать так: залезть с рулеткой в печку и посчитать её объем. Мощность печи (имеется в виду обычная колосниковая) пропорциональна объёму топки и примерно равна 0,5-0,6 х Vтопки в литрах. Насчёт коэффициента пересчёта хочу его оценку спросить у конструкторов печей, они наверняка могут его уточнить.

Соответственно, печь с объёмом топки в 30 литров имеет примерную мощность в 15-18 кВт.

Теперь о динамическом диапазоне. Почему он так важен? Смысл в том, чтобы иметь быстрый нагрев вначале и стабильные желаемые режимы (без перегрева) потом. Эксперименты (оценка проводилась по весу дров, сгорающих в единицу времени) с моей печкой показали, что реально достижим диапазон 1:4, в лучшем случае 1:5, что в общем несколько маловато. Именно поэтому не стоит брать печь по принципу «запас карман не тянет».

Вот, пожалуй, и всё по первому пункту. Если что вспомню важного, дополню.

Теперь поговорим о конвекции.

Часто приходится слышать утверждение, что конвекция - это плохо. Это справедливо, но только в процессе парения, и то с некоторыми оговорками. Для прогрева парной до рабочего состояния - конвекция это благо. Если учесть п. 4 об отсутствии высокотемпературных поверхностей, то это получается единственный способ прогрева парной.

В процессе парения незначительная (это важно) конвекция тоже не мешает, а скорее помогает парильщику. Хотя тут много зависит от личных предпочтений.

В любом случае мы приходим к необходимости УПРАВЛЕНИЯ КОНВЕКЦИЕЙ. От почти нуля до максимально возможного для данной печи значения. И чем больше, тем лучше, поскольку в режиме прогрева (максимальной мощности) чем больший объем воздуха будет проходить через печь, тем лучше для печи (меньше перегрев).

Обычные металлические печи, как правило, не имеют, к сожалению, средств управления конвекцией. Определённый шаг в правильном направлении сделал Ферингер в своей Малютке, но, к сожалению, у меня нет цифр для того, чтобы оценить эффективность предложенной им схемы продувки каменки. Имеется в виду объем воздуха и его температура, проходящая через каменку при открытом клапане и соотношение этого объема с нагретым воздухом, проходящем мимо боковых стен печи. Кроме того, у такого решения есть минус - это падение температуры каменки при включенной продувке. Потому на мой взгляд, регулировка конвекции не должна быть связана с каменкой.

Как можно оценить силу конвекции в цифрах? Я бы сделал это по времени, которое проходит от момента поддачи до того момента, когда пирог пара накрывает полок (и соответственно. паруемого). Предлагаю что-то вроде такого разделения. Пирог остался наверху, конвекция равна нулю, накрыло волной пара через 10-15 секунд, незначительная конвекция, 5-10 секунд - средняя, менее 5 секунд - сильная.

Если в печах нет встроенного механизма управления конвекцией, то как быть? Единственное, что приходит в голову, это доработка печи путём помещения её внутрь некоего экрана. Экран может быть тяжёлым из кирпича или лёгким, например из минерита, — главное, чтобы внизу него была дверца (или несколько), открывая и закрывая которые можно реально управлять количеством воздуха, проходящим через печь и сбоку неё.

Итак, единственным средством эффективного управления конвекцией остаётся экран с дверками. Массивный экран из кирпича позволит хорошо просушить парную после банных процедур, но увеличивает время выхода парной на режим и может быть неприемлем, если отсутствует прочное основание под печью. Лёгкий экран из минерита или стекломагнезита не имеет этих недостатков, но малоэффективен как теплоаккумулятор. Решением, на мой взгляд, может быть комбинированный экран. Что имеется в виду? Если печь установлена в углу парной (достаточно распространённый вариант), две стены экрана (разделка и боковая сторона) делаются из кирпича в четверть или половину, а оставшиеся две стороны закрываются минеритом. Это позволит хорошо защитить дерево стен от жара печи и при этом не будет слишком тяжёлым. Подобное решение является компромиссным, но на мой взгляд, вполне разумным.



В установленном виде и обложенная плиткой печь выглядит так:



Перехожу к третьему пункту анализа — «парогенератор-теплоаккумулятор». Вообще говоря, это разные вещи, но достаточно часто их объединяют в одном устройстве, называемом каменка. Я не хотел бы здесь заниматься всеми вопросами классификации и буду рассматривать только такой вариант. Какие должны быть её параметры, чтобы печь была хорошей?

Два важнейших параметра — это температура камней и их масса. Попробуем прикинуть рекомендуемые и минимальные значения этих параметров, исходя из объёма парной.

Температуру минимальную можно прикинуть из диаграммы Юрия Михайловича Хошева, исходя из простого критерия — пар, выходящий из парогенератора (каменки), должен быть невидим (в первом приближении это говорит, что он не содержит капель и следовательно, мелкодисперсный, т. е. лёгкий).

Проведём касательную на этой диаграмме для получения минимально допустимой температуры парогенератора, при которой пар ещё невидим, выбрав в качестве начальной точки прогретую и проветренную парную (температура - 55-60°C, влажность 30-35%). Навскидку минимальная температура будет где-нибудь в районе 150°C.

Какое количество теплоты нужно для выработки пара, обеспечивающего рекомендуемые режимы?

