Печь для русской бани васильева

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.

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 500 0 С, при нагреве низа каменки до 800-900 0 С), 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=70-80 0 С с тенденцией повышения своего нагрева до Т=90-100 0 С 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 +18 0 С.

Время топки Печи зимой – до 2,5 часов при температуре воздуха в бане -6 0 С. 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 +/- 5 0 С, моечной – до 30 0 С. 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.

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.

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 450-500 0 С, 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

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

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=4-6 0 С 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

1500 0 С, 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

1500 0 С). 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).

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).

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 60 0 С 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.

Баня, такая как она должна быть по уставу, появлялась у нас ступенчато. В начале, это был домик, отапливаемый простой буржуйкой с нахлобученым отопительным щиточком (гости очень удивлялись — куда поддавать?), там я жил. Потом, через несколько лет доработка фундамента, канализация, фундамент для основательной печки. Потом уж сама основательная печка.

Ванная в каждой квартире — это правильно.
Это цивилизация.
— Ты мне говоришь?
— Тебе.
Но сам процесс мытья,
который в бане выглядит, как торжественный обряд,
в ванной просто смывание грязи.
И потом, пожелание «с легким паром» в ванной!
На свеженького.
Но разве в ванной есть пар?

Кинофильм «Ирония судьбы, или С легким паром!».

Для кладки печи понадобилось.

Инструменты.
Первейший инструмент печника – мастерок или кельма. Существуют разные, очень понравился маленький и узкий. Непременно отрезная машинка (болгарка) с алмазным диском, резиновая киянка, правило или хорошая прямая рейка длинной метра полтора. Защитный прозрачный щиток или очки, наушники. Набор обычного слесарного инструмента, разметочный инструмент, уровень, лучше коротенький и длинный. Веревочки. Пригодился шуруповерт. Пользовался сваркой. Для приготовления глиняно-песчаной смеси, удобно пользоваться мощной низкооборотистой дрелью с насадкой-мешалкой. Емкости для вымачивания кирпича, материалов, воды.

Материалы.
Понятно кирпич, глиняный и шамотный. Глина, песок, мертель или специальный состав для кладки огнеупора. Арматура для решетки и самодельного колосника. Асбестовый картон. Стальная отожженная проволока или тонкая перфорированная лента для закладывания в швы. Печные приборы (дверки, шиберы). Оцинкованная сталь для отливов. Немного железок для крепления бака, плюс прямоугольная труба для теплообменника. Бак для кипятка. Немного металлопластиковой трубы и соответствующих соединителей-переходов. Два крана. Лента ФУМ.

Это вот некий промежуточный вариант. Совсем временный, чтоб руки не мерзли во время кладки — на дворе зима. Ну и при минусе кладку не ведут, везде вода — замерзнет, потом все растрескается.

Пол был не укреплен, пришлось отопительный щиток складывать на полочке. Крепления потом обуглились и вся конструкция, едва не обрушилась, пришлось укрепить металлической полосой, к потолку. Приподняв волшебным домкратом.

Вон как палка обгорела. Ящик с камнями вокруг трубы — намёк на банность. Ежели, как следует накочегарить, можно было и поддавать, но деревяшки во время топки начинали дымиться, так что, сильно не рисковал.

Ну что же, приступим к основной печи. Вариантов было несколько, с открытой каменкой, она-же чуть изменённая (топка побольше, чистки вынесены на одну сторону, ещё чего-то).

Уж потом созрел на то, что есть сейчас. Занимаемся заготовками — материалы, печные приборы, теплообменник. Вот о нём сейчас и речь.

Железка, из которой выкроен первый. К слову это безобразие тоже имело отношение к бане — останки банной печи от бабушки в частном секторе города. Топка. Примечательно, что из нержавеющей стали, потому и хранил.

Водогрейная коробка. Выкроил из кусочков.

Перегородка, чтоб вода позамысловатей двигалась, под углом — чтоб воздушный пузырь, буде таковой обнаружится, всплывал через трубу в бак. Нержавеющая сталь, что была выпилена из бабушкиной топки, оказалось разных сортов, еще и сильно покорёженная от температуры. Сваривалась отвратительно, да и сварщик я, от слова «так себе». Словом, добиться герметичности так и не удалось. Плюнул на нержавеемость, порылся в железках, нашел подходящие куски прямоугольной трубы.

