Кладка и эксплуатация кирпичных банных печей Игоря Кузнецова БИК П1 и БИК П3. Продолжение 3

20 Дек

Продолжение публикации книги «Азбука кладки и эксплуатации кирпичных печей Игоря Кузнецова для русской бани».

Начало смотри здесь: Глава 1, Глава 2, Глава 3.

Глава 4. Конструктивные особенности банных печей периодического действия И.В.Кузнецова БИК П1 и БИК П3.

4.1. Основные особенности печей БИК П1 и БИК П3.

Основной особенностью всех печей Игоря Кузнецова, и банных печей в частности, является то, что эти печи конструктивно построены в виде колпака, в которых топливник и колпак объединены в одно целое через «сухой шов».

Поскольку, как правило, в топливнике банных печей И.Кузнецова температуры достигают порядка 1000ºС, при которых обычный керамический кирпич разрушается, поэтому внутренняя оболочка этих печей выкладывается из шамотного огнеупорного кирпича.

Необходимо отметить, что данная конструкция объединяет в единое целое топливник и каменку, которые между собой разделены решеткой из шамотного кирпича («катализатором» по терминологии И.В.Кузнецова).

Другой отличительной особенностью банных печей БИК П1 и БИК П3 является то, что печь БИК П1 спроектирована по схеме двухъярусный колпак, а печь БИК П3 является одноярусным колпаком.

Согласно материалов И.В. Кузнецова, приведенных Евгением Колчиным на Форуме «Русская баня. Делаем сами» / 11 /:

"…Двухколпаковая система действительно повышает КПД печей, особенно печей длительного протапливания, к которым относятся и печи для бань. Кроме того, двухколпаковые системы имеют более сильный прогрев нижней части печи, что благотворно сказывается на качестве прогрева помещения. Печи «Одноколпаковой системы» и системы «Противотока», применяемой на Западе нагреваются в верхней части значительно сильней, чем в нижней. Это существенный недостаток. В этом случае в помещении образуется «яма» холодного воздуха, т. е. полы в помещении не прогреваются. В двухколпаковой системе, горячие газы первоначально отдают свое тепло стенкам нижнего (или первого) колпака. Уже отработавшие, охлажденные газы, из нижнего (первого) колпака поступают в верхний (второй) колпак, в котором, отдав тепло, уходят в трубу. В печах длительного протапливания, со временем происходит постепенное нагревание стенок печи до температуры близкой к температуре газов (выравнивается температура стенок и горячих газов). В этом случае стенки нижнего (первого) колпака воспринимают уже меньше выделившегося тепла. Теоретически, при равенстве температуры стенок печи и газовой среды, теплопередачи от газа к стенкам не будет совсем. С увеличением времени протапливания печей, из нижнего (первого) колпака выходят уже более горячие газы. В одноколпаковой системе или системе противотока горячие газы выходят в трубу, то есть понижается КПД печей. В двухколпаковой системе горячие газы выходят в верхний (второй) колпак и не происходит снижения КПД, так как излишнее тепло будет восприниматься верхним (вторым) колпаком…"

Исходя из этого, можно сделать вывод, что печь БИК П1, не смотря на наличие второго (верхнего) колпака, лучше прогревает низ парной, чем БИК П3. Наличие же второго колпака в печи не приводит к перегреву парной. Стенки печи БИК П1 по вертикали прогреваются более равномерно, чем в БИК П3.

К тому же, КПД данной печи выше, нежели чем у БИК П3, за счет лучшей утилизации тепла выходящих в трубу печных газов.

Обе печи БИК П1 и БИК П3 состоят из 30 рядов кирпича. Для кладки внешней оболочки печи применяется керамический полнотелый одинарный кирпич 250×120х65 мм. Толщина одного ряда кладки вместе с глиняным швом принимается равной 7 см. Таким образом, общая высота печей составляет 2,1 м.

Согласно требований п.3.8.11 / 19 /: «…минимальное расстояние от верха перекрыши печи толщиной в три ряда кирпича до потолка, защищенного от возгорания, следует предусматривать 250 мм для печей с периодической топкой…, а до незащищенного потолка…... не менее 350 мм». В то же время, учитывая требования п.2.3.12. / 20 /: «…Для печей, имеющих перекрытие из двух рядов кирпича, указанные расстояния (250 мм и 350мм, соответственно) следует увеличить в 1,5 раза». Отсюда следует, что высота потолка в парной русской бани с кирпичной печью должна составлять 2,47-2,62м.

В плане (ДхШ, см) размеры данных печей составляют ~ 90×102 см (или 3,5×4 кирпича).

