Строим русскую баню по уму

Просмотров: 4 776

Всем привет!

В свое время, 2 года назад, я опубликовал на страницах этого блога цикл статей, посвященных банной Печи Игоря Васильевича Васильева – нашего соотечественника, проживающего в настоящее время в США, штат Пенсильвания.

Данная банная печь с легкой руки ее автора Игоря Васильева получила название «Печи В Кубе».

 На основе материалов, находящихся в открытом доступе, мною была предпринята попытка разобраться с особенностями устройства и возможностями данной печи.

Цикл (начало которого находится ЗДЕСЬ) получился весьма информационно объемным и требующим существенных умственных и временных затрат для ознакомления с его содержанием.

Также мною не были сделаны обобщающие итоги проведенного исследования.

Настоящим постом я поставил перед собой цель кратко (в виде дайджеста) показать основные «фишки» данной печи, делающей ее такой неординарной среди других кирпичных банных печей, нашедших свою прописку среди широкого круга почитателей русской паровой бани.

Основные особенности «Печи В Кубе» уже перечислялись мною в одном из постов цикла. 

И все же я посчитал целесообразным еще раз коснуться этого вопроса и более подробно осветить  и акцентировать внимание на некоторых особенностях данной Печи.

К тому же из моего поля зрения при написании цикла выпал вопрос, относящийся к режимам климатической обстановки, которые можно создавать в парной с такой Печью. Этому вопросу будет посвящен следующий пост.

Итак, поехали…

1) Банная «Печь В Кубе» получила такое название потому, что с целью извлечения из сжигаемых в Печи дров максимально возможного количества тепловой энергии и максимально эффективного ее использования для нагрева каменки, массива печи и воды, весь процесс пиролиза древесины (температурного разложения древесины на составляющие ее  компоненты — водород Н, кислород О, углерод С)  и окисления продуктов этого пиролиза кислородом воздуха происходит в трех функциональных частях Печи – «Микротопке», Топке и Камере Дожига дымовых газов (или «Реакторе»).

2) Устройство печи делает ее максимально эффективной в достижении стоящих перед банными печами задач – нагреть каменку до требуемых температур (в среднем по объему каменки до 500⁰С, при нагреве низа каменки до 800-900⁰С), изведя при этом минимальное количество дров и затратив на это минимальное время (при конкретных стартовых температурных условиях окружающей среды). Стенки Печи при этом успевают нагреться до Т=70-80⁰С с тенденцией повышения своего нагрева до Т=90-100⁰С во время выстаивания бани.

Эффективность сжигания в данной Печи дров столь высока, что позволяет практически полностью избежать остатков в Печи не прогоревших углей. Остающиеся в Печи количества золы и пепла не превышают 5 г на 1 кг сожженных дров. Печь чистится от их остатков 2 раза в год (при пользовании баней в среднем 1,5 раза в неделю).

Время топки Печи летом – до 1,5 часов при температуре воздуха не менее +18⁰С.

Время топки Печи зимой – до 2,5 часов при температуре воздуха в бане -6⁰С. Практики топки Печи при более низких температурах воздуха в холодной бани Игорь Васильев не приводит (в виду отсутствия соответствующего опыта).

Время топки Печи НЕ включает время на выстаивание и прогрев бани, которое может занимать от 1-го часа летом, до 2-х-3-х часов зимой (в зависимости от степени «промерзания» бани).

На приготовление бани (топка Печи + выстаивание парной, моечной) расходуется до 25 кг сухих дров летом и около 30 кг дров зимой. Данные показатели зависят от влажности сжигаемых в печи дров, их состава (сосна, дуб, береза и пр.), качества (трухлявые или нет) и температуры окружающего Печь воздуха.

Под выстаиванием бани подразумевается прогрев стен и потолка парной до 55 +/- 5⁰С, моечной – до 30⁰С. Помним, что речь идет о бане Игоря Васильева, о которой более подробно мы поговорим как-нибудь в будущем.

3) Печь имеет размеры в плане 5,5×4 «американских» кирпичей, эквивалентных ~ 4×3 «отечественным» кирпичам. Основной массив печи (Поддувало – «Микротопка», Топка и Камера дожига – «Реактор») содержит 19 рядов кирпичной кладки высотой ~ 130 cм (Рис.1).  Высота Чела – 169 см.

 Рис.1

Все, что находится выше этой отметки, можно отнести к конвективной системе Печи. Массив кирпичной кладки конвективной системы на продолжительность топки Печи не влияет. При этом он активно участвует вместе с основным массивом Печи в настаивании парной и создании в ней требуемой климатической обстановки (создании и поддержании требуемого уровня инфракрасного теплового излучения).

4) Общая компоновка печи показана на Рис.2.

 Рис.2.

Топка Печи представляет собой шамотный колпак, из которого удалены все теплопоглощающие элементы, мешающие  процессу наиболее эффективного сжигания дров. В частности из Топки удалена непосредственно каменная засыпка, являющаяся массивным «холодным ядром».

В банных печах, где каменка расположена в верхней части топливника (банных печах с каменками фильтрующего типа), до момента ее нагрева до температур порядка 450-500⁰С, никакого разговора об эффективности сжигания топлива речь идти не может. «Холодное ядро» снижает температуру дымовых газов и не дает возможности составляющим эти газы углеводородам (С, СО, Н₂) полностью окислится кислородом воздуха до конечных продуктов  реакции горения – углекислого газа СО₂ и паров воды Н₂О. Сжигание дров до этого момента проходит в печи не оптимально.

