Что такое тепловая пушка в бане

Паровая пушка против парогенератора: за кем останется поле боя

В Военно — историческом музее артиллерии, инженерных войск и войск связи сохраняется любопытный экземпляр приспособления для стрельбы шаровидными элементами, посредством энергии перегретого пара. Такая себе, не то паровая пушка, не то паровой пулемет. Как и большинства экземпляров «чудо — оружия» судьба агрегата оказалась незавидной. Испытания с шипением и грохотом провалились, и он отправился в запасники Артиллерийского музея. Любители бани, как люди исключительно миролюбивые, предлагают использовать пар только в благих целях. Как сделать его генерацию более качественной и эффективной — читайте в сегодняшнем материале.

От чего зависит качество пара

Вы наверняка слышали от банщиков с большим практическим опытом, что пар бывает «тяжелым», «сырым», «легким», «кисейным», «вязким» и так далее. От его качества, соответственно воспринимается и комфортность пребывания в парной, ощущения от процедур. Установлена строгая закономерность: чем выше температура воздуха в парном помещении — тем ниже должна быть абсолютная влажность.

Например, суховоздушная баня, которую некоторые ошибочно называют финской сауной, нередко имеет температуру воздушной среды порядка 105 — 120 градусов Цельсия. Вполне естественно, что влажность воздуха при таких значениях температуры не должна превышать 15 % в абсолютном исчислении, иначе комфортного пребывания в таких условиях, даже для подготовленного и закаленного человека, — не достичь. С другой стороны, существуют сугубо паровые бани, ярким представителем которых выступает восточный хамам. Здесь ситуация обратная.

Абсолютная влажность воздуха составляет показатель 85 % и выше, вплоть до 100 %, однако и температура воздушной среды здесь довольно низкая, порядка 45 градусов Цельсия. Безусловно, вкусы почитателей бани весьма разнообразны и противоречивы, и существует общепринятое соотношение так называемого «золотого пара», точнее наиболее комфортный усредненный баланс показателей температуры и влажности. Но для его достижения необходимо четко и точно регулировать процесс парообразования.

Принципы генерации качественного пара

Банные старожилы в один голос скажут, что качественный пар должен быть:

• Легким и прозрачным. Среди банных эстетов для него даже подобралось соответствующее выражение — «кисейный пар»;
• Уверенно формировать под потолком парного помещения вполне осязаемый «паровой пирог», от которого по мере необходимости уверенными движениями банного веника можно отнимать порции и распределять по полкам или внутреннему объему парной в целом. В немецких банях для этой цели существует даже должность «банного дирижера»;
• Мелкодисперсным. Именно мелкая фракция водяного пара обуславливает его проницаемость и воздушность. Он не обжигает бронхи, находиться в таком паровом облаке легко и комфортно. Дисперсность пара зависит от многих факторов: температуры контактной поверхности, теплопроводности и теплоемкости материала, площади соприкосновения, однородности температурных зон в объеме печки каменки и прочего.

Важно! Многие наверняка слышали достаточно критические отзывы о качестве пара, генерируемого чисто металлическими печами или металлической засыпкой в виде чугунных шаров. Дескать, такой пар очень жесткий, плоский, не имеет объема и глубины, так почитаемого ценителями. Такой пар, даже имеет запах и привкус жженого металла, железной окалины, что никак не добавляет приятных ощущений.

Чем выше температура камня банной печи, чем больше площадь контакта, чем более развита теплоемкость каменной засыпки, тем, соответственно больше шансов получить пар приемлемого качества. Однако, что мы имеем в реальности:

1. Большинство каменных корзин имеют очень неоднородную структуру прогрева всего объема камня. Внизу камень более разогрет, нежели в верхней части, которая и контактирует с водой, во время парообразования. Недостаточная температура верхней части каменки провоцирует генерацию крупнодисперсного тяжелого пара.
2. Для прогрева всего объема каменной корзины до необходимой температуры нужно время и топливо. Особенно актуален этот пункт для печей с большим количеством материала в каменке.
3. Даже если вода и попала на хорошо разогретые нижние слои, поднимающийся кверху пар будет проходить сквозь толщу камня с недостаточной температурой и снова потеряет свою кондицию.

