о бане   банная печь   русская баня		Печь Курина для бани. – Масса Печи от 2,5 до 7 тонн. Её можно делать из кирпича или из талькохлорита (талькомагнезита). – Эта Печь большая по размеру, и полностью занимает одну из стен в Парной бане, чтобы тепло, излучаемое её разогретой поверхностью, однородно заполняло всё пространство Парной. – Каменка отделена от огня и дыма: Печь топится и во время банных процедур - банный день не ограничен, не дышим пеплом. – Топливо: дрова, газ. – Расход дров: 10кг/час – 15 кг/час. – Прогреваемый объём Парной до 60 м³. – Вентиляция Парной производится тягой Печи: воздух для сжигания топлива Печью потребляется непосредственно из Парной – так проветривается Парная. Потребность Печи в воздухе около 50 м³/час. Предпосылки. В конце восьмидесятых годов после постройки пары традиционных, можно сказать аутентичных, печей для русской бани стало понятно, что такая большая, но бездымоходная печь с каменкой «на проход», мягко говоря, не эффективна. Первое, что нам не понравилось в традиционной банной печи – уж больно долго нужно топить, пока нагреется парная. Часов шесть, а то и больше. В самом деле, те традиционные банные печки массивные, толстостенные, с огромной топкой, но не имеют дымоходов - топка, каменка, труба. Всё в трубу. И когда с прямой трубой нагреются две-три тонны кирпича? Второе принципиальное неудобство, это то, что нельзя подтапливать традиционную банную печь во время процедур, иначе дым попадает в помещение парной. А камни довольно-таки быстро остывают, особенно от поддачи пара. Банный день получается ограниченным тем теплом, которое досталось камням только от одной протопки. Запас тепла в массе камней домашней бани в сотню-две килограмм, разумеется, не сравнишь с количеством тепла в двенадцати тоннах раскалённого чугуна, как в Селезнёвских банях. Там эти двенадцать тон накапливают в себе калории в течение целой ночи от мощной газовой горелки. Конечно, этого жара хватает потом всем и на весь день. И ещё, что нам не понравилось, у традиционной банной печи: при поддаче пара с камней срывается пепел, сажа, которые никак не исчезают после прожига печи хоть осиной, хоть ольхой, как то рекомендуют приверженцы бани «на проход». Этим дышим, порой на зубах скрипит, на языке кисловатость. Тогда при наличии более чем двадцатилетнего опыта кладки печей различного назначения, зная и понимая, какими бывают, и какими могут быть печи, и что от них можно ожидать, практически сразу стало ясно, что необходимо конструировать другую, более эффективную печь для бани, как минимум, чтобы работала не в трубу, а на дымоходы. Мы умели к тому времени делать печи, которые довольно быстро нагревали помещение и потом долго хранили в себе тепло, а оно, тепло, в свою очередь, постепенно излучаясь из массы печи, продолжало греть помещение. Прототип. Прототипом новой Печи для бани стала, разработанная авторами много ранее ещё в начале восьмидесятых, отопительно-варочная печь – по сути, шведка, но с отнесенными в бок дымоходами. Обычная отопительно-варочная печь выполняется в виде прямоугольного параллелепипеда: перед пользователем варочная плита, под которой находятся топка и духовка, а с противоположной стороны к топочной части пристроены дымоходы. Печь-тумба Но, если эти дымоходы расположить не за топкой, а сбоку от топки, то задняя стенка топки и стенка дымового канала духовки не будут загорожены кирпичными дымоходами, и станут греть помещение. В свою очередь нижняя часть дымоходов, которая была загорожена топкой и духовкой, теперь тоже открыта и также излучает тепло. Похоже на разворот книги. В результате, у такой печи-стены теплотворная поверхность, которая излучает тепло в помещение, увеличивается практически вдвое, и со стороны топки, и с противоположной стороны. В интерьере домика-пятистенка, вроде дачного, такая печь служит перегородкой между кухонной и жилой зонами. Десятки таких печей с начала восьмидесятых годов зарекомендовали себя многолетней (до сих пор работают) безупречной и эффективной эксплуатацией – надежность тоже очень важный аргумент. Банная Печь-стена. Вот эта идея отнесения дымоходов в бок от топочной части с целью увеличения теплового потока перешла в конструкцию Банной Печи. В том месте, где у шведки с отнесёнными в бок дымоходами над топкой и духовкой установлена варочная плита, в Банной Печи появляется чугунное ложе