В БИК П1 объем каменки заполненный камнями составляет всего 19,5 дм³ (2-2,5 ряда кирпича: от колосника над шамотной решеткой «катализатора» до нижнего среза дверцы для подбрасывания воды на камни). С моей точки зрения, этого явно не достаточно. Я бы добавил 2 ряда кирпичной кладки, тем самым доведя указанный объем до 38,5 дм³ (5 рядов кирпича). Это позволит спокойно разместить до 120 кг камней фракции 15-17см, и обеспечить паром семью из 3-4 человек на 6-8 часов парения при умеренном подбрасывании воды на камни (по 50-80г). Печь рассчитана для парной объемом 15-25 м³.

Как отмечал Е.В.Колчин / 12 /:

«…Сегодня могу с точностью сказать, что на печи Кузнецова на следующий день можно получить пар.
Еще точнее: парная 2,5×2,5×2,5, печь — 780×1500 мм, закладка 120 кг жадеита, фракции 150-170 мм.
Печь топилась 6 часов до полного выжигания сажи (камни стали светлые), температура камней 700ºС. После этого парная настаивалась 2 часа.
С 18-23 часов парились 3 человека по полной программе.
Утром в 11 часов в парной 80ºС, стенки печи 80ºС, пар получить можно, но только подбрасывая очень мелкими порциями воды.
Температура камней около 300ºС.
После этого ливанул 400 г, думал, залью печь, ничего, восстановилась через 20 минут.
P.S.: закладки вполне хватает, и то в принципе топил на 2 часа больше, можно было ограничиться 4 часами. Главное равномерность прогрева всей каменной закладки до единой температуры…»

Увеличив объем каменки БИК П1 на 2 ряда, необходимо будет уменьшить на те же 2 ряда кирпичной кладки высоту второго колпака с целью для не допущения увеличения общей высоты печи. Но при этом мы столкнемся с тем, что придется немного отступить от оригинальных чертежей автора. Принципиально страшного ничего в этом нет. Но необходимо будет в дальнейшем соблюсти все нюансы, характерные печам БИК П1 и БИК П3. О них разговор далее.

Едем дальше…

В печи БИК П3 объем каменки 69 дм³ (9 рядов), что позволяет разместить порядка 200 кг камней базальта (габбродиабаза, перидотита). При условии равномерного прогрева камней во время топки до температуры не ниже 600ºС («малиновое» свечение) и правильной организации теплового контура парной, париться можно в течение 2-х дней.

Однако, тем, кто решился класть у себя именно такую печь, необходимо учитывать следующие факторы.

Во-первых. Достижение равномерного прогрева каменной закладки в БИК П3 сопряжено с большими трудностями, чем в БИК П1, в виду ее большего объема.

Во-вторых. При кладке каменки, необходимо учитывать проведение будущих регламентных работ (замена камней, колосников и т.д.). Глубина каменки довольно значительна — 9 рядов х 6,7 см ~ 60 см. До нижних углов каменки это расстояние и того больше. Если же еще учесть толщину стенки каменки в районе нижнего обреза дверки для подбрасывания воды ~ 20 см и размеры проема топочной дверцы, то станет понятно, с какими трудностями придется иметь дело при обслуживании внутреннего объема каменки. Да и работать на вытянутой руке с камнями весом по 4-5 кг не очень комфортно.

В-третьих. Время на нагрев верхних камней в каменке печи БИК П3 до температуры 600-700ºС будет больше, чем в БИК П1 как минимум на 1-1,5 час. Таким образом, увеличивается общее время приготовления бани и расход дров.

Исходя из сказанного, можно рекомендовать уменьшить объем каменки БИК П3 на 1 — 2 ряда кирпичной кладки. Лучше перекрыть свод печи дополнительным рядом (двумя рядами) кирпича, тем самым, уменьшая его нагрев и повысив противопожарную безопасность (ППБ) потолка парной. Печи БИК П3 хватает для парной до 30 м³.

Ну…а теперь приступим к рассмотрению конструктивных особенностей, присущих банным печам И.Кузнецова БИК П1 и БИК П3.

На Рис.2.12. / 10 /, изображены виды БИК П1 с фронтальной стороны, справа, сзади и разрез вдоль печи (вид с левой стороны).

Рис.2.12. Банная печь периодического действия И.В.Кузнецова БИК П1.

На фронтальной стороне печи размещены топочная и поддувальная дверцы, два прочистных отверстия в нижнем и верхнем колпаках и главная дымовая задвижка на трубе.

На правой стороне печи в 22 ряду показана задвижка «летнего» (прямого) хода (ЗЛХ). Эта задвижка выполняет следующие функции:

Облегчает растопку печи на этапе розжига, пока печная труба не прогрета и в системе либо отсутствует вовсе, либо присутствует минимальная тяга;
В случае перетопа печи и недопущения перегрева парной эта задвижка в открытом положении позволяет печным газам и нагретому каменкой воздуху кратчайшим путем выйти в печную трубу.

В рабочем режиме печи (при нагреве каменки) данная задвижка закрыта.

На тыльной стороне печи слева (в 5 и 13 рядах) показаны выводы змеевика системы ГВС, а выше — два прочистных отверстия в основании верхнего колпака печи. Справа от прочистных отверстий на левой стороне печи показана дверца каменки.