Внимание! Не стоит забывать, что популярные в последнее время миксы для формирования каменной засыпки состоят из минералов нескольких видов, которые могут значительно отличаться друг от друга по ряду термодинамических характеристик. Соответственно и процессы парообразования на их поверхности будут различаться.

Паровая пушка, как средство повышения качества парогенерации

Что собой представляет конструкция, получившая в обиходе наименование паровой пушки. В принципе, она подтверждает старое правило, что все гениальное просто. Как мы уяснили из предыдущих разделов для получения хорошего пара необходимо подать определенное количество воды на камни, имеющие достаточно высокую температуру и залегающие в глубине корзины. Для этого, в практику вошла конструкция состоящая из:

• Приемной горловины в виде воронки достаточного объема, снабженной обратным клапаном. Очень часто роль клапана играет подпружиненная пластинка, которая открывается под весом жидкости и закрывается после опорожнения сосуда, препятствуя выбросу раскаленных капель в обратном направлении;
• Гибкой трубки из жаропрочной коррозионностойкой стали, которая выполняет роль проводящей магистрали для жидкости. Ее длина и диаметр напрямую зависят от характеристик каменки, ее размера, фракции камня и прочего;
• Оконечника, который помимо функции распределения воды в массиве каменки, должен быть наделен достаточной механической прочностью и жаростойкостью при постоянном контакте с раскаленным камнем.

Эта конструкция, призвана доставить и направить порцию воды к нижним, самым разогретым слоям каменной засыпки. Однако, она не решает основной вопрос остывания пара, проходящего сквозь верхние слои камня, имеющих недостаточную, с точки зрения качественного парообразования, температуру. Для преодоления этой проблемы конструкцию необходимо дополнить несколькими элементами:

• Расширительным бачком, имеющим форму плоской коробки из нержавеющей стали, в котором, непосредственно, и будет происходить генерация пара. При расчете его объема полезно вспомнить правило, что 18 грамм воды при тепловом воздействии преобразуются в 22 литра пара. Герметичная коробка имеет два патрубка: один для подсоединения уже известного нам водовода, другой — выполняет роль исходящего паропровода;
• Ввиду того, что конструкция в таком виде является менее мобильной, а генерация пара происходит в разогретом расширительном бачке, то водовод и паропровод рациональнее изготавливать из жесткой жаропрочной трубы, а не гофрированной, как в первом варианте;

Словечко от Бывалого! Второй вариант подразумевает периодическое техническое обслуживание конструкции, на предмет целостности ее отдельных элементов и удаления накипи из полости бачка. Особенно это актуально при использовании жесткой воды из открытых источников. Мягко удалить накипь можно кипячением емкости в 9 % растворе уксусной кислоты в течении 2 — 3 часов. Естественно, из за резкого запаха уксуса, такую процедуру необходимо проводить на открытом воздухе.

Как мы видим ключевым фактором применения паровой пушки является цикличность ее действия: подали порцию воды — получили облако пара. В то же время есть методы постоянного получения пара, по примеру того же кипящего чайника,- и их реализует парогенератор.

Парогенератор: от простого — к сложному

Вообще то, постоянная, а не цикличная генерация пара — прерогатива бань восточного типа, прежде всего хамам. За счет низкой температуры и чрезвычайно высокой влажности получить необходимый объем пара цикличным методом невозможно. Не следует забывать, что пар остывая, конденсируется обратно в жидкость и этот процесс идет постоянно.

Самый простой метод пришел к нам со времен древнеримских терм. Большие котлы с водой кипели, и получаемый пар по специальным каналам подавался в парильное помещение. В современной интерпретации этот метод реализуется следующим образом. Металлическая банная печь оснащается открытой водяной рубашкой, широкая контактная поверхность которой способствует постоянному испарению воды по мере выхода отопительного прибора на номинальный режим работы. Открытая схема предопределяет несколько важных моментов:

1. Визуально легко контролировать уровень воды в рубашке и восстанавливать его, по мере необходимости.
2. В холодное время года отсутствует опасность замерзания и разрыва контура.
3. Испарение происходит равномерно со всей поверхности гидравлической обвязки.
4. Открытую систему легко обслуживать и ремонтировать. Она в меньшей степени подвержена процессам образования накипи.

