Печи

Печь-каменка в бане должна удовлетворять следующим требованиям:
-нагревать воздух в парилке до температуры не менее +45°С у пола и +80°С под потолком;
-обеспечивать образование пара при поливе камней водой;
-не выделять дым и газ;
-быть экономичной.
В зависимости от способа размещения, различают печи с открытой и закрытой каменкой. Выбор типа каменки зависит от того, как пользуются баней.
Открытая каменка предпочтительнее, когда парятся несколько человек в один день, так как она быстро нагревает парильню, но, под действием воды, быстро же и остывает. В открытой каменке камни укладывают кучей над топливником. Температуру камней в такой каменке держат порядка +200° +250°С.
В печах с закрытой каменкой для передачи тепла на уровне или же чуть выше верхнего ряда камней делается паровая дверца. При сжигании топлива, дверца должна быть закрыта, и дым не проникнет в помещение. Перед заходом в баню дверцу открывают и прогревают парную до температуры +45°+60°С.
Для нагрева печи с закрытой каменкой потребуется больше времени и топлива. Эту печь начинают топить за 2-4 часа до посещения бани. 3ато за счёт аккумуляции тепла кладкой и камнями, печь с закрытой каменкой создаёт высокую температуру в парной не только во время парения, но и в последующие 1-2 дня. В настоящей русской бане обычно устанавливают печь с закрытой каменкой.
Печи с закрытой каменкой бывают постоянного или периодического действия. В печах постоянного действия горячие газы не проходят через камни, а нагревают бак либо духовку, в которой находятся камни. Температура камней в такой конструкции печи достигает +400°+500°С.
В печах же периодического действия горячие газы проходят через каменную засыпку, при этом она будет нагреваться до +800°С в нижней зоне и +600°С — в верхней. При такой температуре сажа, оседающая на камнях, выгорает. Но париться с такой печью можно только после полного прогрева камней до рабочей температуры и «выключения печи».
Основанием печей массой более 750 кг послужит фундамент, для печей меньшей массы — бетонный пол без фундамента. Глубина его заложения — 0,5 м от поверхности земли, размер — на 5 смбольше, чем сама печь (в каждую сторону).
При непрерывном сжигании дров в количестве 2,5 кг на 1 м² площади бани, температура каменки достигает +500°+600°С, что достаточно для нагрева парной.
Масса камней для каменки в русской бане зависит от объёма парной и составляет 35-45 кг камней на 1 кубометр помещения.
Для начала всё же изложим основные правила кладки печи.
Первое, что нужно учесть, — это наличие множества пор в теле кирпича, вследствие чего, он активно будет высасывать воду из кладочного раствора. Обезвоженный же раствор теряет необходимую пластичность и, в дальнейшем, перекаливается, в процессе эксплуатации печи. В результате, уменьшится плотность швов и прочность кладки, в печи сразу появлятся щели и сквозные отверстия. Для исключения этого, каждый кирпич нужно в обязательном порядке перед укладкой погрузить на некоторое время в ёмкость с водой. Когда он там наберёт необходимое количество влаги (об этом скажет прекращение бурного выделения пузырьков воздуха), можно смело пускать кирпич в дело.
В большинстве случаев, кладка простейших печей ведётся в половину или в четверть кирпича, причём, в полкирпича — предпочтительнее. Ряды и углы кладки надо перевязывать, т.е. за счёт чередования в углах ложковых и тычковых частей смещать по горизонтали кирпичи каждого последующего ряда, относительно предыдущего.
Кладочный раствор расстилаем мастерком слоем в 5 мм, причём сразу на весь ряд и выравниваем.
При укладке каждого последующего в ряду кирпича, на его торцевую грань также наносим раствор.
Подготовленный кирпич помещаем на слой раствора, прижимаем его к соседнему и «осаживаем» (вдавливаем рукой или пристукиваем рукояткой кельмы).
В процессе кладки топливника, раствор расстилать лучше не кельмой, а рукой. При этом можно почувствовать на ощупь и удалить мелкие камушки, комки глины и прочие твёрдые включения, что существенно повысит однородность раствора и, соответственно, качество кладки.