с камнями – это каменка. К топочной части Печи с новой каменкой пристраиваются сбоку дымоходы. Вместо обычной банной печки в форме тумбы формируется большая Печь-стена. Она и занимает в буквальном смысле одну из стен в Парной Бане. Исходящее с разогретой поверхности тепловое излучение всегда направлено перпендикулярно от этой поверхности (принцип Гюйгенса – из школы). Перед Печью-стеной человек всегда оказывается в тепловом потоке, в каком бы месте Парной он не находился. Здесь как под Солнцем, намного теплее, чем в тени. В этом всеобъемлющем тепле прогрев интенсивный, глубокий, но не обжигающий, не резкий, главное, при относительно невысокой температуре воздуха. Показательно: от теплового излучения смола в сосновых досках пола плавится. Дымоходы. Дымоходы рационально сформированы в стену, которая, в зависимости от конструкции, имеет размер от 4м² до 10м², и прогрета равномерно по всей поверхности. Первые после топки самые горячие каналы опущены до уровня пола, и нижняя часть Печи греется посильнее. Система дымоходов комбинированная: поток дыма из топки после вертикальных ускоряющих каналов замедляется тремя горизонтальными, увеличивая время взаимодействия носителя тепла – дыма с кирпичными (или каменными) стенками дымоходов. Совокупность дымоходов имеет общую длину от 5 до 18 метров. Проходящий по ним дым за это время остывает от более, чем 1000°С пламени до 150°С - 200°С на выходе из трубы, отдает Печи практически всё возможное тепло, в отличие от банной бездымоходной печи «на проход». Температура выходящего из трубы дыма не должна быть ниже 150°С. Если дым холоднее, то его температура близка к атмосферной, особенно в летнюю жару. Тяга в таком случае низкая, скорость движения дыма в дымоходе медленная, горение дров вялое – мощность печи маленькая. Влага, содержащаяся в низкотемпературном дыму, образует конденсат на внутренней поверхности трубы. Необходимая активность, газодинамика в столь длинных дымоходах Печи, другими словами, нужная тяга, обеспечивается шунтами определённых размеров между каскадами дымоходов в верхних перегибах. Сквозь эти отверстия также уходят лёгкие фракции от сгорания топлива, такие составляющие дыма как, например, угарный газ - обеспечивается безопасность. Пары влаги не успевают остыть, не конденсируется. Стоит отметить и пожаробезопасность дыма с температурой 150°С. Использование шунтов в дымоходах позволяет сооружать эффективно работающую теплотворную кирпичную массу, можно сказать, любого размера и любой формы. Толщина стенок дымоходов Печи со стороны парной делается вдвое тоньше, чем с противоположной стороны, со стороны предбанника. Поэтому основная доля тепла от Печи достается парной. Предбанник при этом греется совсем не сильно, как от обычной толстостенной отопительной печи. Топка. Топочную часть Печи – начало дымоходов как самое горячее место, очевидно, лучше размещать, как можно ниже. Окружающий воздух, нагревшись, сам поднимется по закону Архимеда. Поэтому топка Печи максимально занижена и находится на четвертом ряду кирпичной кладки от пода. Обычно топочная дверка делается из соседнего помещения – из предбанника. Размер топки небольшой. Достаточно, чтобы в ней умещалось не более пяти поленьев. Это ограничение обоснованно. В большой по размеру топке одновременно сгорает много дров. Зачем? Ведь для того, чтобы тепло от дыма сквозь кирпич дошло до внешней поверхности печи нужно время, оно определяется теплопроводностью кирпича. От интенсивности горения дров в топке, т.е. от количества одновременно сжигаемых дров, процесс теплопроводности кирпича зависит, но не очень. Поэтому просто поддерживается активное горение дров, и не устраивается домна. Для обеспечения требуемой температуры камней в каменке такого режима сжигания дров также достаточно. Каменка. Чтобы во время парения была возможность топить печь и продолжать греть камни, без ограничения поддавать пар, камни отделяют от огня и дыма, укладывая их обычно в некий металлический короб, размещенный над топкой печи. Обычно такой короб имеет плоское или выпуклое дно, поэтому далеко не все возможное тепло от огня и дыма достается камням. Можно увеличить отбор тепла для нагрева камней, увеличив время прохождения пламени и дыма вдоль поверхности короба за счет увеличения сопротивления движению дыма. Это достигается направлением движения дыма вниз против его