В то же время, она имеет и ряд недостатков:

• Продолжительное время выходит на рабочий режим;
• Тяжело управляется;
• Не предоставляет возможности получения «ударных» порций пара, а в той же русской бане это одна из ее изюминок.

Этот вариант представляет плеяду, так сказать пассивных парогенераторов, но есть еще и генераторы активные.

Типы парогенераторов

Если мы хотим получить более быстрый выход на режим образования пара, более гибкие методы управления процессами, то нам стоит обратить внимание на источники пара несколько иного характера. Практически все они в качестве источника тепловой энергии используют электрический ток.

На основе ТЭНов

ТЭН — трубчатый электрический нагреватель — широко известен в быту. Электрические чайники, стиральные машины, бойлеры несут его в качестве источника термических процессов. Основной недостаток таких приборов это склонность к образованию известковых отложений на металлической контактной поверхности, что в свою очередь снижает эффективность его теплоотдачи. Некоторое снижение остроты проблемы сулит применение нагревателей, имеющих керамическое тело,- но они существенно дороже металлических.

Второе на что следует обращать внимание — это постоянный контроль за недопущением снижения воды в камере генерации ниже минимального уровня. Стоит оголить нагревательный элемент такого типа, как тут же происходит его перегрев и выход из строя, за счет физического разрушения токопроводящей цепи. В остальном, парогенераторы с использованием ТЭНов очень популярны и находят самое широкое применение: от компактных саун до кустарных цехов по получению контрафактного спирта — острым паром очень удобно разваривать и осахаривать крахмалосодержащее сырье.

Электродные системы

В этом случае, нагревание воды происходит за счет активного движения элементарных частиц между катодом и анодом. Опасности перегрева и выхода из строя токопроводящей цепи здесь не существует в принципе. Проводником тока выступает сама вода. Есть она в камере — цепь замкнулась, процесс начался. Испарилась — автоматически завершился и процесс генерации пара, прекратилось потребление энергии. Производители такого оборудования обещают более высокий коэффициент полезного действия у таких агрегатов и повышенную безопасность эксплуатации.

Индукционные нагреватели

Один из самых высокотехнологичных образцов продуцирования перегретого пара. В быту аналогию можно провести с микроволновой печкой. Чебурек или пицца разогреваются в кухонном агрегате без визуальных процессов, — быстро и эффективно. В промышленности эффект еще более весомый.

С помощью индукционных установок проводят термообработку металлических деталей, за короткий промежуток времени, разогревая изделие весом в несколько десятков килограмм до красного каления. В основу работы индукционных систем положено способность к разогреву вещества в поле, образуемом токами высокой частоты. Проще говоря, принцип работы такого устройства заключается в передаче теплоносителю энергии магнитного поля.

Кстати! Элементы конструкции индукционного нагревателя вихревого типа монтируются снаружи, что в какой то, степени исключает возникновение протечек и упрощает монтаж и обслуживание системы.

Паровая пушка для бани своими руками, схемы которых мы привели, проще всего реализуется посредством применения ТЭНов, поскольку и индукционный и электродный принцип нагрева требуют ответственного подхода к реализации, подкрепленного фундаментальными знаниями в области электротехники.

Примеры реализации простых сборок генераторов пара для бани можно увидеть в приложенных к этой статье видеоматериалах.

Заключение

Подводя итоги, хочется отметить следующее. Стабильная генерация качественного пара достаточно нетривиальная задача и зависит от реализации целого комплекса мероприятий, начиная от эффективности печи и заканчивая качеством материала каменной засыпки. Общепринятая практика подразумевает для насыщения парного помещения перегретым паром расход тепловой энергии порядка 10 кВт на квадратный метр площади, при высоте потолков 2300 мм. И что бы не обещали производители и продавцы разнообразнейших чудо — конструкций,- законы физики непоколебимы. Чудес не бывает.