Проверка герметичности, заваривание дырок.

Сделал — молодец. Но тут родилась следующая концепция банной печи и теплообменник пришлось делать другой. Для бешеной собаки.

Такой простой, да с моим-то опытом. тьфу! Одной левой.

Печь банная, полностью кирпичная. С прямым нагревом камней, то есть, топочные газы проходят сквозь насадку из булыжников разогревая ее, после полного окончания горения последних углей, открывается дверца каменки и дальше как обычно. Печь имеет подачу вторичного воздуха в зону догорания топочных газов, это черненькие прямоугольные решетки на лицевой части печи. Три шибера позволяют – нижний, это прямой выход из топки в трубу, полезен при растопке, когда холодная насадка из камней сильно охлаждает топочные газы. Средний шибер – задвижка «летнего хода» — выход топочных газов сверху камней в трубу, минуя опускной канал. Ну и задвижка трубы.

По сравнению с оригинальной, в своем исполнении опустил подачу вторичного воздуха – слишком много возни во время топки, а преимущества не слишком выражены. Также отсутствует нижний шибер для растопки – слишком сложен надежный конструктив, ведь температуры там под занавес, таковы, что шамотная футеровка светится. Ну и по мелочам – перенесена в удобное место прочистка, «поддон» для закладки камней выполнен из арматуры (см.ниже), чтобы увеличить объем камней, дверца каменки расположена зеркально, сокращена длина топки на один кирпич (не помещалась).

Уй! Совсем забыл сказать — печь эта, конструкции замечательного конструктора, инженера из Канады, Игоря Васильева. Почитать про нее и сопутствующие моменты можно на форуме «Русская баня».

Всё что можно — просеиваем! Как то поленился, потом намучался с камешками в глиняной смеси при кладке.

Дверка топочная. Её заделке в печную кладку, стоит уделить самое пристальное внимание. Узел очень ответственный. Напряженный в смысле температур и очень разные материалы (кирпич-чугун). Классический способ с проволокой или кляймерами (металлическими полосками) не столь хороши, правильно сделанные, они, возможно и не дадут дверце вывалиться через время, но никак не защищают края кирпичей внутри топки. Вокруг дверки. Изнутри. А они трескаются от высоких температур, их просто периодически тыркают поленом при топке, особенно когда подкладывают-подкидывают дровишек в горящую печь. Авторская, можно сказать, технология заделки, позволяющая насмерть закрепить стандартную чугунную печную дверцу в стенке печи и защитить уязвимое место топки от выкрашивания.

Рубероид-гидроизоляция, 1-й ряд, козырёк отлива, заметьте, как изящно закрепил его в кирпичных швах «отгибушками». Правда молодец?

Через ряд-два прокладываем проволоку, либо вот такую дырчатую ленту (удобно), не ленимся. Банная печь, в отличие от отопительной в доме, испытывает изрядные нагрузки и ежели хотим, чтоб она подольше прослужила — будьте любезны. Стрелочкой показано место «врубки» в наружную стенку. Через слой базальтовой ваты. Теплообменник подвешен на проволоке в нужном положении.

Здесь хорошо виден зольник. Обратите внимание на размеры топки. Как у паровоза. Минус — пришлось делать самодельный колосник. Хотя, можно попытаться составить из двух стандартных, возможно размеры это позволят, не пробовал. К слову, авторская конструкция печки «Мотивированная — мини» была сокращена еще на кирпич, ибо не влезала в имеющуюся баню. Получилась «Мотивированная — микро». Укорочению подверглась топка и соответственно каменка над ней.

Видно как кирпичи подъемного канала в правом дальнем углу прижаты к внешней стенке. Через полоску базальтового картона — температура кирпичей внутри и снаружи сильно разная, если связать жёстко, будет трещина. Через каждые два ряда кирпич с одной из сторон подъемного канала врезается в стенку на половину толщины. Тоже через базальтовый картон. Ну и всё железо тоже через слой асбестового шнура вымоченного в жидкой глине или базальтового картона.