естественного стремления. Первые банные печи, где был использован этот эффект, были реализованы с помощью обычной варочной чугунной плиты, расположенной под углом к горизонту (1992 г.). Когда появилась возможность заказать чугунное литье, было спроектировано чугунное ложе для камней. Спроектированное чугунное ложе имеет оригинальную форму и определенные размеры, обеспечивающие нужную газодинамику. Ложе направляет пламя вниз, создавая дополнительное сопротивление движению дыма, и удлиняет путь прохождения огня и дыма вдоль него, благодаря своей вогнутости, в отличие от короба с плоским дном. Увеличивается время прохождения теплоносителя–дыма вдоль днища ложа, значит, больше тепла достаётся камням. Дымовой канал после топки не повторяет форму ложа. Дым под «каплей» ложа (нижняя часть) попадает в полость - просторный кирпичный короб. Этот кирпичный короб имеет гораздо большее сечение для прохождения дыма – там, соответственно, скорость движения дыма снижается. Время прохождения дыма вдоль нижней части ложа ещё больше увеличивается, увеличивается отбор тепла для камней. Кроме того, в просторном коробе при прохождении дыма образуется турбулентность, перемешивание дыма, и при высокой ещё температуре дыма языки пламени достают и дожигают не сгоревшие в топке частицы дыма, что также увеличивает количество тепла, получаемого камнями. В литературе подобную полость называют камерой дожига, полного сгорания топлива. Как результат: в дымоходах незначительное количество серого пепла, чёрной сажи – недогоревшего углерода нет. Полное сгорание топлива, очевидно, полезней и для окружающей среды. В чугунное ложе весом около 100 кг укладывается порядка 150 кг камней. При поддаче пара достаточная глубина укладки раскалённых камней не дает воде достичь чугунной поверхности, а вырывающийся из камней пар еще больше ими нагревается, частицы пара становятся все мельче. Пар получается мелкодисперсным. В мощном инфракрасном потоке, исходящем от печи-стены, пар дополнительно прогревается, будучи плотнее воздуха. В результате, пар мягкий, волна пара долгая. Ложе нагревается в разных местах от 400° до почти 1000°С. Поэтому современное ложе отливается из жаропрочного чугуна, имеет ребра жесткости. Камни в ложе нагреваются до температуры 750-800°С. Первое ложе было отлито в 1994 году. Чугунное ложе оказалось очень эффективным в отборе тепла для камней. Форма и размеры ложа с годами меняются, совершенствуются, однако, не принципиально – проект оказался удачным. Очень хорошо зарекомендовал себя жадеит с его большим удельным весом, высокими теплоёмкостью и теплопроводностью. Следовательно, в нём концентрируется больше тепловой энергии, по сравнению с другими камнями. Кроме того, жадеит не радиоактивен, химически инертен, и с годами практически не разрушается при эксплуатации до 1000°С. Организация вентиляции Печью. Удаляется воздух из Парной с продуктами жизнедеятельности как более тяжёлый из нижней части помещения, а свежий подаётся под потолком. Разработана вентиляция с помощью Печи, используя её тягу. Воздух, который необходим для горения топлива в Печи, а он, действительно, для этого необходим, берётся непосредственно из помещения Парной через специально устроенный канал в поддувале Печи. При этом, понятно, поддувальная дверка со стороны предбанника должна быть закрыта. Так Печь использует воздух для горения топлива только из помещения Парной, а значит, высасывает его из Парной. Если в Парной пол деревянный, то специальный воздушный канал в поддувало для забора воздуха из помещения парной начинается не с пола, а под полом. В этом случае Печь высасывает воздух из подполья. Там давление уменьшается, и потому туда попадает грязный «отработанный» воздух из объёма Парной через отверстия необходимого сечения в полу. Эти отверстия расположены так, что воздух из Парной, стремящийся под полом к поддувалу, продувает снизу весь деревянный пол и балки. Движение воздуха по подполью сохраняется еще долго, пока массивная Печь остывает, и даже, когда она холодная – труба-то работает. Постоянное движение воздуха из помещения в подполье приносит туда тепло. Температура воздуха и конструкций, в том числе деревянных, под полом отличается от температуры поступающего туда воздуха, но не на столько, чтобы появился конденсат, особенно на дереве с низкой теплоёмкостью. Бельё, вспомним, сохнет на ветру