Данная книга поможет выбрать наиболее подходящую печную конструкцию исходя из габаритов бани или сауны, а также разобраться в таких непростых вопросах, как составление схемы печи, выбор материалов и инструментов для ее устройства. Ознакомившись с данным изданием, вы научитесь правильно эксплуатировать печь и поддерживать ее в рабочем состоянии — тогда она прослужит долгие годы.
Введение
В наше время собственная баня или сауна — не роскошь, а привычное явление. Деревянная баня с запахом липы или осины с давних времен считается непременным атрибутом в жизни любого человека.
В правильно возведенной и обустроенной бане приятно париться, в ней надолго сохраняется тепло, а надежная система вентиляции обеспечивает комфортное пребывание.
Печь считается неотъемлемой частью любой бани. Именно она является источником пара и тепла. От того, насколько быстро она прогревается и как долго держит тепло, зависит комфорт банной процедуры.
В настоящее время существует множество моделей банных печей. Они могут работать как на жидком топливе, так и на дровах или газе, а также иметь различные дополнительные функции. Такие печи можно приобрести на заказ в любом специализированном магазине, но стоят они очень дорого, поэтому гораздо проще и выгоднее возвести печь самостоятельно.
Сложенная своими руками печь подойдет под требования именно вашей бани и при правильном уходе за ней прослужит долгие годы. Самостоятельно сделать печь для бани не так сложно. Главное — придерживаться подробных инструкций, изложенных в данной книге. Пошаговые схемы помогут разобраться с технологией кладки печи и устройством дополнительных элементов.
Глава 1
Принцип отопления бани
Главным элементом любой бани является печь-каменка, с помощью которой отапливается помещение, образуется пар и происходит нагрев воды для мытья. Поэтому требования к возведению печей самые высокие. С одной стороны, желательно соблюдать принцип экономии пространства, топлива и времени ее нагрева, а с другой — нередко возникает желание отапливать, помимо парильни, еще и моечную или предбанник, увеличить количество теплой воды, а также продлить время образования сухого пара, что важно для просушки всей бани после мытья. Все это вполне возможно при условии, если конструкция и мощность печи будут соответствовать планировке и размерам бани.
Какой бы ни была конструкция печи, она должна оставаться безопасной. Поэтому при ее возведении необходимо учесть все детали, чтобы в дальнейшем исключить возможность случайных ожогов, возникновения пожара, отравления угарным газом и т. д.
Большое значение имеет способ выделения и отдачи тепла печью. Если будет наблюдаться излишнее излучение тепла, то это первый признак того, что может возникнуть опасность перегрева.
Комфортными считаются условия, когда тепло от печи передается путем конвекции нагретого воздуха. Для этого температура стенок печи должна быть максимально низкой, а способность стен бани отражать тепло — наоборот, как можно больше. В таком случае тепловое излучение на человека будет направлено со всех сторон.
Накапливание запаса тепла происходит в стенках и каменной засыпке печи. Чем толще стенки, тем медленнее происходит нагрев печи, но дольше сохраняется тепло.
Виды печей: краткая характеристика и особенности
Отопительные печи
Отопительные печи используются для обогрева помещения. Они могут быть толстостенными или тонкостенными. Такие печи различаются по теплоотдаче, форме, а также движению дымовых газов.
У стандартной тонкостенной отопительной печи толщина стенок составляет
1
/
4
кирпича. Исключением является топливник, который обычно выкладывают в
1
/
2
кирпича. При периодической топке печи наблюдается резкое колебание температуры стен. Нередко встречаются тонкостенные печи в металлических футлярах.
Температура на наружных поверхностях печи может быть везде одинаковой или же, наоборот, резко колебаться в зависимости от толщины ее стен. Дымоходы в таких печах могут быть различные.
Любая печь, независимо от конструкции, предназначается для обогрева относительно небольшого помещения.
Для нагревания печи, толщина стенки которой составляет
1
/
2
или
1
/
4
кирпича, требуется немного топлива. Для прогрева такой печи понадобится около 50 минут, а для большой конструкции — 1,5–2 часа.
Водогрейные печи
В качестве водогрейных печей нередко применяются стальные или чугунные котлы, которые выпускаются серийно. Они состоят из наборных секций.
Также можно использовать стальные водонагреватели различных конструкций.
Существуют определенные недостатки в установке серийных стальных и чугунных котлов. Их конструктивные элементы, как правило, поставляются заводами по отдельности и сборку приходится выполнять на месте самостоятельно.