Прочистные отверстия И.В.Кузнецов рекомендует по окончанию кладки печи закладывать кирпичами на ребро на глиняный раствор и вынимать их по мере надобности для чистки каналов от продуктов горения дров. Данные отверстия можно закрыть и сажными заслонками (например, SVT434, 435, НТТ 105, 405). Основное требование – исключить подсос в них холодного воздуха и не допустить выстуживания печи.

На разрезе печи БИК П1 (вид со стороны дверцы каменки, топочная и поддувальные дверцы — справа) видна конструкция топливника и каменки, объединенных в единое пространство, выложенное шамотным кирпичом (показано желтым цветом). В верхнем колпаке видны каналы для прохода печных газов и одна из внутренних теплоаккумулирующих стенок.

На Рис.2.13 / 13 / изображена печь БИК П3 (вид слева, вид сзади и продольный разрез – вид с правой стороны). На фронтальной, левой и задней стенках печи видны такие же элементы, как и у печи БИК П1 (см.выше).

Рис.2.13. Банная печь периодического действия И.В.Кузнецова БИК П3.

На разрезе хорошо видна структура организации подтопочного пространства, топки и каменки. Каменка снизу ограничена «катализатором» (решеткой из шамотного кирпича), выложенного на ребро. Правая и левая стенки каменки имеют отверстия в шамотной кладке для пропуска на камни топочных газов. Между наружной и внутренней шамотной кладкой по фронтальной и тыльной стороне печи видны так называемые каналы «холостого хода» (ХХ). Назначение данных каналов, как и ЗЛХ, облегчить розжиг печи. Помимо этого, в процессе топки эти каналы обеспечивают подачу нагретого воздуха наверх каменки, тем самым, обеспечивая равномерный нагрев каменной закладки по объему. Каналы ХХ помогают выжечь на поверхности камней осевшую сажу.

Снизу печи за зольником в подтопочном пространстве видны два канала (нижний правый угол). Назначение этих каналов – обеспечить лучший прогрев низа печи со стороны парной. Аналогичного назначения каналы есть и в БИК П1 (см. выше).

В БИК П3 в отличие БИК П1 нет задвижки «летнего хода». Поэтому разжечь данную печь, при прочих равных условиях, труднее, чем БИК П1.

А теперь рассмотрим особенности конструкции и кладки внешней оболочки этих печей, выложенной из полнотелого керамического глиняного кирпича.

4.2. Особенности конструкции и кладки внешнего контура печей БИК П1 и БИК П3.

Итак, начнем…

Первый ряд данных печей кладется непосредственно на фундамент печи, накрытый сверху 2-мя слоями гидроизолирующего материала (рубероида), на глинопесчаную смесь (ГПС).

Часто фундамент печи делают на 17-19 см ниже чистового уровня пола в парной. Отлитый таким образом фундамент печи выравнивают слоем цементного раствора. На него укладывается в 2 слоя гидроизоляция. Затем двумя рядами кирпича выравнивают верх фундамента, а с третьего ряда начинают кладку массива печи (кладку 1 ряда). Без надежной гидроизоляции влага высоких грунтовых вод по фундаменту может достигнуть кладки печи, кирпич начнет сыреть и постепенно разрушаться. Кроме того, намокший кирпич, нагреваясь во время топки, будет испарять влагу, создавая в подпольном пространстве бани сырость и плесень, способствующую образованию грибка.

Для усиления внешней оболочки печи ряды кладки армируют оцинкованной кладочной сеткой с размером ячейки 50×20мм и толщиной проволоки 1 мм. Сетку разрезают на отдельные полоски с ячейками в 1-2 ряда и укладывают на поверхность (постель) выложенного ряда печной кладки на расстоянии 1 см от наружной грани кирпича. После этого сверху укладывается следующий ряд кирпича.

Рекомендуется укладывать сетку через ряд, а в районе топливника, как наиболее нагруженной части печи, в каждом ряду. Сетка укладывается в рядах поочередно: сначала в одном ряду в боковых стенках печи, в следующем ряду – в передней и задней стенках.

После укладки ряда кирпича, если есть возможность, с внутренней стороны ряда из шва на глубину 1 см убирается ГПС. Эту операцию желательно проделать, поскольку внутренняя грань кирпича нагревается и расширяется сильнее наружной грани. Наличие подобного воздушного зазора позволит избежать повреждения наружной кладки при нагреве печи.

Кирпичи в каждом ряду укладываются с обязательным условием перевязки между собой. Под перевязкой понимается смещение кирпичей в смежных рядах на полкирпича. Желательно не допускать при кладке печи вертикальных швов на 2 и более ряда.

В моделях печей БИК П1 и БИК П3 из керамического кирпича выкладывается не только внешние стенки печей, но и внутренняя стенка нижнего колпака печей. Данная стена из керамического кирпича отделяет шамотную кладку топливника с каменкой от внешней стенки печи и подъемного канала для пропуска печных газов.