О, пошли огнеупорные кирпичики. Футеровка. Большая ошибка связывать огнеупорный и обычный глиняный кирпич, они сильно по разному расширяются при нагревании — неизбежно будут крупные трещины. Посему шамотное ядро с печкой, как мухи и котлеты — раздельно, чтоб шамоту было куда расширяться. Зазор заполняем либо базальтовым картоном, либо простым «гофро» от холодильника — чтоб во время кладки туда не нападало крупных кирпичных крошек и глины. Потом картон вынимают или сам выгорит. Да, огнеупор складывается на специальные мастики, смеси, мертель наконец. Не на глину.

Фото ответственного места — то где кирпичиками подпёрто. Это перекрытие над топочной дверцей. Кирпичи его, не должны опираться на топочную дверцу или иные металлические элементы — вывалиться. Что ни будь. Либо кирпичи сверху, либо, в худшем случае вся дверца целиком. Видал такое. Это касается, главным образом перекрытия наружного из красного кирпича. Перекрытие из огнеупора, конструктивно несколько глубже железок, но на всякий случай. А вот, что важно в последнем — скос (отмечен стрелочкой), от верха топочной дверцы вверх и внутрь, градусов этак. на глазок. Скос этот, сильно уменьшает вероятность вышибания огнеупорных кирпичей, когда закладывают верхние поленья, особенно когда подбрасывают дровишек в топящуюся печь, особенно в банную (сильно горячо, не до церемоний).

Верх топки это каменка, все из огнеупора, выход в опускной канал

Читайте также: Нови сад баня лука

Задвижка «прямого хода», стоит несколько не характерно, на ребре.

Каменка, на выступы огнеупорных кирпичей кладутся уголки, на них импровизированная решётка из кусочков толстой арматуры.

Вертикальные арматурины нужны для снятия точечного давления камней – распределяют их на большую площадь. Лучше конечно выстелить боковые стенки каменки чугунными колосниками, но так выходит значительно дешевле.

Видно как заделывается дверка каменки в коробе из нержавейки, все, как и в топочном варианте.

Перекрытие футеровки, подгонка кирпичей, они там со скосами со всех сторон.

Подушка из базальтовой ваты, чтоб огнеупорному ядру было куда расширяться и перекрытие наружное. Два слоя.

Втулка из медной трубки, чтоб в кирпичной кладке не заедала штанга-удлинитель. Дальше будет понятно.

Не слишком удачный ракурс, но понять можно — штанга, чтоб не тянуться с лестницы на цыпочках, пытаясь закрыть задвижку (-Не делайте реверанс, на лестнице это очень опасно!). Чтобы задвижка не выдергивалась из рамки, ее ход ограничен гвоздиком, воткнутым в отверстие на штанге. За «пеньком» из кирпичей, в котором замурована медная втулка, на штанге насверлены пяток отверстий через сантиметр, для «тонкой настройки и оптимизации».

Ну вот, приходи кума любоваться. Кладка отмыта, печь высушена, сделано крепление для бака, сам бак для горячей воды на месте и подключён.

3.5 года пользования. Баня топится примерно 1 раз в 4…5 дней.

Модель печи в программе Скетч Ап.

Это самое простое и информативное представление. Можно разобрать послойно, включая и выключая слои в соответствующей панели инструментов. Позаглядывать, покрутить. Просто прелесть.

Настоящий цикл статей – это попытка обобщить и критически осмыслить имеющуюся в Сети информацию, посвященную кирпичной банной печи разработки Игоря Васильевича Васильева, получившей с легкой руки ее автора название «Печи В Кубе» * .

* Примечание. О том, почему свою печь Игорь Васильев решил назвать «Печью В Кубе» будет сказано позже.

Требования, которым должна соответствовать правильно сложенная кирпичная банная печь, Игорь Васильев озвучил в только ему присущей ничем не сравнимой манере подачи излагаемого материала еще в далеком 2008 году. Чуть позже в том же топике на том же информационном ресурсе Игорь Васильев сформулировал свое видение и свои подходы к процессу сжигания дров в печи, обеспечив соблюдение которых можно добиться от печи наибольшей эффективности совершаемой ею работы.