После укладки 4-5 рядов, раствор, выдавленный из швов, подрезается (удаляется кельмой), а внутренние поверхности печи, вдобавок к этому, затираются мочальной кистью либо обычной мокрой тряпкой. Эта операция очень важна, т.к. при эксплуатации печи внутренние наслоения раствора будут осыпаться и тем могут уменьшить площадь дымоходов либо совсем закупорить их. По этой же причине, нельзя оштукатуривать печь изнутри!
Место прохода дымовой трубы через крышу должно выполняться с учётом противопожарных требований и защищаться от возможных протечек.
Для обеспечения огнезащиты перекрытия и кровли устраиваем преграду, а для заделки кровельного ковра — напуск «выдра».
Отверстие трубы должно защищаться от осадков. Это довольно часто осуществляется с помощью фигурных жестяных дымников.
В процессе кладочных работ необходимо постоянно контролировать правильность геометрических размеров с помощью угольника или же путём измерения диагоналей шнуром (диагонали должны быть равны). Кроме того, нужно контролировать вертикальность кладки отвесом и горизонтальность — уровнем.
При недостатке опыта в производстве кладочных работ, стоит подстраховаться, и наиболее ответственные участки сначала сложить насухо, и только убедившись в отсутствии ошибок — на раствор.
Теперь подробнее о печестроительстве.
При сооружении печи, следует строго соблюдать перевязку швов, оставляя их как можно тоньше. Стенки печи кладут или в половину, или в один кирпич. Порядовок для печей не дается, так как котлы и конструкции печей бывают разными. Печи выкладыают из бутового или обычного камня или из хорошо обожженного кирпича. Толщина стенок печи может быть от 130 до 250 мм. Камни для устройства каменки берут весом 1-5 кг. Это может быть бут, голыш, гранит, но только никак не мрамор, известняк и кремень, так как в процессе нагревания мрамор и известняк, обжигаясь, превращаются в известь-кипелку, а от поливания водой гасятся, превращаясь в известковое тесто. Кремень от нагревания трескается и разлетается на куски, что тоже небезопасно.
Для накопления каменкой как можно большего количества тепла рекомендуют добавлять в нее чугунные чушки в соотношении: 80% камней и 20% чушек. Когда в печах устраивают закрываемые парильни, то лучше для них применять герметические дверки больших размеров — 60х220 или 160х260 мм. Котлы и баки для горячей воды используют из расчета 6-7 л горячей воды температурой до +50°С на одного посетителя. Объем воды разрешается брать гораздо больше. Чем до более высокой температуры она нагревается, тем меньше ее потребуется. Котлы или баки в печах своими бортами могут опираться на стенки кладки или же на столбики внутри топки. Можно также их подвесить к балке на проволоке либо на тросе. Котлы и баки могут быть с кранами, трубки для которых приваривают ся около дна. Чтобы трубки быстро не прогорали, их нужно изолировать асбестом или облицовать кирпичом. Банная печь с котлом и краном применяется только для нагревания воды и обогрева помещения бани, но никак не для для парильни. Банная печь-каменка с котлом для нагревания воды напоминает обычную кухонную плиту с более широкой трубой или камерой, заполненной камнем. Камни укладываются на прочные тяжелые чугунные колосники. Внизу на уровне 1,5 м от пола делают две дверки. Нижнюю дверку открывают после топки для подачи тепла в нижнюю часть бака – к полу. Верхняя дверка нужна для образования пара, через нее поливают водой горячие камни. Эта печь весьма проста и не имеет поддувала. Так как камни находятся высоко, то тепло подается через нижнюю дверку достаточно слабо. Улучшенная печь-каменка устроена таким образом, что левая ее часть заполняется камнем, а для его нагрева в стенке со стороны топливника существует несколько отверстий, куда будут проходить горячие газы и нагревать камни. В таком случае горячие газы в основном станут подниматься по верхним отверстиям и существенно меньше нагревать нижележащие камни.
