Банные печи-каменки
Банные печи-каменки устанавливают в парильных отделениях бань для получения пара и отопления помещения парилки, где должна поддерживаться температура около 40—100° С. Печь-каменка (рис.13) состоит из топливника для дров и закрытой камеры. На свод топливника укладывают булыжник и чугунные чушки слоем 20—22 см, последние добавляют к булыжнику, чтобы ускорить разогрев печи-каменки (чугун быстрее разогревается, чем булыжник). В своде имеются щели; дымовые газы, пройдя через них, пронизывают толщу булыжника с чугунными чушками. Далее дымовые газы попадают в два расположенных сбоку опускных канала и отсюда удаляются в дымовую трубу.
В верхней части топливника под аркой находится «змеевик», в котором нагревается вода для мытья. Для придания боль шей прочности корпус печи-каменки может заключаться в металлический каркас.
Пар получают, обливая водой через специально устроенное окно раскаленный булыжник. Через то же окно печи пар поступает в помещение.
Рис. 13. Банная печь-каменка: 1 - топочная дверца; 2 - поддувальная дверца; 3 - решетка колосниковая; 4 — топливник; 5 — щелевая арка; 6 — огнеупорный кирпич
При расчете печей-каменок рекомендуется придерживаться следующих данных:
- Масса камня и чугунных чушек на 1 м3 объема парильни 60-62 кг, из них 80% камня и 20% чушек.
- Для получения пара количество горячей воды (45—50° С), забрасываемой в каменку, берут из расчета 6 л на 1 посетителя, что примерно равно объему одной банной шайки.
Печи-каменки постоянного действия
Наиболее удобны для пользования печи-каменки постоянного действия с электрическим нагревом — электрокаменки.
Мощность электрокаменки зависит от объема парильни, качества теплоизоляции ее стен и температуры атмосферы. Ориентировочно можно принять, что для 1 м3 объема парильни потребляемая мощность равна 0,7 кВт. Это значит, что при высоте потолка 2—2,2 м для обогрева 1 м2 площади парильни требуется 1,4—1,6 кВт энергии.
Простейшая электрокаменка представляет собой электропечь закрытого типа, на которую поставлена металлическая коробка с камнями. Если мощность такой электрокаменки недостаточна для хорошего обогрева воздуха, можно использовать вторую электропечь закрытого типа, установив на нее массивный кусок металла для улучшения отвода тепла.
В электрокаменках заводского изготовления нагрев камней осуществляется трубчатыми электронагревателями (ТЭГами, ТЭНами), входящими снизу в толщу каменной засыпки. Более совершенными являются электрокаменки, в которых вентиляционный воздух не проходит через толщу камней, а свободно обтекает каменную засыпку между двумя кожухами и нагревается дополнительными электронагревателями. При этом камни нагреваются до 350—450° С, а воздух — до 100—120° С. Увеличивая число камней в засыпке, можно повысить запас накапливаемого ими тепла для получения пара. Для парильни с сухим паром масса камней может быть минимальной. Многие зарубежные конструкции электрокаменок предусматривают возможность изменения массы камней в 10—32 раз (например, для средней по размерам каменки — от 5 до 60 кг). Такая система раздельного нагрева каменной засыпки и воздуха с регулированием массы камней называется системой мягкого нагрева. Преимуществом такой системы является также то, что воздух не контактирует с раскаленными камнями и не приобретает неприятный запах из-за прогорания пыли, постоянно содержащейся в воздухе.
Для обеспечения удобств и безопасности пользования электрокаменки необходимо оборудовать регулятором температуры, ограничителем температуры, который отключает электронагреватель при достижении температуры воздуха в помещении 140° С, и реле времени, которое отключает электронагреватель через заданное время непрерывной работы (до 5 час.).
Металлическая печь-каменка непрерывного действия, совмещенная с кухонной печью
Размеры печи-каменки 40x50 см, температура в парилке поддерживается до 100° С. Такие печи занимают мало места, быстро поднимают температуру в парильне и мыться там можно через 30 минут после начала топки. Они гигиеничны, безопасны, не требуют частого ухода. Большинство бань на садовых и дачных участках оборудуют такими печами.
Конструкции печей многообразны. Сочетаться такие печи могут с печами-сушилками, варочными печами. Печь изготовлена из отходов листового железа. Верхняя часть топливника кухонной печи сообщена с зольником печи-каменки, которая топится также и со стороны кухни (рис.14). В корпус печи-каменки вмонтированы открытые с обеих сторон жаровые трубы с камнями. На печь ставят бачок с кранами и трубками для подвода воды в жаровые трубы. Для того, чтобы не получить тепловой ожог, полог закрыт металлическим экраном из кровельной стали. Эта баня быстродейственная.
Рис. 14. Металлическая печь-каменка непрерывного действия, совмещенная с кухонной печью: а — совмещенная печь; б — схема применения печи: 1 — кухонная печь; 2—дверка кухонной печи; 3 — жаровые трубы с каменной засыпкой внутри; 4 — печь-каменка; 5 — дверка каменки; 6 - баня; 7 — дымовая труба; 8 - кирпичная перегородка; 9 — летняя кухня; 10 — экран из листовой стали; 11 — полок;12 — деревянное ограждение
Если топить кухонную печь нет необходимости, то дрова закладывают непосредственно в печь-каменку. Расход дров меньше, а нагревается баня еще быстрее. Как и другие металлические печи-каменки непрерывного действия, печь не накапливает требуемого тепла. Она быстро нагревается, но и быстро охлаждается, поэтому надо постоянно подкладывать дрова. Необходимость непрерывной топки создает неудобства.