На рис.2.14 и рис.2.15 показана данная конструкция в двух ракурсах.

Рис.2.14 Организация внутреннего пространства печи БИК П1 и БИК П3.

Вид сверху 1.

Рис.2.15 Организация внутреннего пространства печи БИК П1 и БИК П3.

Вид сверху 2.

Подъемный канал печных газов на Рис.2.14 изображен в правом углу, на Рис.2.15. – внизу.

Из рисунков видно, что примыкание внутренней перегородки к внешним стенам печи осуществляется в трех местах: к передней и задней стенкам печи и через г-образное ответвление, формирующее одну из стен подъемного канала для пропуска печных газов, к правой стене.

Ввиду того, что все элементы этой конструкции нагреваются и меняют свои линейные размеры больше, чем размеры внешних стен печи, поэтому места их примыкания между собой не перевязываются (отмечены красными кружками на Рис.2.15). В эти места по всей высоте подъемного канала печи при кладке вставляется слой базальтового картона толщиной 1 см. Данный картон служит демпфером линейного расширения внутренней перегородки и предотвращает ее воздействие на внешнюю кладку.

При этом надо следить за тщательностью кладки мест примыкания внутренней и внешней кладки. Недопустимо, чтобы в местах укладки базальтового картона были какие-либо неплотности, через которые печные газы могут просочиться в подъемный канал, минуя его подвертку снизу.

Существуют и другие способы решения этой проблемы. Однако их применение влечет за собой дополнительную подрезку кирпича. Один из таких способов места перевязки внутренней и внешней стен печи показан на Рис.2.16. Кирпичи внутренней и наружной кладки подпиливаются под углом 45º. У кирпича наружной кладки это будет внутренняя (невидимая) часть. В месте сочленения этих кирпичей укладывается базальтовый картон. В месте, обведенном овалом, на рисунке указан воздушный зазор между шамотом топливника и примыкающим к нему керамическим кирпичом. Футеровка топливника, выполненная из шамотного кирпича, не перевязывается ни с наружной стеной, ни с внутренней перегородкой из керамического кирпича.

Рис.2.16.Схема перевязки внутренней кладки печи с внешней кладкой.

Во всех печах И.В.Кузнецова внутреннее шамотное ядро печи отделено со всех сторон от кладки из керамического кирпича воздушным температурным зазором в 7-10 мм. Сверху шамотного ядра и перекрытием нижнего колпака печи температурный зазор должен быть не менее 1 см (лучше 2 см). Обусловлено это тем, что шамотный кирпич в процессе нагревания расширяется больше керамического. Поэтому, с целью не допущения повреждения наружной кладки печи внутренней, и делается данные температурные зазоры. Для организации воздушного зазора между внутренней шамотной и внешней керамической оболочками печи вставляется гофрированный бумажный картон. По мере кладки печи этот картон постепенно вытаскивается. Даже в случае, если после кладки картон останется внутри печи, страшного ничего не случится. Картон выгорит в процессе топки печи.

Существует и другая функция, которую выполняет, указанный выше, гофрокартон. Он предотвращает попадание в температурный зазор ГПС во время кладки внешних стен печи и образования локальных мест прикасания внутренней и наружной кладок.

Возможно применение вместо гофрированного картона базальтового. В этом случае такой картон остается внутри печи. Как правило, базальтовый картон размещают вокруг топки — самого быстро нагреваемого места. Это делается для того, чтобы замедлить нагрев стенок печи в этом месте и тем самым сделать более равномерным прогрев остальной поверхности печи. Но, в любом случае, базальтовый картон желательно размещать вокруг топочной дверцы.

Температурный зазор над шамотным ядром печи перекрывается матом базальтового утеплителя толщиной 50 мм, на который сверху кладется оцинкованная сетка 50×50х1 мм с опорой своими концами на внешний ряд кирпичной кладки.

В модификациях банных печей И.Кузнецова более поздних модификаций, чем БИК П1 и БИК П3, воздушный зазор между наружной и внутренней кладками используется для организации нагрева и подачи «вторичного» воздуха в верхнюю зону горения в топливнике под «катализатор» через специально организуемые под ним отверстия.

Следует подчеркнуть, что чертежи печей БИК П1 и БИК П3, размещенные на сайте автора / 10 /, / 13 /, не предусматривают подачу «вторичного» воздуха из указанного выше температурного зазора под «катализатор».

Но, об организации подачи «вторичного» воздуха в печах БИК П1 и БИК П3, мы поговорим чуть ниже, когда перейдем к рассмотрению конструктивных особенностей топливника этих печей.

А сейчас вернемся к рассмотрению особенностей технологии кладки внешнего контура печей.

Следует обратить внимание, что ¼ нижней грани нижнего кирпича в подвертке подъемного канала печей БИК П1 и БИК П3 делается скошенной (Рис.2.17). Скос делается в сторону, откуда к подвертке подходят печные газы.