Кроме того, чугунные котлы — крупногабаритные и тяжелые. Поэтому для возведения водогрейных печей рекомендуется использовать нестандартные устройства.
Для больших бань лучше всего отдельно установить котлы, а в небольших парных водонагревательные элементы могут быть встроены непосредственно в печь-каменку. В таком случае одна печь сможет удовлетворить все потребности бани и дополнительно сэкономить пространство, занимаемое оборудованием.
Паровые печи
Печь для бани «по-черному»
(рис. 1)
является одной из самых простых. Она состоит из топки для дров и открытой камеры. В такой печи дымовые газы сначала проходят через щель свода, а затем через толщу камня попадают в парильное помещение.
Поливая водой раскаленные камни, можно добиться образования пара. Такую печь-каменку легко соорудить из обычного глиняного кирпича.
Рис. 1.
Печь для бани «по-черному»:
1
— зольник;
2
— колосниковая решетка;
3
— глиняный кирпич;
4
— футеровка огнеупорным кирпичом;
5
— свод;
6
— камни
Печи-каменки
Печи-каменки в зависимости от режима работы бывают постоянного (длительного), периодического и комбинированного действия.
Печи-каменки постоянного действия имеют тонкие стенки, и для их топки требуется небольшой объем камней. Благодаря применению устройств автоматического контроля температура камней на протяжении всего времени их работы поддерживается в пределах 300–350 °C. Для прогрева печи обычно используют электричество или жидкое и газообразное топливо.
При электрическом нагреве температуру можно регулировать путем изменения силы тока в нагревательных элементах. Если печи-каменки отапливаются жидким или газообразным топливом, то температура регулируется путем изменения объема топлива, поступающего в топку.
Необходимо, чтобы такие печные конструкции были оборудованы защитной автоматикой, которая сможет отключить питание печи при внезапном превышении температуры стенок выше допустимой нормы, а также в случае затухания пламени в топке. Использование подобных печей обязательно должно быть согласовано с пожарным надзором.
Выбор топлива для печи
Топка «по-черному» считается пожароопасной. Кроме того, есть и другие недостатки данного метода: стены и потолок бани могут быстро покрыться копотью. Поэтому такие бани в последнее время мало популярны.
Самым лучшим топливом для печи-каменки являются дрова. Но рекомендуется избегать использования хвойных пород. Запрещено применять трухлявые или пораженные гнилью дрова.
Дрова должны быть хорошо просушены и разрублены на поленья с максимальной толщиной 8 см. Их длина должна составлять не более 25–30 см. Идеальным вариантом считаются лиственные породы: береза, ольха, осина и т. д. Оптимальная влажность древесины — около 14 %.
Не рекомендуется использовать уголь, так как процесс регулировки топки затрудняется, повышается температура, что приводит к разрушению внутренней кладки печи, а также ухудшению санитарных условий.
Запрещено использовать в качестве топлива куски фанеры, древесины, покрытой лаком или краской, а также ткань, пластик и другие искусственные материалы.
Способы повышения эффективности печи
Для догорания горючих газов в топливнике необходимо через отверстия в топочной дверке пропустить в него дополнительное количество воздуха. Без такой подачи вторичного воздуха топливо будет сгорать не полностью, что может привести к появлению сажи на камнях и в дымоходе.
В связи с этим наблюдается снижение полезной теплоотдачи, а из-за возгорания слоя сажи в трубах возрастает вероятность возникновения пожара. Когда происходит разогрев топлива, а также в конце топки, когда горение уже не такое интенсивное, в топливник поступает избыточное количество воздуха. Из-за этого с уходящими газами увеличивается потеря тепла. В процессе догорания эти потери могут составить 20–30 %. Для их снижения рекомендуется держать прикрытыми отверстия для воздуха и задвижки на дымоходе.
Добиться повышения коэффициента полезного действия печи можно путем увеличения объема разогреваемых частей (включая камни), а также площади поверхностей, контактирующих с уходящими газами.
С этой же целью можно уменьшить толщину и теплопроводность стенки печи. Для этого рекомендуется использовать металл. Такие меры приводят к более интенсивной теплоотдаче от печи к окружающему воздуху.
Особое внимание следует уделить соответствию топочного объема расходу топлива. Чем больше этот объем, тем больше должен быть и расход топлива. Соблюдение этого требования необходимо для того, чтобы процесс горения был интенсивным, а доля потерь с уходящими газами, наоборот, оставалась минимальной.