Металлические печи имеют малую теплоемкость и не создают необходимой мягкости и равномерности нагрева тела. Предпочтительнее пользоваться теплоемкими печами-каменками из кирпича, можно топочную камеру отделить от камеры для камней перегородкой, тогда печь может топиться и в непрерывном и периодическом режиме. В таком случае печь называется комбинированной.
Печь-каменка с нижним размещением бака
Печь отличается большей длиной топки, большим объемом камеры для камней (50 л), наличием нижней заслонки для обеспечения растопки. Размещение бака внизу создает удобства при наполнении его холодной водой и заборе горячей воды. Вода в баке нагревается быстрее, так как он торцом выходит в топку, а с боков и снизу омывается горячими газами. Для ук ладки верхних кирпичей бак должен быть закрыт сверху па 2/з длины. Для его закрытия можно пользоваться также стальной пластиной размером 270x270x5 мм. При открытой нижней заслонке дымовые газы попадают в дымовую трубу, минуя нижние дымообороты. Поэтому после растопки печи, когда устанавливаются устойчивое горение и хорошая тяга, нижнюю заслонку необходимо закрыть. Камни и бак закрывают легкими съемными или откидными крышками из оцинкованной кровельной стали (рис. 15).
Рис. 15. Печь-каменка с нижним размещением бака: а — конструкция печи; б — порядок работы: 1 — дверка поддувальная; 2 — дверка топливника; 3 — чистка; 4 — бак; 5 — нижняя заслонка; 6 — верхняя заслонка; 7 — колосниковая решетка; 8 — плита; 9 — камни
При кладке перекрыши (верхней стенки) в целях обеспечения большей герметичности швов предпоследний ряд кирпичей необходимо сдвинуть относительно соседних рядов на ширину шва, а еще положить на предпоследний 18-й ряд перекрыши кусок кровельной стали размером 27x27 см. Для кладки требуется 230 штук кирпичей.
В качестве дымовой заслонки можно использовать стальную пластину размером 300x70x3 мм, установленную в направляющие желоба из металлических полосок.
Каменная засыпка
Основное требование к камням для засыпки — чтобы они хорошо аккумулировали, а затем отдавали тепло, выдерживали высокие температуры и не растрескивались от воды. Для этого они должны быть плотными (с большой удельной массой), однородными, равномерно нагреваться по всей массе и иметь одинаковый коэффициент теплового расширения во всех направлениях. Чтобы не распирать печку изнутри и не разрушать ее, камни должны быть округлой формы и иметь гладкую поверхность. Всем этим требованиям отвечают хорошо скатанные крупные тяжелые камни-булыжники, подвергшиеся закалке солнцем и водой за миллионы лет. Наиболее прочны камни из горных пород вулканического происхождения - базальта, гранита, андезита и др. Если таких камней нет, можно воспользоваться камнями из кремнистых горных пород невулканического происхождения. Отличаются они твердостью, плотностью, темным цветом. Собирают их у рек, озер, заливов. Слоистые камни из песчаника, известняка и других осадочных пород для каменок не подходят, так как они быстро разрушаются, забивая каналы для пламени, дыма и пара. Прочность камней и отсутствие трещин в них проверяют, ударяя друг о друга или молотком. Размеры камней должны быть не менее 10 см (больше кулака взрослого человека).
Кремнистые породы вулканического происхождения с острыми полупрозрачными краями для каменной засыпки печи непригодны. При выплескивании воды они раскалываются и «выстреливают», отбрасывая на несколько метров острые мелкие куски, которые могут поранить тело.
Раскалываться с выбрасыванием кусков могут и другие плотные камни. Поэтому наиболее плотные из них при укладке в печи со стороны моющихся необходимо закрыть менее плотными, лучше всего кирпичами.
При укладке снизу кладут самые крупные камни, выше — более мелкие. Для ускорения нагрева по всей толще и облегчения отдачи тепла при подаче воды камни укладывают вперемежку с чугунными чурками или железными (стальными) болванками. Чугун и сталь имеют большую объемную теплоемкость, чем горные породы, и хорошо проводят тепло. Располагать чурки или болванки следует вертикально, чтобы они проводили тепло снизу вверх. Со временем камни растрескиваются и крошатся. Поэтому необходимо ежегодно перебирать камни, расколотые заменять целыми, убирать мелочь, которая забивает каналы между камнями. Желательно в бане иметь некоторый запас камней, чтобы каждый раз не искать их и не ждать лета. Неплохим заменителем камней являются битые керамические и фарфоровые изделия. Они термостойки и выдерживают резкие изменения температуры. Обычно куски этих материалов имеют небольшие размеры и пригодны лишь для верхнего слоя каменной засыпки. Можно использовать также куски кирпича, лучше всего пережженного кирпича — железняка — деформированной формы с оплавленными краями, которые непригодны для кладки.