Источник статьи: http://obane.info/oborudovanie/parovaja-pushka.html

Паровая пушка: делаем парогенератор для бани своими руками

Не любите ходить в баню? Может, у вас там просто неправильный пар! Парогенератор — это прибор, который поможет забыть о плохом самочувствии в парной. Он создаёт в помещении максимально полезный и безопасный, так называемый «лёгкий» пар. Это устройство используют в лечебных центрах и санаториях, но вы можете изготовить его и для собственной бани.

Паровая пушка: что такое и с чем его едят

В парной генератора не видно, пар подаётся через отверстие в стене

Парогенератор или паровая пушка для бани — это специальное устройство, призванные обеспечить парную паром необходимого качества. Прибор может быть максимально автоматизированным, снабжаться блоком ароматизации пара и дисплеем для вывода текущего режима работы.

Принцип действия паровой пушки состоит в нагревании пара до максимально возможной температуры, чтобы сделать «тяжелый», вызывающий духоту пар «лёгким» и полезным.

Чем выше температура пара, тем он суше и целебнее.

В парной с лёгким паром можно проводить много времени

Виды тепловых пушек и их устройство

Парогенераторы могут использоваться совместно с каменкой, или генерировать пар с использованием электроэнергии.

Первый вид несложно изготовить самостоятельно, собрав в одну конструкцию трубу с лейкой для подачи воды, накопительную ёмкость и обратный клапан для пара.

Детали простого парогенератора

1	Трубка с перфорированным концом для заливки воды и выхода пара.
2	Крышка-концевик резьбовой фиксации.
3	Расширительная ёмкость для заливки воды.
4	Гайка для присоединения ёмкости к трубке.
5	Клапан, противодействующий возврату недогретого пара.

Производители каменок также предлагают собственные парогенераторы, подходящие для каждой конкретной модели печи, но они обходятся существенно дороже самодельных.

Виды парогенераторов, которые используются вместе с каменкой

Электрические модели подразделяются на три основных вида в зависимости от типа нагревательных элементов:

Электродные. Прибор нагревает воду, используя её как проводник электричества от одного электрода к другому. Повышение температуры обеспечивается увеличением скорости движения моллекул жидкости. При изменении давления, количества воды и солевого состава раствора проводимость значительно изменяется, поэтому оценить нагрузку прибора на электросеть очень трудно и сложно удержать её в заданных рамках. В результате подача пара оказывается неравномерной и сам пар не всегда соответсвует заданным характеристикам. Кроме того, электроды со временем растворяются и периодически требуют замены.

Электроды для паровой пушки

ТЭН для электрической тепловой пушки

Медная индукционная катушка для парогенератора

Большинство представленных на рынке моделей тепловых пушек работают от ТЭНов, поскольку эта технология наиболее проста в реализации. При желании подобное устройство можно соорудить самостоятельно. Самодельные электродные или индукционные парогенераторы практически не встречаются, так как конструкцию этого типа сложно сделать надёжной и безопасной в кустарных условиях.

Такая панель управления парогенератором располагается при входе в парную

Покупные электрические парогенераторы дают пользователю возможность самостоятельно устанавливать нужную консистенцию пара. То есть если в парной нет каменки, но есть тепловая пушка, в ней несложно создать атмосферу, соответствующую тёплому влажному хамаму, горячей влажной русской бане или горячей сухой финской сауне. Достаточно просто изменить настройки прибора перед сеансом.

