Процесс отопления бани

В любой бане главной является печь-каменка, позволяющая отапливать помещения, нагревать воду для мытья и получать пар. В больших банях для отопления помещений бани (моечной, предбанника, а также комнаты отдыха, процедурных кабинетов и пр.) устраиваются отдельные отопительные печи или камины, а для отопления парилки и получения пара применяются печи-каменки.

Для отопления бани, используем печь

Однако обычная семейная баня, как правило, имеет одну печь-каменку, которая выполняет функции отопления, нагрева воды и получения пара. Поэтому требования к ним предъявляются высокие, а порой и противоречивые.  С одной стороны печь должна занимать мало места, быстро нагреваться и быть экономичной и не прихотливой в отношении топлива.

С другой стороны она должна иметь максимальную теплоемкость, для того чтобы пользоваться сухим паром длительное время пока парится вся семья, отапливать не только парилку, но и моечную и другие помещения бани, нагревать воду в нужном количестве для помывки всей семьи.  Эти требования можно удовлетворить при условии соответствия конструкции и мощности печи конструкции и размерам бани и характеру пользования ею. Кроме того, печь должна быть безопасной, исключать возможность возникновения пожара, отравления угарным газом, случайного ожога и ошпаривания тела и т. д.

Направляем тепло правильно

Имеет значение также то, каким образом она отдает свое тепло. При чрезмерном излучении тепла в виде инфракрасных лучей может привести к перегреву отдельных частей тела, иссушить кожу. Комфортные условия в бане создаются при передаче тепла от печи путем конвекции нагретого воздуха. Для этого температура стенок печи должна быть как можно ниже, а способность стен бани отражать инфракрасные лучи — как можно больше, чтобы тепловое излучение было направлено на человека со всех сторон.Запас тепла печь накапливает своими стенками и каменной засыпкой. Чем толще стенки печи, тем медленнее она нагревается и дольше сохраняет тепло.

Режим работы не нарушать

По режиму работы печи-каменки бывают постоянного (длительного) и периодического действия. Печи первого типа имеют минимальную толщину стенок, малый объем камней. Температура камней в них поддерживается в пределах 300...350 °С путем применения устройств автоматического контроля и регулирования. Они как правило, нагреваются электрическим током или отапливаются жидким или газообразным топливом. При использовании электричества температура нагрева регулируется изменением силы тока в нагревательных элементах, при отоплении жидким и газообразным топливом — изменением количества поступающего в топку топлива. Они обязательно должны быть оборудованы защитной автоматикой, отключающей питание печи при превышении температуры стенок выше допустимой нормы, а также при погасании пламени в топке.

Иногда печи-каменки постоянного действия отапливаются твердым топливом. При любом виде топлива топочную камеру и каналы для дымовых газов в таких печах отделяют от каменной засыпки стальной стенкой или чугунной плитой. С одной стороны, это предотвращает попадание продуктов сгорания в баню, с другой стороны, защищает камни от осаждения на них сажи, которая в последующем может захватываться паром и загрязнять воздух в парилке.

Печи периодического действия имеют массивную кирпичную кладку и значительный объем камней. Массивная кладка защищает наружную стенку печи от перегрева и сохраняет тепло, обеспечивая необходимую продолжительность действия бани. Благодаря интенсивной топке каменная засыпка в нижней части может быть нагрета до 1000... 1100 °С, а в верхней части  до 500...600 С. При таких температурах сажа полностью выжигается, и камни остаются чистыми, поэтому продукты сгорания топлива могут быть пропущены через каменную засыпку в целях более полного использования тепла. Максимальная экономичность печи достигается при топке ее «почерному», когда дымовые газы выпускаются через помещение бани. Однако такой способ отопления более пожароопасен. Кроме того, не очень приятны покрытые копотью стены и потолок бани. По этой причине бани с отоплением «почерному» в последнее время практически не строят.

В печах, отапливаемых «побелому», камни закрывают плотной металлической крышкой или дверкой, которые открывают лишь после полного сгорания топлива. Если камни отделены от дымовых газов плитой, то такая печь может быть использована как в режиме постоянного действия (путем подтапливания во время банных процедур), так и в режиме периодического действия (путем основательной топки лишь один раз перед банными процедурами).  Лучшим топливом для печикаменки являются дрова.  Не рекомендуется пользоваться углем, так как при этом виде топлива трудно регулируется процесс топки, создаются очень высокие температуры, разрушающие внутреннюю кладку печи, ухудшаются санитарные условия.

Экономичное использование топлива для отопления

Экономичное использование топлива возможно при полном его сгорании. Оптимальные условия создаются при сжигании твердого топлива на колосниковых решетках.  При этом воздух поступает к топливу снизу по всей площади топливника через решетку из поддувала. Этот воздух, называемый первичным, расходуется в основном для окисления горючих компонентов топлива с образованием углекислого газа и паров воды. При повышении температуры из топлива, особенно из дров, выделяются горючие газы, которые догорают в газовом пространстве над топливом.

Соприкасаясь с коксовыми остатками топлива при высокой температуре, углекислый газ восстанавливается, образуя также горючий газ  окись углерода (угарный газ). Чтобы горючие газы догорали в топливнике, в него через отверстие в топочной дверке пропускают дополнительное количество воздуха, называемое вторичным. Без подачи вторичного воздуха имеет место химический недожог топлива, сопровождающийся отложением сажи на камнях и в дымоходе. Это приводит к снижению полезной теплоотдачи и к возможности отравления угарным газом или возгорания слоя сажи в дымоходе.

В начале топки, когда топливо только разогревается, и в конце топки, когда интенсивность горения остатков топлива снижается, в топливник поступает избыточное количество воздуха. Это приводит к увеличению потерь тепла с уходящими газами. На стадии догорания эти потери составляют 20...30 %. Снизить их можно путем приоткрытых отверстий для воздуха и задвижки на дымоходе.

Другим фактором повышения коэффициента полезного действия её являются увеличение объема разогреваемых частей, включая камни, увеличение площади поверхностей, контактирующих с уходящими газами, уменьшения толщины и теплопроводности стенок печи (например, путем использования металла), приводящие к более интенсивной теплопередаче от печи к окружающему воздуху. Важное значение имеет соответствие топочного объема расходу топлива. Чем больше этот объем, тем больше должен быть и расход топлива, чтобы процесс горения был интенсивным, а доля потерь с уходящими газами была минимальной.

Продолжительность топки печи-каменки должна быть оптимальной. После того, как температура стенок достигнет максимального значения, устанавливается равновесие между теплом, образующимся в печи, и отдаваемым в окружающий воздух. Дальнейшая топка печи периодического действия нецелесообразна.

Печь постоянного действия приходится топить до тех пор, пока требуется высокая температура камней для получения сухого пара.