Еще спустя некоторое время, но уже на другом информационном ресурсе автор схематически изобразил внутреннее устройство своей банной «Печи В Кубе» и дал некоторые пояснения по ее конструктивным особенностям, особенностям процесса горения дров и порядку топки печи.

Однако данная тема не была доведена автором до своего логического завершения. Обсуждение печи было им прервано в октябре 2013 года и после этого уже не возобновлялось. Причины обстоятельств, приведших к такому состоянию дел, к сожалению, мне не известны. Но, учитывая проявляемый неподдельный интерес околобанной общественности к данной Печи, и пытаясь сам лучше разобраться в ее устройстве и работе, я решил предпринять попытку собрать воедино в одном месте всю имеющуюся по данному предмету информацию, осмыслить ее и попытаться прийти к какому-то систематизированному итогу. Поэтому и назвал этот цикл статей «Попыткой синтеза».

Надеюсь, результаты проделанной мною работы, кому-то да окажутся полезными.

Предварительно хочу отметить, что в большинстве своем все лирические отступления, обильно использованные автором печи при изложении своих материалов, в этом исследовании будут опущены. Авторская стилистика изложения материала оставлена лишь в тех фрагментах его аргументов и доводов, опустить которые мне не представлялось возможным без потери смысла излагаемого.

Итак, нашу попытку исследовательского синтеза начнем с изложения по Игорю Васильеву аксиом * , которым должна соответствовать кирпичная печь для семейной паровой русской бани.

* Примечание. Все мысли и доводы, высказанные автора печи в свое время по тому или иному поводу, далее по тексту будут приводиться курсивом. Текст, выделенный красным цветом, представляет собой уточняющие комментарии, которые я посчитал уместным вставить в оригинальный авторский текст с целью облегчения его однозначного понимания и толкования.

Аксиомы, которым должна соответствовать теплоемкая кирпичная банная печь:

Без колосников хорошую топку не создашь: колосники повышают КПД в несколько раз и необходимый минимум ( по высоте ) – 20 см на колосниковую решетку и сам зольник.

Вероятно, хотите иметь высокий КПД ? (Меньше тратить времени и дров). Тогда в топке не должно быть ничего, снижающего температуру горения, ибо чем выше градус в топке – тем качественнее используется топливо. Это относится в первую очередь к нагреваемым камням – самой большой и весьма инертной массе в печи. Для полного догорания топлива важно обеспечить порядка 1 метра между верхним поленом и нижними камнями, иначе – неизбежно остывание газов и снижение эффективности всей системы.

Каменная засыпка определяется размерами парной и с достаточной точностью может быть прикинута из расчета 20-30кг камней на метр кубический ( парной ). Если остановиться на варианте 8 кубов, то для 250 кг камней высота засыпки будет примерно 60 см.

Печка должна прогревать предбанник тоже, а это значит – должна греться с первого кирпича от пола. Самая теплоемкая часть печи будет ( находиться ) в районе расположения камней. Отсюда настоятельное желание опустить камни как можно ниже.

Крайне не желательно допускать соседство горячей кладки и холодной: неизбежны трещины, и, как следствие – частые ремонты (а то и много хуже…).

В самой камере ( топливнике-каменке ) не должно быть ничего железного в качестве несущих конструкций, только кирпич и раствор: всякую железяку начнет рано или поздно «крутить» — в итоге бооольшая головная боль по замене и ремонту. Боже упаси – в эпицентре температура может быть под 1500С!

Особо акцентируем наше внимание на следующих постулатах, к которым мы еще будем возвращаться в ходе нашего исследования:

В топке не должно быть ничего, снижающего температуру горения.
Для полного догорания летучих между верхушкой горящих дров и нижними камнями важно обеспечить свободное пространство высотой порядка 1 метра.
Кладка печи должна прогреваться от самого пола. А чтобы этого достичь, каменку (как самую теплоемкую часть печи) желательно размещать в печикак можно ниже.
В топливнике и каменке не должно быть ничего железного в качестве несущих конструкций.

Отметив эти моменты, движемся далее.

Игорем Васильевым в 2006 году была предпринята попытка технического анализа работы двух кирпичных банных печей.