Доводы в пользу парогенератора

1. Экономия воды. По сравнению с обычной каменкой, пар из которой выходит из парной вместе с дымом, электрический парогенератор обеспечивает нужную плотность пара при меньших затратах воды.
2. Удобство использования. Покупные парогенераторы обычно автоматизированы, их можно запрограммировать на подачу пара в нужном количестве в необходимое время. Это значит, что никому не придётся дежурить у камней и подливать воду, когда они достигнут нужной температуры. Даже если парогенератор самодельный, его объема обычно хватает на полный сеанс отдыха в парной и подливать воду в процессе не приходится.
3. Максимально полезный сухой пар. Если генератор сделан правильно, в парную попадает «лёгкий» пар, состоящий из очень мелких капель. В отличие от более «тяжёлого» пара обычной каменки, он не оказывает вредного действия на сердечно-сосудистую систему и не приносит дискомфорта. В парную с генератором могут ходить даже дети.
4. Быстрая подготовка парной к работе. В каменке нужно ждать, когда вся масса камней нагреется до нужной температуры. С парогенератором на подготовку йдёт всего 15–20 минут, так как пар в нём образуется благодаря контакту воды с раскалённым железом внизу топки или с нагревательным элементом (в электрических моделях). При желании можно оборудовать парную только с генератором пара, вообще отказавшись от каменки. Правда, в таком случае понадобится предусмотреть альтернативную систему отопления.

Несмотря на обширный список достоинств, многие отказываются от установки парогенератора в домашней бане из-за его высокой цены. Но функциональный и долговечный прибор можно изготовить и своими руками

Парогенератор в сауне, бане, хамаме

Русская баня не обойдётся без парогенератора

Вопрос получения сухого пара острее всего стоит в русской бане, так как при температуре 60–70 о С высокая влажность переносится крайне сложно. Когда пар «тяжелый», то есть слишком влажный, трудности с сердцем часто возникают даже у здоровых людей. Поэтому в русской бане парогенератор просто необходим.

В хамаме пар не такой горячий, как в бане

Хамамы напротив славятся влажным паром, который при более низкой температуре (50 о С) не приносит никаких неудобств. Такой пар несложно получить в обычной каменке, поэтому дополнительные устройства в турецкой бане не требуются.

Пара в сауне не должно быть слишком много

Финская сауна в противовес хамаму должна быть очень сухой. «Лёгкий» перегретый пар из генератора поможет поддержать в сауне необходимую атмосферу и одновременно сгладит неприятные ощущения от пересушивания слизистых носа и горла. Для сауны подойдёт маломощный генератор, так как большое количество пара в ней не требуется.

К какому бы типу не относилась парная, устанавливать тепловую пушку прямо в ней нельзя, иначе электрические детали прибора быстро выйдут из строя в таких неблагоприятных условиях. Поэтому электрическую тепловую пушку всегда монтируют в хозяйственном помещении через стенку.

Ориентировочная схема установки электрического парогенератора

Делаем электрический парогенератор для бани своими руками

Технологическая схема электрического парогенератора

Оцениваем мощность прибора

При покупке тепловой пушки её выбирают исходя из общего объёма парной комнаты.

Объем парной, м 3	Мощность тепловой пушки, кВт
4–5	4–5
10–13	8–10
15–18	12
> 18	16

Специалисты рекомендуют изготовлять своими руками тепловые пушки мощностью не больше 5 кВ. Но если у мастера есть опыт и хорошее оборудование, возможно собрать надёжный 10-киловатный агрегат (такие подключаются к трёхфазной сети).

Подбираем материалы

Для начала нужно найти ёмкость, которая способна выдержать высокое давление перегретого пара. Как правило, мастера используют скороварку (для небольшой парной или финской сауны) или старый газовый баллон. Объем емкости выбирается с учётом желаемой мощности прибора, ориентировочно — 10 л воды на 3 кВт тена. То есть если вы решили делать паровую пушку на 5 кВт, понадобится ёмкость на 15–20 л. Если же у вас есть баллон на 12 л, вы можете сделать из него парогенератор мощностью не более 3–4 кВт.

Ассортимент газовых баллонов позволяет подобрать удачный вариант для любого парогенератора

Баллон перед использованием необходимо подготовить:

1. стравить остатки газа;
2. вывинтить клапан;
3. залить резервуар 5–6 литрами тепловатой воды и ополоснуть все стенки;
4. после слива первой порции полностью заполнить ёмкость тёплой водой с добавлением жидкого мыла, при необходимости повторить ещё 1–2 раза.

Если баллон подготовить недостаточно тщательно, вода в нём будет загрязняться, а у пара останется ощутимый запах ржавчины.

Помимо ёмкости вам понадобятся:

Шаровые краны (уточните у продавца, они должны быть рассчитаны на работу при повышенных температурах).