В другой конструкции улучшенной печи-каменки внизу топливника, то есть у стенки камеры, предусматриваются отверстия для выхода горячих газов. Чтобы эти газы туда направить, между топкой и стенкой камеры нужно выложить дополнительную стенку толщиной в полкирпича, которая станет отстоять на 100-200 мм от камеры и на таком же расстоянии от верха топливника. Тогда камни будут нагреваться и в самой нижней части каменки. Печь-каменка с поддувалом может быть также устроена со стенкой для направления горячих газов в низ камеры. Но стенка её должна располагаться в самой камере. Высота топливника, считая от дна котла, должна составлять не менее 500 мм, чтобы можно было положить достаточное количество топлива. Выполняя любую печь, надо предусмотреть и то, чтобы между стенками печи и котлом оставалось пространство не менее 50-60 мм, необходимое для более быстрого обогрева горячими газами котла со всех сторон. Тяга в печах будет зависеть от высоты трубы и других причин. Печи надо располагать так, чтобы они не примыкали к какой-либо стене и отступали от нее как минимум на 380 мм, отдавая тем самым тепло всеми своими стенками. Труба должна иметь распушку, то есть кладка печей должна соблюдаться с учетом противопожарных требований. Можно соорудить оригинальную печь-каменку из двух металлических бочек. В одной бочке устраивается топливник с поддувалом и вставляется бак из оцинкованной стали конусообразной формы, имеющий вверху такой диаметр, чтобы он смог опускаться в бочку и задерживаться в ней своими бортами. Бак может выступать своими краями над бочкой на 50-100 мм и дном не доходить до поддувальной решетки на 250-300 мм. Решетку делают из более толстой стали или используют стандартную чугунную. Примерно посередине высоты бака в бочке делается отверстие для трубы диаметром не менее 100-120 мм. Тогда получится просто печь для нагревания воды. Если же трубу подсоединить ко второй бочке снизу или со стороны днища, прорезать сбоку вверху отверстие и устроить дверку, а с верхнего торца пристроить патрубок для трубы и заполнить эту бочку камнем, то получится уже печь-каменка. Устанавливается она не ближе 50 см от стен бани. Вместо бочек разрешается применять любую листовую сталь и изготовить описанную печь-каменку любой формы и размера. По этому же принципу можно построить ее и из кирпича. Напомним, что независимо от размера печи и других данных на высоте 1,8-2 м от камеры или в трубе ставят задвижку. Верхняя дверка камеры служит не только для смачивания камней водой, но также и для получения тепла.
Бытовые печи имеют различное устройство, но у всех имеются общие основные части — это топка, дымообороты (дымоходы) и полости внутри печи, по которым выходят в атмосферу продукты сгорания, отопительная часть с теплоотдающей поверхностью. Теплоотдающие поверхности весьма и весьма разнообразны: у кухонных плит чугунный настил (плиты), варочные камеры и другие устройства в зависимости от назначения печи. Бывает, что печи небольших размеров и массы ставятся не на полу или фундаменте, а их поднимают над ними, устраивая так называемые шанцы. Шанцы представляют собой несколько рядов (полос) кирпичной кладки, как правило не выше 130-140 мм. Таким образом, низ печи будет теплоотдающим. В процессе кладки печи в ее нижней части под колосниковой решеткой устраивают специальную выемку (поддувало или зольник), которое служит для подачи воздуха к топливу через прозоры колосниковой решетки, а также для сбора золы и шлаков. Поддувало можно закрывать дверкой. Над колосниковой решеткой расположена топка (топочное пространство), в свою очередь закрываемая топочной дверкой. Нижняя поверхность топки называется подом, на который и укладывают топливо. Верх топки перекрывает свод с расположенным вверху хайлом, отверстием необходимым для выхода из топливника продуктов сгорания в дымообороты.
Топливо, сгорая в топке, отдает ей наибольшее количество тепла. Продукты сгорания в результате выходят или сразу в трубу, или предварительно под чугунный настил, духовой шкаф, водогрейную коробку плиты, в каналы, а затем в атмосферу через дымовые каналы. В некоторых печах предусмотрены внутренние тепловоздушные камеры, в которых нагревается поступающий из помещения воздух, и выходит обратно, то есть циркулирует, все время нагреваясь, и печь более равномерно выделяет тепло. Кроме внутренних тепловоздушных камер есть и наружные теплоотдающие поверхности. Это наружные стенки, которые также нагреваются горячими газами при движении по дымооборотам, выше которых располагается перекрытие печи, выполняемое не менее чем из трех рядов кладки. Продукты сгорания (горячие газы), пройдя по дымооборотам и нагрев их, поступают в дымоход, дымовой канал, отводящий дым наружу. Между печью и стеной устраивается воздушное пространство — отступка. Для соединения печи со стенным дымоходом предусмотрен патрубок, который закрывается дымовой задвижкой или вьюшкой. Внутри топочного пространства находятся внутренние тепловоспринимающие поверхности — стенки, свод и под. В том случае, когда трубу устанавливают на самой печи, она называется насадной. Для отвода топливных газов от нескольких печей дымовые трубы следует объединить в один кирпичный массив, то есть коренную трубу, выкладываемую рядом с печью на отдельном фундаменте и с отступом от фундамента здания.