Для анализа были взяты банные печи периодического действия Игоря Викторовича Кузнецова БИК П1 и БИК П3 (разработки 1990-х годов), информация по которым (авторские порядовки) на тот момент была в открытом доступе.

Из выводов, сделанных в результате проведенного анализа, следовало, что данные печи не могут в конструкторском плане считаться совершенными.

Однако, как мне кажется, следует отметить вот что.

Сделанные Игорем Васильевым выводы в отношении моделей печей БИК П1 и БИК П3 не могут быть обобщены по отношению ко всем другим банным печам разработки И.В.Кузнецова.

И обусловлено это тем, что автору проведенного анализа не была доступна конструкторская документация на другие модели банных печей И.В.Кузнецова. В моделях банных печей И.В.Кузнецова разработки начала 2000-х годов были применены технические наработки, делающие их более совершенными по сравнению с моделями БИК П1 и БИК П3. Часть «слабых» мест, имеющих место в печах БИК П1 и БИК П3, была устранена их автором.

И все же часть моментов, которые были не приемлемы Игорем Васильевым, присущи по сей день как банным печам Игоря Кузнецова, так и подавляющему большинству других кирпичных банных печей.

И речь здесь идет о подходах, применяемых к сжиганию топлива и утилизации (использованию) образовавшегося тепла, заложенных в этих банных печах.

Чтобы лучше понять, о чем идет речь, приведу отрывок поста Игоря Васильева от 27.08.2008г. , размещенном на форуме «Русбани», а затем по данному отрывку мною будут даны некоторые разъясняющие комментарии.

Итак, отрывок поста:

«…существует, на мой взгляд, 2 принципиально разных подхода к сжиганию чего бы то ни было:

Повсеместно распространенный, с обязательным включением сюда БИКов( банные печи Игоря Кузнецова ),и называю его –«На Хапок!».Идея«Хапка»проста, хоть и неказиста: появилось тепло – надо брать! Причем, по версии этого случая: чем скорее – тем лучше.

Здесь несколько более замысловато – по принципу: «Мухи и Котлеты – отдельно!». А именно – сначала проявляем максимум заботы о топливе( т.е. даем полностью завершиться всем реакциям окисления кислородом воздуха продуктов термического разложения древесины (С, Н₂, СО) с образованием конечных продуктов горения СО₂, Н₂О и выделением всего количества тепла, сопровождаемым протекание этих химических реакций ), а вот когда процесс завершен – вот тогда-то и начинаем работать с появившемся теплом. Так и назовем этот случай:«Заботой»— конечно, не в смысле головной боли, а собственно бережного отношению к дровам.Как проявляются в жизни обе версии?

«Хапок», особенно состоявшийся, подает в нагрузку газы с Т ( температурой ) более 1500С, в то же самое время, «Забота» — до 1000С. Казалось бы – невелика разница, ан, нет – эти «всего-то» 500С меняет картину происходящего разительно!

Но прежде чем мы коснемся подробнее этой живописи, зададимся вопросом:
— А что для потребителя лучше?
И в 99 случаев из 100 получим ответ:
— Конечно, «Хапок»! – нагрузка ведь нагреваться будет быстрее.
А вот последнее далеко не факт: совсем не обязательно.
Как так – ведь Т значительно выше?

Выше то выше – во, самое время вспомнить о дровах: как только нагрузка ( каменка ) оказывается в зоне сжигания (смотри, например, БИК), бессмысленно обсуждать успехи горения и проявлять прочее «гурманство» – тут вовсе не до жиру, a «жрите», что дают.
Т.е. до тех пор, пока нагрузка не нагреется до хотя бы 500С, ни о какой эффективности говорить не приходиться: для дров это будет «голодный паек», а не роскошная «трапеза», которую – совершенно верно – сервирует в это же время «Забота».»

На этом цитирование поста временно прервем (закончим его позже) и чуть более развернуто разберемся с озвученными И.Васильевым 2-мя подходами, которых можно придерживаться при топке банной печи.

1-й подход в использовании появившегося в топливнике печи тепла от горящих дров (названный И.Васильевым «Хапком»).