даже на морозе, но плохо сохнет в непроветриваемом тёплом помещении. Поэтому какие-либо загнивания, плесень в Парной, или под полом исключены, и прежде всего потому, что движение воздуха по подполью сохраняется постоянно. Этот воздушный поток улучшает теплосбережение в Парной: под полом с ним теплее, чем без него. А грязный воздух, его всё равно удалять, напоследок пользу приносит – греет подпол. Необходимо обратить внимание: для целенаправленного движения воздуха по подполью Парной, оно должно быть максимально герметичным по отношению к другим помещениям и особенно к внешней атмосфере. Исключительно важно предусмотреть противопожарные меры, т.к. воздушный канал входит непосредственно в поддувало, куда ссыпаются мелкие горящие угли, которые могут при переполнении поддувала попасть под деревянный пол. Проветривание подпола через поддувало печью – рецепт, на самом деле, очень старый, современным печником забытый. Процесс горения дров это химическая реакция окисления в основном углерода двухатомным кислородом: С+О₂=СО₂. Или в граммолекулах: 14 гмоль углерода вступают в реакцию с 2x16=32 гмоль кислорода. Т.е. на сжигание 1кг углерода требуется 32/14=2,28 кг кислорода. Концентрация кислорода в воздухе по массе около 23%. Плотность воздуха при 20°С равна 1,2 кг/м³ . Получается 1,2 кг/м³x0,23=0,276 кг/м³ кислорода в одном кубометре воздуха. Если для сжигания 1кг углерода необходимо 2,28 кг кислорода, то при этом потребляется 2,28 кг/0,276 кг/м³ =8,26 м³ воздуха. Дрова, понятно, не чистый углерод. Думается, уместно с учётом влажности оценить количество углерода в дровах как 50% от массы. В Банной Печи с воздуховодом под подовой поверхностью сгорает дров немного, в силу ее эффективности: 10-15 кг в час, т.е. 5–7 кг углерода. Значит, через топку Печи проходит 8,26 м³x5(7), т.е. около 50 кубометров воздуха за час – хороший насос. Другой расчёт тоже по справочным данным: при сжигании 1кг дров 30% влажности (обычные дрова) требуется 3,3 м³ воздуха. Значит, сжигая за час 10-15 кг дров, через Печь проходит 3,3 м³/кг x10(15) кг/час = 33(50) м³/час воздуха. Методики этих оценочных расчётов разные, а результаты похожи: для поддержания горения дров в Печи Курина требуется порядка 50 м³ воздуха в час. Столько воздуха ежечасно удаляется непосредственно из Парной или через подпол. На место удаляемого «отработанного» воздуха в Парную Баню подводится воздух свежий, прямо из атмосферы через воздуховод под Печью, точнее под ее подовой поверхностью, где он успевает прогреться. Для большей эффективности нагрева воздуха перегородка между воздуховодом и дымовыми каналами выполнена из листовой нержавеющей стали. Теперь из воздуховода под подовой поверхностью поднимем каналом уже подогретый свежий воздух к потолку Парной Бани. Цикл замкнулся. В Парную ежечасно приходит столько же, 50 м³, свежего и уже подогретого воздуха. Воздушный канал от воздуховода под подовой поверхностью до выхода в Парную проходит по периметру, по боковым стенкам Печи и является одновременно надёжным теплоизолятором между горячими местами Печи и деревянными деталями Парной. Надёжность. Практика показывает, что Печь выдерживает постоянную эксплуатацию на протяжении длительного времени. Например, в MAXIMA PARK с конным клубом есть две наших Бани для женщин и для мужчин. Печи не остывают по полтора года. По словам администрации, ежедневно с 7-00 до 22-00 обеими Банями пользуются по 80–150 человек. Через полтора года пользования нами был проведён профилактический ремонт. Из дымоходов обеих Печей удалено по два мешка серого пепла, что говорит о полном сгорании дров. В женской Бане заменено чугунное ложе для камней, а в мужской помимо замены чугунного ложа перебран верх топочной части. Понятно, мужики пользуются Баней поагрессивнее. Ещё хочется высказать комплемент жадеиту. В чугунном ложе он ведёт себя, можно сказать, безукоризненно, без замены: не рассыпается, не пылит. Сосуд с кипятком для поддачи пара. Из школы помним: для того, чтобы воду превратить в пар, её нужно сначала нагреть до температуры кипения, т.