При температуре 60°C каждый «куб» воздуха содержит при 100% влажности 130 грамм воды.

Значит, чтобы из 30% получить 60%, нужно испарить примерно 0.3х130 ~ 40 грамм воды. С учётом поглощения воды деревом парилки, возьмём запас в 2-2.5 раза. Итого будем считать, что на каждый кубометр парилки нам потребуется испарить за сеанс парения до 100 грамм воды. Эта цифра в общем неплохо соотносится с моим опытом.

Для нагрева (с 70°C до 100°C) и испарения 100 грамм воды нам потребуется (2260 + 30х4.2) х0.1 ~ 240 кДж тепла.

Если взять теплоёмкость камня в каменке примерно 0.9 кДж/кг.гр, и считать, что температура каменки при поддачах не должна падать больше чем на 100 градусов, то получим, что такое количество теплоты может быть запасено в примерно в 3 кг камня (из расчёта на «куб» парилки). С учётом того, что подача воды происходит не в весь объём каменки, а только в её часть (назовём её «активная зона»), то придём к выводу о необходимости иметь минимальный вес камней каменки в 4-5 кг на кубометр парилки. Иными словами, выбирая печь под парилку, смотрите, чтобы камней в ней помещалось не менее этой цифры. Насколько я знаю, большинство печей, выпускаемых промышленностью, соответствуют этим требованиям по нижней границе. Особенно это касается печей для небольших парилок, для парилок побольше (>15 «кубов») камней может быть недостаточно.

Рекомендуемый же мной вес составит 6-8 кг на кубометр, это позволит не сильно проседать температуре камней при поддачах.

Что касается температуры камней, то с учётом проседания при поддачах, минимум её составит 150°C + (50-100)°C = 200-250 градусов, причём меньшая цифра относится к более массивным каменкам. Ещё раз отмечу, что речь идёт о приближённых оценках, а что касается температуры камней — это минимум. Есть рекомендации, что чем выше температура камней, тем лучше пар, — не буду с ними спорить, но температура минимум 200-250 градусов обеспечит достаточно хороший пар.

Достигнуть этой температуры на поверхности открытой каменки не просто и плюс ко всему, это приведёт к повышенной конвекции во время парения, что не есть хорошо. Отсюда простой вывод. Или каменка должна быть закрытой, или достаточно глубокой и НЕ ВЕНТИЛИРУЕМОЙ с доставкой воды в её центральную, достаточно прогретую часть через паровую пушку.

Теперь поговорим об ИК излучении и попробуем получить критерии по температуре и площади излучающих поверхностей печи, которым должна удовлетворять правильная печь.

Взяв за основу закон Стефана-Больцмана, можно получить плотность лучистого потока и соответственно рассчитать максимальную температуру излучающей поверхности.

На мой взгляд, для комфортных ощущений голым человеком плотность излучения от печи не должна превышать 500 Вт/м². Считая, что тело в парилке имеет температуру в 45°C и коэффициент черноты = 0.9, такая плотность будет соответствовать температуре поверхности печи в 110°C. В качестве предела взяв мощность Солнца на экваторе в полдень в 1020 Вт/м², получаем около 150°C. Кто лежал в полдень на пляже на юге, тот знает, что это весьма жарко. Это, на мой взгляд, абсолютный предел для значительных излучающих поверхностей (доли и целые квадратные метры). Для небольших поверхностей (десятки и сотни см²) температура может быть существенно выше, но в любом случае не превышать 300-350°C. Источников с более высокой температурой в парной просто не должно быть.

Озвученная цифра по температуре в 150°C подразумевает нахождение НЕПОСРЕДСТВЕННО РЯДОМ с источником излучения. Когда отодвигаешься от него, плотность излучения спадает, поэтому не всё так страшно; тем не менее считаю, что именно 150°C нужно считать за предельную температуру кожуха печи для того, чтобы не испытывать дискомфорта в парилке.

К сожалению, подавляющее большинство металлических печей не соответствуют этим требованиям, а производители очень не любят, когда у них пытаешься их выяснить (для заявленной тепловой мощности). По моим оценкам, эта температура может доходить до 250°C, а это неприемлемо. Выход один, надо мерить эти данные нам самим (выбрав несколько точек на кожухе в верхней и средней части и усредняя показания пирометра) и опубликовывать в Интернете. Буду весьма признателен всем, кто предоставит такую информацию.

Какой же выход? А он лежит на ладони и о нём мы уже говорили чуть выше. Это экран. Он не только позволит справиться с конвекцией, но и отлично заэкранирует ИК излучение. Здесь http://www.forumhouse.ru/attachments/596757/ приведены температуры на поверхности экрана, измеренные мной. Как видно, температура не превышает 140°C в момент прогрева парной (максимально эффективная протопка) и 100°C в режиме поддержания кондиций, когда, собственно, и происходит парение.

Собственно, это всё, что я хотел рассказать. Спасибо всем, у кого хватило терпения дочитать до конца и даже (это высший пилотаж) поразбираться в приведённых формулах. Ещё раз отмечу, что это лично мой взгляд на банные печи, ни в коей мере не претендующий на истину в последней инстанции.

Магазин находится в стадии проектирования

Вы можете связаться с нами в разделе «Контакты» и задать интересующий Вас вопрос...

http://www.dorus.ru/: Банные и отопительные печи, камины