Как только дрова разгорелись – сразу же направить появившееся тепло на прогрев полезной нагрузки. В банной печи, как мы помним, полезной нагрузкой выступает каменка. Именно ее нагрев до требуемых температур является задачей № 1 для любой кирпичной банной печи.

Однако данный подход имеет целый ряд «узких» мест.

В холодной, не успевшей прогреться топке, отсутствуют условия (требуемые температуры), способствующие полному сгоранию (окислению кислородом воздуха), выделяемых нагретыми дровами летучих (СО, Н₂, С_nН_m, С), до состояния образования конечных продуктов реакции горения Н₂О и СО₂.

Соприкасаясь с холодными стенами топливника и находящейся над топливником каменкой, дымовые газы (ДГ) охлаждаются. Вследствие этого на этих элементах конструкции банной печи происходит осаждение (конденсация) из ДГ атомарного углерода С и различных углеродосодержащих соединений типа С_nН_m в виде сажистых отложений.

Сажа ухудшает передачу выделившегося в топливнике тепла как стенкам топливника, так и другим элементам печи, на которых она осела, в виду своей малой теплопроводности.

При этом тепло, которое бы выделилось в топливнике (в случае наличия в нем требуемых условий) в результате протекания реакций

CО+0,5O₂=CO₂ + 279 кДж/моль;

Н+Н=Н₂ + 104 кДж/моль;

О+О=О₂ + 117 кДж/моль;

Другими словами, часть тепла, потенциально содержащегося в дровах, в данном случае нами просто «отправляется в трубу». А деньги, уплаченные за дрова, в прямом смысле слова оказываются выброшенными «на ветер».

При этом дополнительно поданный в этот момент в топливник «вторичный» воздух также оказывается излишним. Предварительно нагреть его в этот момент его еще нечем (стенки топливника еще не нагрелись). Поэтому он только разбавляет ДГ и снижает и так их невысокую температуру в верхней части топливника, и ничего путного в процесс горения летучих не привносит.

Поэтому, до момента прогрева оболочки топливника до температур порядка T=500 0 С (как и указывает Игорь Васильев), ни о какой эффективности сжигания топлива говорить не приходится!

2-й подход в использовании появившегося в топливнике печи тепла от горящих дров (названный И.Васильевым «Заботой»).

Как можно быстрее прогреть топливник и создать в нем условия (температуры не ниже 500 0 С), наиболее благоприятные для полной газификации (перевод в летучие фракции СО, Н₂, С_nН_m, С) всех углеводов горящих дров (условная формула древесины (С₆(Н₂О)₅)_n).

Затем обеспечить протекания всего комплекса химических реакций между газообразными горючими летучими и кислородом воздуха до образования конечных продуктов горения Н₂О и СО₂, подавая в печь в нужные места нужные объемы подогретого воздуха:

C+0,5O₂=CO + 114 кДж/моль;

CО+0,5O₂=CO₂ + 279 кДж/моль;

C+СO₂=2CO — 165 кДж/моль;

C+Н₂О=CO+Н₂ — 125 кДж/моль;

Н+Н=Н₂ + 104 кДж/моль;

О+О=О₂ + 117 кДж/моль;

Дожигание летучих до состояния Н₂О и СО₂ в этом случае может осуществляться не только в самом топливнике, но и в специальной, дополнительно организованной в печи камере (камере дожига).

А теперь разберемся в «положительных» и «отрицательных» моментах, присущих тому и другому озвученному способу извлечения тепла из топлива.

Но вначале закончим цитирование поста Игоря Васильева, а затем я вновь кратко прокомментирую сказанное.

Итак, окончание ранее начатого поста…

«…Поскольку надежда умирает последней в том плане, что я все же буду выцарапывать свой архив ( у Игоря Васильева в тот момент «накрылся» винчестер с информацией ), массу приятных нюансов, сопровождающих это «пиршество» ( горение дров в режиме «Забота» ), я до времени (пока) опускаю и сразу перехожу к выводам.

В конце концов, то на то и выходит и время нагрева обоих фигурантов ( нагрев каменки в режимах «Хапок» и «Забота» ), оказывается вполне сопоставимым: высокая эффективность горения с одной стороны ( режим «Забота» ) и высокая T ( температура ) ( режим «Хапок» ) – с другой, приводят к похожим результатам ( вытопу печи и нагреву каменки за сопоставимые по продолжительности интервалы времени ).