Рис.2.17. Подверточный кирпич.

На Рис.2.18. и Рис.2.19. красным овалом отмечено место скоса подверточного кирпича (в нижнем и верхнем колпаках соответственно) печи БИК П1.

Рис.2.18. Место стеса подверточного кирпича нижнего колпака БИК П1

(отмечено красным).

Рис.2.19.Место стеса подверточного кирпича верхнего колпака БИК П1

(отмечено красным).

Операция стесывания части грани кирпича производится с целью снижения сопротивления каналов печи движению печных газов.

Не маловажной является рекомендация, что кладку внешней оболочки желательно производить кирпичом с поворотом его более гладкой поверхности вовнутрь печи.

С этой же целью внутренняя поверхность стен, в том числе подъемного канала печи, протирается мокрой тряпкой, смоченной в жидком глиняном растворе (т.н. операция «швабровки»). Тем самым глиняным раствором заполняются все трещины на поверхности кирпича и сглаживаются все другие шероховатости, препятствующие и создающие дополнительное сопротивление движению воздуха и печных газов в печи.

4.3. Особенности конструкции и кладки внутреннего контура печей БИК П1 и БИК П3.

Как уже отмечалось в п.4.1. данной Главы, печи БИК П1 и БИК П3 содержат внутри себя шамотное ядро, объединяющее топливник и каменку.

Как и во всех печах Игоря Кузнецова, в моделях банных печей БИК П1 и БИК П3 топливник объединен с пространством нижнего колпака в одно целое через так называемый «сухой шов». Сухой шов представляет собой вертикальную щель в дальнем от топочной дверцы углу топливника шириной 2 см. Высота СШ по порядовкам автора /10/ в БИК П1 с 7 по 17 ряд, у БИК П3 с 7 по 23 ряд керамического кирпича / 13 /.

На Рис.2.20 и Рис.2.21. показано шамотное ядро печи БИК П1 в двух ракурсах.

Рис.2.20.Шамотное ядро печи БИК П1. Вид слева.

Рис.2.21.Шамотное ядро печи БИК П1. Вид справа.

На Рис.2.20. выделены красным цветом проем каменки (вверху) и топливника (внизу).

На Рис.2.21 выделены «сухой шов» (справа), два верхних отверстия для выпуска из каменки печных газов (хайла) и отверстие топки (внизу слева).

Шамотное ядро выложено шамотным кирпичом ШБ-8 (250×124х65мм) на ребро. При отсутствии кирпича данной марки кладку можно вести кирпичом ШБ-5 (230×114х65мм). В этом случае в конечном итоге должна быть соблюдена геометрия топливника, рассчитанного под кладку ШБ-8. Достигается это путем подрезки кирпича ШБ-5.

В качестве скрепляющего шамот раствора могут применяться следующие материалы: мертель МШ-28, Ветонит ТМ, Скантерм и др.

Особенностью кладки шамотного кирпича является вымачивание его перед укладкой и нанесение на него слоя раствора не толще 1-3 мм. Раствор набирает прочность и цементируется в процессе топки печи.

При кладке топливника соблюдается обязательная перевязка кирпичей между собой в смежных рядах.

На Рис.2.22 — Рис.2.24 изображено внутреннее устройство шамотного ядра со снятым верхним перекрытием каменки.

На Рис.2.22. выделены каналы «холостого (прямого) хода» с обеих сторон каменки для пропуска печных газов к верхней и к внутренней части каменной засыпки. На Рис.2.23 и Рис.2.24 в верхней части выделены отверстия для прохода печных газов к верхней и средней части каменки. На Рис.2.24. слева показаны два проема («хайло») для выхода печных газов в нижний колпак. На Рис.2.22-Рис.2.24. внизу каменки также видна шамотная решетка («катализатор»), выполняющая функции турбулизатора печных газов и основания каменной засыпки.

Рис.2.22

Рис.2.23.

Рис.2.24.

Внутреннее устройство шамотного ядра печи БИК П1.

В печах БИК П1 и БИК П3 на катализатор укладывается чугунный колосник, а сверху камни.

В банных печах более поздней разработки И.Кузнецова колосник не кладется непосредственно на шамотную решетку, а ставится на специальные подпорки из шамота. Сделано это с целью отделить холодные камни от катализатора, ускорить прогрев массива шамотной решетки до температуры, позволяющей обеспечить полноту сгорания горючих газов, выделяющихся из дров (~ 600ºC).

Рассмотрим более подробно конструкцию катализатора.

На Рис.2.25 и Рис.2.26. показано строение «катализатора» печи БИК П1.

Рис.2.25

Устройство «катализатора»

печи БИК П1

(вид сверху).

Рис.2.26

Устройство «катализатора»

печи БИК П1

(вид снизу).

Красным цветом выделены каналы «холостого хода» для пропуска печных газов.