е. затратить на это энергию. А потом ещё затратить калории на парообразование. Чтобы не тратить запасённую в каменке энергию на доведение температуры воды, которую поддаём на камни, до температуры кипения, имеет смысл лить на камни кипяток. Для этого рядом с чугунным ложе в печь встроен сосуд из нержавейки с крышкой. В нём постоянно кипит вода. Короб каменки с крышкой. Если камни, уложенные в ложе накрыть металлическим коробом без дна, но с открывающейся крышкой, то уменьшается рассеяние тепла с поверхности камней. Камни при закрытой крышке прогреваются сильнее и равномернее по объему. Такой короб даёт дополнительный манёвр в банном режиме. Особенно это актуально в клубных условиях, когда Парной Баней непрерывно пользуются долго, порой сутки и более. Печь подтапливается не сильно, только для поддержания необходимой температуры камней. Парная при этом не перегревается. Продумывается, в частности, безопасное расположение деревянной ручки крышки короба, чтобы нечаянно не обжечься. Печь-гибрид. Печь Курина для бани с ложем для камней и с воздуховодом под подовой поверхностью имеет еще одно неординарное и востребованное качество: есть конструктивная возможность встроить газовую горелку и топить эту Печь не только дровами, но и газом. Переход на дрова осуществляется просто перекрытием газового вентиля. Такое обстоятельство актуально в обособленном здании бани, где необходимо ежедневно поддерживать жизненную температуру зимой. Здесь банная Печь работает непрерывно на газе в качестве отопительной. Печь-гибрид не менее актуальна в условиях дефицита дров, где не очень-то вырубают деревья. А вот самое главное, она очень помогает ленивым. Сначала Печь греется газом, так же как и дровами, пару часов, до температуры в Парной 40°. Можно дольше до более высокой температуры. При этом не нужно следить за Печью, подкладывать дрова. Потом перекрывается газ, и дальше Печь работает как обычно на дровах – обычные банные процедуры. К слову, по миру таких Печей газ-дрова уже больше десятка. Печь с двумя топками. Для клубных условий большого размера Парной с необходимостью поддержания температурно-влажностного режима русской парной бани без перегрева и переувлажнения в течение порой нескольких суток придумана оригинальная Печь Курина для бани с ложем для камней и воздуховодом под подовой поверхностью. Точнее, это Печь с двумя ложами-каменками. Правая часть Печи – обычная Печь Курина для бани с ложем для камней, где камни открыты. Она актуальна в первые сутки. Левая часть Печи после ложа практически сразу соединена с трубой, минуя дымоходы. Здесь ложе с камнями накрыто коробом с крышкой. Это дает возможность в уже нагретой Парной Бане, не перегревая ее, пользоваться неограниченно паром, слегка подтапливая закрывающееся крышкой ложе-каменку. Такое выполнено двумя топками. Увеличение мощности. В похожих клубных условиях потребовалось устроить Парную Баню Курина в довольно большом помещении в 20 м² и высотой 2,7 м. С таким объёмом удачно справляется Печь с двумя топками. Но в данной ситуации стена парилки, которая предназначалась для печи, была размером чуть меньше четырёх метров и не умещала две топки. Мощность любой печи – это количество единовременно сжигаемых дров. Легко расширить объём топки, чтобы уместилось больше дров. А каменка? Нужно увеличить массу нагреваемых камней для большего производства пара, чтобы хватило на весь объём Парной. Для этого было разработано ложе для камней, которое перекрывает более широкую топку. В это ложе умещается больше камней, их хватает для производства требуемого количества и качества пара. Новая Печь Курина с новым ложе заняла то место, которое ей было предназначено. Она светит теплом до противоположной стены почти на 5 метров. За 3,5 часа прогревается весь объём Парной более 50 м³ до 60°. Важно отметить то, что требования к пару, к организации интерьера, размерам и компоновке пологов ставили профессиональные парильщики. А здесь, как в балете: питерские отличаются от московских. В облицовке стен, потолка, пологов использован красный канадский кедр. Двухэтажная Печь. Печь Курина для бани с ложем для камней и воздуховодом под подовой поверхностью способна решить нетривиальные задачи. На ограниченной площади , где невозможно устроить полноразмерные пологи, Парная Баня – двухэтажная: основные пологи подняты на подиум. Печь стала тоже «двухэтажной». При этом она очень равномерно прогревает абсолютно весь объём Парной Бани, как на верхних пологах, так и на нижних. Поддача пара и веники прекрасно ощущаются и наверху и внизу. Такое достигнуто конструкцией и компоновкой дымоходов. Спроектирована и изготовлена также эргономичная лестница.