Шаровый кран для водопрода в разрезе

Разные виды медных ТЭнов

Термостойкий шланг для отвода пара

Манометр для паровой пушки

Предохранительный клапан для сброса излишнего давления

Пример сгона из нержавеющей стали

Необходимые инструменты

• слесарные приспособления для работы с водопроводными трубами;
• дрель для высверливания отверстий в ёмкости;
• набор гаечных ключей или 2 ключа с регулируемым размером;
• метчик для нарезки резьбы (только для работы с газовым баллоном);
• сварочный аппарат (если его нет, можно заказать работу у специалиста).

Инструкция по изготовлению паровой пушки

Если у вас нет сварочного аппарата, попросите сварщика врезать в баллон тройник. Так вы сможете надёжно присоединить паровой кран и группу безопасности, но оплатите только одну операцию.

Собрав необходимые инструменты и материалы, можно приступать к монтажу:

На расстоянии 1,5–2 см от низа ёмкости высверлите отверстие и врежьте с его помощью ТЭН. Если вы решили установить несколько трубчатых нагревателей, выполнять монтаж следует поочерёдно, так как при высверливании отверстий «на глаз» ТЭНы могут оказаться слишком близко друг к другу. На этом этапе вам может понадобиться помощь более опытного сварщика, так как патрубок для установки нагревателя должен ввариваться крайне аккуратно и тщательно. Готовый узел примыкания обязан выдерживать давление в 6 атмосфер, иначе парогенератор сломается уже при пробном запуске.

Размещённые друг над другом нагреватели ни в коем случае не должны соприкасаться

Узел отвода пара из генератора

Шаровый кран аккуратно вмонтирован в крышку скороварки

Подсоединение манометра и клапана к крышке скороварки

Подача воды из контрольного резервуара

Подвод воды в парогенератор черед медную трубку под ТЭНом

По окончании сварочных работ проведите тест на герметичность, для начала просто залейте бак водой и проследите, не появились ли капли на швах. При малейшем подозрении шов нужно укрепить. Дальше приступайте к пробному запуску парогенератора и убедитесь, что предохранительный клапан вовремя убирает избыток давления. Если прибор справился с тестами, можно зачистить швы и покрыть его термостойкой краской, чтобы придать ему более эстетичный вид.

Видео об испытании парогенератора

Хотите защитить парогенератор собственного изготовления — добавьте в его электроцепь магнитный пускатель. Тогда при избыточном давлении прибор не просто стравит пар, а полностью выключит нагрев (разомкнёт электрическую цепь, к коротой подключены ТЭНы).

Полезные советы по использованию и монтажу

• Шланги важно проложить без перегибов и с небольшим уклоном, чтобы при образопании в трубках конденсата он свободно стекал и не образовывал пробок.
• К электросети дома парогенератор подключается только через УЗО мощностью 10 мА (если прибор в парной) или 30 мА (если генератор в подсобке).
• Заземление корпуса генератора обязательно! Не подвергайте опасности свою семью и гостей.
• Проверять уровень воды в самодельном парогенераторе можно только до начала разогрева. В рабочем состоянии кран, соединяющий бак паровой пушки и резервную ёмкость, должен быть закрытым.
• Следите за чистотой внутри резервуара, через каждые 5–10 сеансов проводите очистку кислотой (как в чайнике). Если вода в вашем регионе мягкая, чистки можно делать реже. Ещё один вариант — использование подготовленной воды: пропущенной через ионообменник, дистилированной или просто предварительно кипячённой и отстоенной.

Видео: обзор русской бани с самодельным парогенератором

Как видите, имея старый газовый баллон и небольшой опыт сварочных работ вполне реально обеспечить себя работоспособным парогенератором. Если вы ещё не оценили достоинства лёгкого пара, рекомендуем для начала изготовить самую простую тепловую пушку из трубы и кружки. Уверены, что ради бодрящего и оздоровительного эффекта лёгкого пара вы вскоре захотите обзавестись и более продвинутым вариантом.

Источник статьи: http://maja-dacha.ru/parogenerator-dlya-bani-svoimi-rukami/