Промежутки между ребрами катализатора могут быть выполнены как из кирпича марки ШБ-8 или ШБ-5 (ширина 65мм), так и из ШБ-6 (ширина 40мм).

Ряд, предшествующий катализатору, выполнен кладкой шамота на постель, служащей опорой для решетки катализатора (правый рисунок вверху).

На следующих двух рисунках (Рис.2.27, Рис.2.28) показаны варианты изготовления «катализатора» банной печи.

Рис.2.27. Вариант «А» изготовления «катализатора»

Рис.2.28. Вариант «Б» изготовления «катализатора»

Оба варианта имеют право на существование.

«Плюсы» и «минусы» вариантов.

Вариант «А»: шамотная решетка укладывается на сухую, т.е. без раствора. «Плюсы» варианта: в случае, если кирпич в процессе эксплуатации печи треснет, его легко заменить другим. «Минусы» варианта: кирпич в своей массе прогревается не равномерно (снизу – пламя, сверху – каменная засыпка). При первичном нагреве кирпич катализатора испытывает линейное расширение в центральной части и при этом, как правило, дает трещину.

Вариант «Б»: шамотная решетка укладывается на раствор. «Плюсы» варианта: кирпичи решетки нагреваются более равномерно, т.к. нагрев начинается с краев кирпичей, соединенных огнеупорным швом. Вероятность, что кирпич треснет при нагреве, меньше. Сама конструкция – более прочная. «Минусы» варианта: в случае, если кирпич в процессе эксплуатации печи треснет, его невозможно будет заменить без разборки печи. Присутствует дополнительная резка и подгонка кирпича при кладке.

Как рекомендует Е.В.Колчин в статье / 14 /:

«… для каменки БИК П1 катализатор выполнить лучше по схеме А. При этом первая проставка (от топочной дверцы) — не менее 6 см под канал ХХ («холостого хода»). Последующие проставки — можно по 4 см (толщина кирпича ША6).

Проставки делаются выше катализатора на 6 см, при этом высота катализатора 6 см.
На них укладывается технологическая решетка каменной засыпки.
Это может быть угольный колосник или, например, тормозные колодки ж/д вагонов.
Главное — соблюсти принцип отделения засыпки от катализатора и обеспечить свободу элементам последнего. Канал ХХ можно выполнить плитой (шамотной) или колосником на ребро. В дальнейшем он «потечет», но это — не критично.
Устанавливать колосник через проставки в углах (каменки).
Для снижения распорных сил (камней) на стенки каменки можно также уложить на ребро колосник к стенке или разделить засыпку колосниками, установленными вертикально.
В горизонт не рекомендую, так как возможно быстрое оплавление и забивка отходами (шламом) с камня…»

А теперь приступим к рассмотрению способов организации подачи в топочное пространство банных печей И.Кузнецова дополнительного необходимого для горения дров объема воздуха. Данный объем воздуха получил название «вторичного», в отличие от «первичного» (основного), подаваемого в печь либо через колосниковую решетку топливника из поддувала печи, либо через топочную дверку.

4.4. Организация подачи вторичного воздуха в банных печах БИК П1 и БИК П3.

После розжига печи и перехода процесса горения в установившийся режим для полноты сгорания горючих газов, выделяемых горящими дровами, основного объема воздуха, как правило, оказывается недостаточно.

В моделях печей БИК П1 и БИК П3, разработка которых относится 90-м годам прошлого столетия, сложно сказать, предусмотрена ли автором подача «вторичного» воздуха в топку печи в принципе.

В своих чертежах печей другого функционального назначения автор показывает один из вариантов подачи ВВ в топку через прямоугольную щель, организованную в первом ряду пода топливника перед топочной дверцей. Подобная щель показана на Рис.2.29. / 12 /, хотя данное фото и не относится к топливникам рассматриваемых здесь банных печей.

Рис.2.29.Топливник печи И.В.Кузнецова.

На своих оригинальных чертежах / 10 /, / 13 / автор не указывает на наличие в конструкции моделей печей БИК П1 и БИК П3 данного отверстия для подачи вторичного воздуха.

О наличии этой щели можно лишь предполагать. Возможно, о наличии этой щели говорит толщина линии, отделяющая внешнюю кладку печи (5 ряд) от первого нижнего шамотного ряда топливника (Рис.2.30, выделено красным цветом). Сказать об этом определенно – не представляется возможным. Четко данная щель и ее размеры указаны автором на чертежах топливного котла КИК 17 кВт / 16 / (Рис.2.31).

Рис.2.30.5 Ряд печи БИК П1

(порядовки И.В.Кузнецова).

Рис.2.31. 5 Ряд котла КИК 17

(порядовки И.В.Кузнецова).

Как бы там ни было, наличие данной щели в печах БИК П1 и БИК П3 широко обсуждалось на страницах Форума «Русская баня. Делаем сами» / 18 / и было признано необходимым и целесообразным.