Во-о-от, а теперь, так сказать, «отобедав», можно предметно обсудить упоминавшуюся разницу в 500С.

Я надеюсь, не открою большого секрета заявлением, что железо прекрасно горит. Если, само собой, создать соответствующие тому условия: поднять Т ( температуру ) и подать О2 ( кислород ) – поэтому ставить в БИКи колосники или арматуру достаточно непрактично – сгорает к лешему, однако.

Стоит сюда же добавить интересное замечание от

Печник писал(а):

Добавлено: Чт 5 Май 2005, 22:46
Могу только точно сказать, что габродиабаз в печах типа П1 (БИК П1) сгорает (рассыпается) за 2-3 месяца, при протопке бани 4-5 раз в месяц.

Цитата:

Евгений Колчин ЗДЕСЬ писал, указывая на куски перекрученного металла и разрушенного камня – ВОТ, мол, что «творит БИК»

Понятное дело – совсем другой и мирный пейзаж при «Заботе» — как уже писал, у меня арматура здравствует лет 15, базальт не течет, а камни держат 1,5-2 ГОДА, а не 2-3 МЕСЯЦА.»

А теперь мои выводы по сказанному выше.

1-й подход в сжигании топлива (режим «Хапка») характеризуется:

бОльшим расходом дров необходимым на топку печи (в виду того, что при нагреве каменки до заданной температуры часть потенциальной тепловой энергии дров просто «улетает в трубу»);
отложением на внутренних поверхностях печи (особенно конвективной системы) сажи со всеми негативными последствиями, следующими за этим;
созданием в нижней части каменки температур порядка 1500 0 С и выше, что позволяет сильнее прогревать закладку, но в то же время приводит к более быстрому разрушению ее компонентов и более частой их замене (возрастают материальные и трудовые затраты по обслуживанию печи);
более «жесткими» температурно-влажностными режимами, создаваемыми каменкой в парной в процессе парения (каменку в таких печах удается разогреть до 600-700 0 С, температуру в парной поднять до T=75-80 0 С при относительной влажности воздуха φ=25-40%, его абсолютной влажности d=85-116 г/м 3 и теплосодержании I=350-450 кДж/кг). Не всем подобные режимы ( режимы «русские герои» ) могут прийтись «по вкусу»;
каменка в банных печах, реализующих режим «Хапка», находится выше, чем в печах с реализацией режима «Забота». Поэтому в большинстве таких печей низ печи греется хуже, чем в печах с реализацией режима «Забота» (где каменку чисто конструктивно удается опустить ниже).

2-й подход в сжигании топлива (режим «Забота») характеризуется:

меньшим расходом дров (а зачастую и временем), требуемым на топку печи;
отсутствием в печи сажистых отложений вследствие отсутствия их изначального образования;
созданием в нижней части каменки температур, не превышающих 1200 0 С. Это позволяет не только нагревать закладку каменки до достаточных для целей парообразования температур, но, в то же время, приводит к созданию для каменки более щадящих температурных условий, не приводящих к механическому разрушению составляющих ее компонентов (несущих колосников, арматуры, камней);
возможностью нагрева каменки до температур порядка T=400-500 0 С, вполне достаточных для создания в парной температурно-влажностных кондиций режимов «легкого пара» и «русских традиций» (температур Т=45-60 0 С при относительной влажности воздуха φ=56-90%, его абсолютной влажности d=51-96 г/м 3 и теплосодержании I=170-350 кДж/кг);
возможностью конструирования печи с низко расположенной каменкой и, как следствие, с лучшим прогревом ее низа.

Предлагаю хорошенько осмыслить здесь изложенное.

Также настоятельно рекомендую ознакомиться с еще одним постом Игоря Васильева от 12.03.2009г. (размещенного на том же ресурсе), который он повторно посвятил вопросу философии использования банной печи в режиме «Хапка» и в режиме «Заботы».

Ну, а продолжение начатой темы, обязательно и вскорости последует…

Источник статьи: http://36doors.ru/pechi-dlya-bani/pech-dlya-russkoy-bani-vasileva/