В любой бане главной является печь-каменка, позво­ляющая отапливать помещения, нагревать воду для мы­тья и получать пар.

В общественных банях для этой це­ли применяют печи отопительные, водогрейные, паровые. В больших семейных банях для отопления моечной и предбанника также иногда строят отдельные отопи­тельные печи и камины. Однако обычная семейная баня имеет одну печь-каменку. Требования к ней предъявля­ются очень высокие и даже противоречивые. С одной сто­роны, все хотят, чтобы печь занимала мало места, имела невысокую цену, быстро нагревалась и была экономич­ной в отношении расхода топлива. С другой стороны, стремятся к тому, чтобы ею можно было отапливать не только парильню, но и моечную и даже предбанник, по­лучать теплую воду в количестве, достаточном для всей семьи, и, главное, пользоваться сухим паром длительное время, пока моется вся семья, да потом еще высушить всю баню. Эти требования можно удовлетворить при ус­ловии соответствия конструкции и мощности печи конст­рукции и размерам бани и характеру пользования ею. Разумеется, при любой конструкции печь должна быть безопасной, исключать возможность возникновения по­жара, отравления угарным газом, случайного ожога, ошпаривания тела и т. п. Имеет значение также то, ка­ким образом печь отдает свое тепло. При чрезмерном из­лучении тепла в виде инфракрасных лучей это может привести к перегреву отдельных частей тела, иссушить кожу. Комфортные условия в бане создаются при пере­даче тепла от печи в основном путем конвекции нагре­того воздуха. Для этого температура стенок печи долж­на быть как можно ниже, а способность стен бани отражать тепло - как можно больше, чтобы тепловое излучение - радиация - было направлено на человека со всех сторон.

Запас тепла печь накапливает своими стенками и ка­менной засыпкой. Чем толще стенки печи, тем медленнее она нагревается и дольше сохраняет тепло.

По режиму работы печи-каменки бывают постоянно­го (длительного) и периодического действия. Печи пер­вого типа имеют минимальные толщину стенок и объем камней. Температура камней в них поддерживается в пре­делах 300-350°С путем применения устройств автома­тического контроля и регулирования. Такие печи, как правило, нагреваются электричеством или отапливаются жидким и газообразным топливом. При использовании электричества температура нагрева регулируется изме­нением силы тока в нагревательных элементах, при отоп­лении жидким и газообразным топливом - изменением количества поступающего в топку топлива. Такие печи обязательно должны быть оборудованы защитной авто­матикой, отключающей питание печи при превышении температуры стенок выше допустимой нормы, а также при погасании пламени в топке. Применение этих печей должно быть согласовано с пожарным надзором.

Иногда печи-каменки постоянного действия отапли­ваются твердым топливом. При любом виде топлива то­почную камеру и каналы для дымовых газов в таких печах отделяют от каменной засыпки стальной стенкой или чугунной плитой. С одной стороны, это предотвращает попадание продуктов сгорания в баню, с другой стороны, защищает камни от осаждения сажи, которая в после­дующем может захватываться паром и загрязнять воз­дух в парильне.

Печи периодического действия имеют массивную кир­пичную кладку и значительный объем камней. Массивная кладка защищает наружную стенку от перегрева и со­храняет тепло, обеспечивая необходимую продолжитель­ность действия бани. Благодаря интенсивной топке ка­менная засыпка в нижней части может быть нагрета до 1000 -1100 °С, а в верхней части -до 500-600°С (до малинового свечения). При таких температурах сажа полностью выжигается и камни остаются чистыми, поэто­му продукты сгорания топлива могут быть пропущены через камни в целях более полного использования тепла. Максимальная экономичность печи достигается при топ­ке ее «по-черному», когда дымовые газы выпускаются через помещения бани. Однако такой способ отопления более пожароопасен. Кроме того, не очень приятны по­крытые копотью стены и потолок. По этой причине бани «по-черному» в последнее время почти не строят.

В печах, отапливаемых «по-белому», камни закрыва­ют плотной металлической крышкой или дверкой, кото­рые открывают лишь после полного сгорания топлива. Если камни отделены от дымовых газов плитой, то такая печь может быть использована как в режиме постоянного действия (путем подтапливания во время банных проце­дур), так и в режиме периодического действия (путем основательной топки лишь один раз перед банным про­цедурами).

Лучшим топливом для печи-каменки являются дрова. Не рекомендуется пользоваться углем, так как при этом виде топлива трудно регулируется процесс топки, созда­ются очень высокие температуры, разрушающие внутрен­нюю кладку печи, ухудшаются санитарные условия.

Экономное использование топлива возможно при пол­ном его сгорании. Оптимальные условия создаются при сжигании твердого топлива на колосниковых решетках. При этом воздух поступает к топливу снизу по всей пло­щади топливника через решетку из поддувала. Этот воз­дух, называемый первичным, расходуется в основном для окисления горючих компонентов топлива с образованием углекислого газа СО₂ (двуокиси углерода) и паров воды Н₂О. При повышении температуры из топлива, особенно из дров, выделяются горючие газы, которые догорают в газовом пространстве над топливом. Соприкасаясь с коксовыми остатками топлива при высокой температу­ре, углекислый газ восстанавливается, образуя также го­рючий газ - оксид углерода СО (угарный газ). Чтобы горючие газы догорали в топливнике, в него через отвер­стия в топочной дверке пропускают дополнительное ко­личество воздуха, называемое вторичным (рис. 39). Без подачи вторичного воздуха имеет место химический недо­жог топлива, сопровождающийся отложением сажи на камнях (если дымовые газы пропускаются через камни) и в дымоходах. Это приводит к снижению полезной теплоотдачи и к возможности возникновения пожара из-за возгорания слоя сажи в трубах.

 

Рис. 39. Схемы горения топлива в печи.

В начале топки, когда топливо только разогревается, и в конце топки, когда интенсивность горения остатков топлива снижается, в топливник поступает избыточное количество воздуха. Это приводит к увеличению потерь тепла с уходящими газами. На стадии догорания эти по­тери составляют 20-30 %. Снизить их можно путем при­крытых отверстий для воздуха и задвижки на дымо­ходе.

Другими факторами повышения коэффициента полезного действия печи являются увеличение объема разо­греваемых частей, включая камни, увеличение площади поверхностей, контактирующих с уходящими газами, уменьшение толщины и теплопроводности стенки печи (например, путем использования металла), приводящее к более интенсивной теплоотдаче от печи к окружающему воздуху. Важное значение имеет соответствие топочного объема расходу топлива. Чем больше этот объем, тем больше должен быть и расход топлива, чтобы процесс горения был интенсивным и доля потерь с уходящими газами была минимальной.

Продолжительность топки печи-каменки должна быть оптимальной. После того, когда температура стенок печи достигнет максимального значения, устанавливается рав­новесие между теплом, образующимся в печи, и отдавае­мым в окружающий воздух. Дальнейшая топка печи пе­риодического действия нецелесообразна. Печь постоян­ного действия приходится топить до тех пор, пока требуется высокая температура камней для получения пара.

В. А. Сафин Строим баню.- М.: Стройиздат, 1990. - 192с.