Необходимо отметить, что размещение отверстия подачи ВВ в поде топливника перед топочной дверцей не позволяет осуществить его предварительный подогрев перед подачей в печь, что является слабым местом в конструкции данных моделей банных печей.

С другой стороны, как отмечает И.Кузнецов в своей статье / 7 /, демонстрируя устройство печи, действующей на принципах СДГ:

«…Воздух так же подается через щель 25 мм перед топочной дверкой, которая особенно необходима при растопке, когда вторичный воздух не может подняться в полостях…».

Из этого можно прийти к заключению, что для случая печей БИК П1 и БИК П3 данный шов, с одной стороны, позволяет подать в топку недостающий для горения объем воздуха, но с другой стороны – этот воздух подается не подогретым, тем самым снижая температуру печных газов и затрудняя их полное сгорание.

Без дополнительной организации подачи подогретого вторичного воздуха в зону дожига печных газов (под шамотный катализатор), решение подачи ВВ в топку через щель перед топочной дверцей, является половинчатым.

В конструкциях последующих моделей банных печей И.В.Кузнецова подача ВВ в топку осуществляется из поддувала по тепловому зазору между внешней и внутренней кладками. Проходя по этому пути, ВВ нагревается от стенок шамотного ядра и уже подогретым подается через специальные отверстия в шамотной кладке топливника под катализатор.

И еще одно замечание. Подача ВВ через щель в основании пода топливника предотвращает перегрев стекла топочной дверцы.

4.5. Организация каменки в банных печах БИК П1 и БИК П3.

В п.4.3 настоящей главы уже рассматривались основные конструкционные особенности присущие внутреннему контуру печей БИК П1 и БИК П3. Кратко повторимся.

Несущим основанием каменной засыпки выступает шамотная решетка «катализатора», на которую сверху укладывается чугунный колосник, а затем камни. Вместо чугунного колосника на «катализатор» могут укладываться чугунные болванки (вагонные тормозные колодки и пр.) с последующей укладкой сверху камней.

Для уменьшения распорных сил нагретых камней на стенки каменки в каменную засыпку могут вставляться вертикально 1-2 чугунных колосника.

Каменка с фронтальной и тыльной стороны ограничена стенками, в которых организованы отверстия для прохода печных горячих газов внутрь и к верхней части каменной засыпки для равномерного прогрева последней.

Дверца каменки в печи БИК П1 устанавливается в 17 ряду (в БИК П3 – в 23 ряду) и имеет высоту в 3 ряда кирпича (21см) и ширину в 1 кирпич (25см). Под данные размеры проема наиболее подходит дверца SVT-470, имеющая посадочные размеры ВхШ=180×220мм (см. Главу 2, п.2.3).

Рекомендация. Для предупреждения перегрева парной в дверце SVT470 стекло желательно заменить на чугунную плиту.

Для тех, кто не желает «заморачиваться» с переделкой дверцы SVT-470, можно рекомендовать устанавливать сплошную дверцу SVT-450 с посадочными размерами ВхШ=250×300мм. При этом придется немного поработать с подрезкой кирпича для установки этой дверцы в печь.

В печах, которые кладутся печниками Некоммерческого партнерства «Развитие Системы Печей Кузнецова» в настоящее время, в качестве топочной устанавливается дверца со стеклом SVT410 (посадочные размеры ВхШ=325×290мм), а на каменку — сплошная дверца SVT411 с теми же посадочными размерами (см. Главу 2, п.2.3). Однако, это не относится к моделям банных печей БИК П1 и БИК П3.

Характерной особенностью данных дверок является наличие в нижней их части регулируемой воздушной заслонки. Присутствие такого приспособления дает возможность, не открывая дверцу каменки после окончания топки и не выстужая ее, подать в каменку порцию свежего воздуха для выжигания сажи на поверхности камней.

Теперь обратим наше внимание на отверстия выпуска из каменки печных газов. Таких отверстий в печи БИК П1 есть два (Рис.2.32): одно – у верхнего окончания «сухого шва», а второе – немного смещенное в сторону одной из стенок подъемного канала колпака печи. У печи БИК П3 одно хайло и располагается оно у верхнего окончания «сухого шва» (25-26 ряд).

Рис.2.32. Каменка банной печи БИК П1.

Основное, что необходимо помнить при кладке хайла, это то, что:

сумма площадей поперечного сечения хайла и «сухого шва» должна быть меньше или равна площади поперечного сечения подъемного (переточного между колпаками в печи БИК П1) канала печи. В нашем случае это – размер ~ ¾ кирпича (180-200 х 120 мм);
верхний срез хайла должен быть не ниже среза дверцы каменки, для исключения поддымливания последней.

Таким образом, соблюдение всех вышеизложенных в п.4.2. и п.4.5. настоящей главы особенностей, присущих конструкции внутреннего огнеупорного контура печей БИК П1 и БИК П3, позволит сложить вполне работоспособные банные печи, располагающих всеми преимуществами колпаковых печей.