Высота Топки «Печи В Кубе» (от колосника до перекрыши) составляет 65 см, а ее верх находится на уровне 13-го ряда кирпичной кладки или 90-93 см (Рис.3). Объем Топки ~ 130 литров.

Для инициации и протекания наиболее эффективно процесса горения дров в Топке-колпаке используется небольшой костерок из горящих лучин, помещенный в Поддувале – «Микротопке».

Недогоревшие в Топке дымовые газы догорают в «Реакторе» Печи.

Для полноты протекания химических реакций горящих дров в Печи предусмотрена подача «вторичного» (ВВ) и «третичного» (ТВ) воздуха. ВВ подается вниз и в верхнюю часть Топки (на Рис.2 не показан), а ТВ подается в среднюю и верхнюю часть Реактора (на Рис.2 показан частично).

Весь ВВ и большая часть ТВ поступает в предусмотренные ему места Печи предварительно подогретым через соответствующие калориферы.

Подача как и Регулиговки подачи в Печь ВВ и ТВ  независимы друг от друга.

Оригинальное внутреннее устройство Печи позволило разместить в ней Каменку довольно низко.

Низ каменной засыпки находится на уровне 11 ряда Печи на высоте ~ 75-77 cм (Рис.3). Верх каменной засыпки при этом находится на уровне 16 ряда Печи на высоте ~ 112-114 cм  (Рис.3).

Рис.3

Низкое расположение Каменки позволяет  максимально прогревать низ Печи. Это обстоятельство, в свою очередь, самым благоприятным образом сказывается на климатической обстановке в парной, на создании в парной минимального перепада температур воздуха (градиента температур ∆Т) по ее высоте. Градиент температур воздуха после  окончании топки Печи и выстаивания бани составляет  величины порядка ∆Т=4-6⁰С на 1 метр высоты (в парной Игоря Васильева).

Другими словами, парная греется Печью, практически, с первых рядов ее кирпичной кладки.

Небольшой градиент температур воздуха в парной позволяет создать в ней обстановку, напоминающую обстановку в бане «по-черному».  Эта обстановка характеризуется равномерным температурным полем по всему объему парной и доминирующим присутствием инфракрасной (ИК) составляющей в ее температурном балансе.

Напомню, в бане «по-черному» ИК-составляющая теплопереноса превалирует над конвективной составляющей. Это соотношение составляет пропорцию не менее 70/30, а то и больше.

Если уровень пола в парной выполнить выше уровня пола в комнате отдыха (Рис.2), то в этом случае находящиеся в парной стенки Печи по высоте будут нагреты практически равномерно.

Относительная равномерность нагрева всех элементов ограждающих конструкций парной (потолка, пола, стен) позволяет долго держать в ней пар и созданную под свои запросы температурно-влажностную обстановку.

5) Вес теплоаккумулирующей парообразующей объема каменки составляет более 300 кг (240 кг камней + металлическая защита стен каменки 35 кг + шамот стенок каменки 56 кг).  Запасенной Каменкой энергии хватает на 2 дня парения. Каменка остается работоспособной после испарения на ней не менее 15 литров воды за банный сеанс.

За счет снижения (придерживаясь идеологии сжигания в Печи дров «С заботой») генерируемых Печью максимальных температур дымовых газов до значений ~ 1000—1100⁰С (вместо ~1500⁰С, имеющих место в банных печах обычной конструкции) в «Печи В Кубе» срок службы камней базальтовых пород составляет порядка 2,5-3 лет (вместо 3-6 месяцев, характерных для температур ~1500⁰С). Колосники Топки и Каменки, выполненные из арматуры (а не чугунные), остаются работоспособными в Печи более 10 лет.

6) Дверка каменки в Печи расположена горизонтально на высоте ~ 130 см (на 19-м ряду кладки). За счет подобного исполнения дверки каменки Печь приобретает ряд положительных пользовательских качеств (отсутствие «жесткого» инфракрасного излучения, направленного от нагретой металлической поверхности дверки в сторону парящихся, возможность получения в парной эффекта вращения пара в вертикальной и горизонтальной плоскостях, удобство пользования Каменкой как в процессе принятия банных процедур, так и при регламентном обслуживании ее и «Реактора» Печи).

Рис.4

7) В виду высокой эффективности сжигания в данной Печи дров в ней практически полностью отсутствует образование сажи и ее отложений на элементах конвективного тракта (в Каменке, в Реакторе, в Топке, в дымовой трубе).

И последнее.

8) Печь обеспечивает возможность создания в парной паровых режимов широкого спектра в течение 2-х суток после окончания топки, а также режимов «мягкого» лучистого инфракрасного прогрева, с температурой воздуха до 60⁰С спустя 3-е суток после перекрытия задвижки на трубе. Но об этом мы более подробно поговорим в следующем посте.

А на данном моменте разрешите временно откланяться.

До встречи!

P.S. Всем, кому приглянулась эта Печь и кто хочет попробовать свои силы в ее кладке, рекомендую заглянуть  на https://logos77.com и написать мне о своем решении на мой e-mail:  inforusbani@gmail.com.

Другие статьи на эту тему:

• Банная «Печь В Кубе» Игоря Васильева. Дайджест. Продолжение
• Банные печи с пламенным прогревом каменки. Подведение некоторых итогов по прошествии 5 лет строительства и эксплуатации печей подобного типа
• Банная печь по мотивам «Печи В Кубе» Игоря Васильева
• Банная печь Игоря Васильева. Попытка синтеза. Постскриптум
• Банная печь Игоря Васильева. Попытка синтеза. Часть 7. Окончание