Требования к печам
Быстрый режим работы
Для бани и сауны важен быстрый прогрев печи и своевременная регулировка температуры и режима. Быстрый прогрев может обеспечить железная печь для бани с электрическим нагревателем. В этом случае нет необходимости в процессе розжига, нужная температура поддерживается автоматически, к тому же на современных печах ее можно контролировать с помощью специальных индикаторов.
Для обеспечения быстрого режима работы при больших объемах парной рекомендуется использовать металлические дровяные печи непрерывного действия, основным предназначением которых является создание и поддержание температурно-влажностного режима в парном отделении.
Металлическая дровяная печь позволяет поддерживать и регулировать температурно-влажностный режим в широком диапазоне. Она изготавливается из жаропрочной нержавеющей стали с содержанием хрома не менее 17 %.
Конструкция предусматривает повышенную эффективность сжигания топлива. Особенностями металлической дровяной печи, характеризующейся быстрым режимом работы, являются наличие топливника с первичной и двумя вторичными камерами сгорания, калорифера с большой поверхностью, способность догорания топлива во вторичных камерах, а также возможность забора продуктов горения из нижней зоны вторичной камеры сгорания.
Благодаря высокой мощности такая печь способна за короткий срок нагреть большое помещение.
Время нагрева
Продолжительность топки печи должна быть оптимальной. Когда температура стенок печи достигнет максимального значения, установится баланс между теплом, образующимся в печи, и теплом, переходящим в окружающий воздух. После этого продолжать топку печи периодического действия нецелесообразно.
Печь постоянного действия, наоборот, приходится протапливать до тех пор, пока необходима высокая температура камней для образования пара.
В электрокаменках постоянного действия, которые произведены на заводе, нагрев камней происходит благодаря трубчатым электронагревателям, входящим снизу в толщу каменной засыпки. Наиболее подходящими для быстрого нагрева считаются электрокаменки, в которых вентиляционный воздух не проходит через толщу камней, а свободно обходит каменную засыпку между двумя кожухами и нагревается с помощью дополнительных приборов. При этом нагрев камней происходит до 350–450 °C, а воздуха — до 100–120 °C. Увеличив количество камней в засыпке, можно добиться повышения запаса накапливаемого ими тепла для образования пара.
При использовании сухого пара масса камней не имеет большого значения, поэтому она может быть минимальной.
Существует и система раздельного типа нагрева каменной засыпки и воздуха с возможностью изменения количества камней в 10–30 раз. Ее преимуществом является отсутствие контакта воздуха с раскаленными камнями, а следовательно, и отсутствие неприятного запаха из-за прогорания пыли, содержащейся в воздухе.
Мощность
Мощность печи зависит не только от ее типа, но и от других факторов.
Так, на мощность электрокаменки постоянного действия влияют объем парильни, качество теплоизоляции ее стен, а также температура окружающей среды.
Для примера можно вычислить необходимое количество энергии для обогрева парильни. Если допустить, что для 1 м
3
объема парильни потребляемая мощность составляет 0,7 кВт, то при высоте потолка 2–2,2 м для обогрева 1 м
2
площади потребуется 1,4–1,6 кВт энергии.
Размеры
В зависимости от типа и назначения печи могут быть разных размеров.
Размеры стандартной печи-каменки, работающей на твердом топливе, составляют 40 х 50 х 75 см.
Размеры печи-каменки со встроенным баком для воды — 50 х 60 х 80 см.
Размеры печи-каменки непрерывного действия, совмещенной с кухонной печью, — в пределах 40 х 50 см.
При определении размеров печей-каменок следует учитывать, что масса камня и чугунных чушек на 1 м
3
объема парильни составляет 60–62 кг, из них — 80 % камней и 20 % чушек.
Экономичность
Экономия при использовании топлива возможна только при его полном сгорании. Самые подходящие условия для этого создаются при сжигании твердого топлива на колосниковых решетках. При этом воздух проникает к топливу снизу, распространяясь по всей площади топливника через решетку из поддувала. Такой первичный воздух расходуется в основном на окисление горючих компонентов топлива с дальнейшим образованием углекислого газа и паров воды.
Следует проявлять осторожность, так как при повышении температуры из топлива (особенно из дров) начинают выделяться горючие газы, которые догорают в газовом пространстве над топливом.
Углекислый газ при соприкосновении с коксовыми остатками топлива под воздействием высокой температуры начинает восстанавливаться, образуя угарный газ — оксид углерода.