4.6. Организация нагрева воды в банных печах БИК П1 и БИК П3.

В печах данных моделей подогрев воды осуществляется путем ее нагрева внутри металлической трубы («змеевика») из нержавеющей стали, помещенной в пространство колпака рядом с топкой (Рис.2.33).

Рис.2.33.Змеевик системы горячего водоснабжения в печах БИК П1 и БИК П3.

Диаметр трубы змеевика и его общая длина определяет объем подогреваемой воды для мытья (см. Главу 2, п.2.3).

Основное, на что следует обратить внимание при встраивании змеевика в печь, является следующее:

горизонтальные трубки змеевика должны быть выставлены строго горизонтально для исключения образования в них при нагреве воды воздушных карманов, что может привести к гидродинамическим ударам в системе ГВС и ее нестабильной работе;
нижний горизонтальный сегмент змеевика должен быть выше подвертки подъемного (переточного) канала, чтобы не мешать проходу печных газов в трубу;
змеевик может быть перенесен выше к хайлу каменки с целью ускорения нагрева в нем воды. Однако надо помнить, что устанавливать его в этом случае надо также ниже хайла, чтобы он не мешал выходу из каменки печным газам;
в местах вывода змеевика через стенку печи должны быть установлены термостойкие прокладки из базальтовой ваты. Делается это с целью отделения горизонтальных сегментов змеевика от кирпичной кладки для не допущения повреждения последней за счет изменения линейных размеров змеевика во время топки печи, а также герметизации отверстий, через которые могут наружу просочиться печные газы.

4.7. Способы крепления печных приборов в банных печах БИК П1 и БИК П3.

На нескольких размещенных далее фото показаны некоторые способы крепления печных приборов (дверок, печных, заслонок, выводов змеевика системы ГВС).

Автор этих строк выражает глубокую признательность Петру Дмитриевичу Семенову (г. Витебск, Беларусь), чьи фотографии (Рис.2.34 — Рис.2.38, Рис.2.40, Рис.2.41.) были использованы при изложении данного материала / 17 /.

Рис.2.34. Крепление полосок из оцинкованного железа к рамке печной дверки.

Рис.2.35. Установка топочной дверки.

Рис.2.36. Установка топочной дверки.

Как видно из фото одним из способов подготовки дверок для крепления в проемах печи является предварительное крепление болтами к их корпусу полосок из оцинкованного железа.

Затем эти полоски на концах просверливают и продевают через отверстия отожженную проволоку (лучше нихромовую) диаметром 2-3 мм, сплетенную косичкой. Косичка укладывается на кирпичный ряд и прижимается следующим рядом кирпича.

Рис.2.37. Установка дверки зольника и прочистной дверки.

Рис.2.38. Крепление дверки каменки на спицу.

Помимо проволоки может использоваться мотоциклетная или велосипедная спица. На правом фото выше показан подобный способ крепления рамки дверки каменки.

Рис.2.39. Крепление печной дверки на проволоку.

Еще один способ крепления печной дверцы на проволоку показан на Рис.2.39.

Общее правило при монтаже любой печной фурнитуры в любую без исключения кирпичную печь заключается в следующем. Любая, встраиваемая в печь железяка должна иметь возможность для своего свободного расширения при нагреве и должна быть отделена от кирпичной кладки через термостойкий мягкий прокладочный материал (слой базальтовой ваты и пр.).

Пример вывода наружу печи верхней части змеевика показан на Рис.2.40.

Рис.2.40. Вывод змеевика через кирпичную кладку печи.

Рис.2.41. Укладка печной заслонки на базальтовый картон.

По сути, вывод входного (нижнего) и выходного (верхнего) отверстий змеевика, можно осуществлять на любую сторону печи (заднюю или боковую) в зависимости от планировочного решения внутреннего пространства бани.

На Рис.2.41. показан момент монтажа печной заслонки. Как видно по всему ее периметру проложен слой базальтового картона, который в дальнейшем будет загнут наверх рамки.

По периметру печных дверок также прокладывается термостойкий мягкий уплотнитель (например, базальтовый картон), либо рамка обматывается в несколько слоев асбестовым 3мм шнуром. Щели вокруг рамки печной дверки и кирпичной кладкой дополнительно замазывать ГПС не имеет смысла, так как, как показывает практика, вся эта дополнительная обмазка осыпается в процессе эксплуатации печи.

В банных печах БИК П1 и БИК П3 в воздушном простенке между внутренней и внешней кладками по периметру вокруг топочной дверки весьма целесообразно заложить несгораемый утеплитель (например, слой базальтового картона). Данная операция позволит избежать локального перегрева внешней кладки печи и значительно уменьшит риск разрушения керамического кирпича в этих местах ввиду повышенного температурного воздействия.

Этой же защите внешней кладки печи вокруг топочной дверки будет способствовать организация воздушной щели из зольника, о которой упоминалось в п.4.4 Главы 4 настоящей книги.

На этом все. Продолжение следует.