Топливники.
Топливники — это камеры внутри массива печи, в которых непосредственно сгорает топливо. Для правильного горения топлива под каждый конкретный вид его устраивают тот или иной топливник с соблюдением всех требований. В неправильно устроенном топливнике не будет полного сгорания топлива, будет его повышенный расход, и печь станет плохо нагреваться. Форма и размеры топливника должны быть такими, чтобы создать необходимый объем, вмещающий в себя именно такое количество топлива, которое понадобится для нагревания печи без последующего его добавления. В топливнике топливо должно полностью сгорать, не попадая при этом в дымообороты в виде несгоревших частиц. Подобные частицы засоряют дымообороты и снижают нагревание стенок.
Топливники делаются такой высоты, чтобы после укладки топлива между ними и перекрытием топливника оставалось пространство, необходимое для того, чтобы все проходящие по нему несгоревшие частицы топлива всё же смогли сгореть. В этом случае горение заканчивается внутри топливника и топливо будет использовано полностью. Высота топливника зависит от вида топлива. Для равномерной подачи воздуха к сгораемому топливу применяют колосниковые решетки и поддувальные отверстия.
Топливник для дров.
Дрова и торф содержат очень много летучих веществ и дают при горении высокое пламя. Они должны иметь большой объем топочного пространства. Высота топливника для дров, считая от колосниковой решетки, будет колебаться от 800 до 1000 мм. Под топливника имеет откосы – скаты к решетке для скатывания на нее угля. Колосниковая решетка ставится ниже уровня топочной дверки, что не позволит углям выпадать наружу. Поэтому решетку и заглубляют на один ряд кладки против нижней кромки топочной дверки. Дрова следует закладывать плашмя или клеткой. Если высота наложенных дров 300-400 мм, то высота свободного пространства над ними составит 500-600 мм. Дверки применяют любые, но лучше если они герметические. Топливник рекомендуется футеровать (облицовывать) огнеупорным кирпичом.
Топливник для сланцев.
Сланцы – это многозольное топливо, в котором количество золы достигает более 30%. Поэтому, топливник для этого вида топлива будет несколько отличен от топливника для дров. Высота топливника, считая от пода, должна быть не менее 670 мм. Обычная колосниковая решетка здесь быстро забивается золой и перестает пропускать воздух. Поэтому их в таких топливниках не применяют, а устраивают порог, делая стенки топливника наклонными. Сланцы закладывают через топочную дверку в топливник в небольшом количестве. Растапливать нужно дровами. Из сланцев в начале горения выделяется много летучих веществ, для сжигания которых через специальную дверку и канал впускают в топливник дополнительный воздух. Шуровку выполняют через нижнюю поддувальную дверку и поддувальный канал. Зола собирается в ящик из стали, который устанавливается в углублении поддувала. Топливник нужно перекрывать аркой из огнеупорного кирпича. Чтобы газы не проникали в помещение при закрытой печи, в дымовой задвижке или выдвижке делается сквозное отверстие диаметром не менее 10 мм.
Конденсат.
Дымовые трубы и каналы.
При оптимальных условиях работы печи (температура отходящих газов в районе задвижки — +180°+250°C, а при выходе из устья трубы — +100°+110°C) и прогретой дымовой трубе водяные пары будут уноситься вместе с дымовыми газами наружу. А при температуре на внутренней поверхности дымовой трубы ниже температуры точки росы газов, водяные пары станут охлаждаться и оседать на стенках в виде мельчайших капель. Если это будет повторяться часто, кирпичная кладка стен дымовых каналов и трубы станет пропитываться влагой и разрушаться, а на наружных поверхностях трубы и стенках печи появятся черные смолистые отложения. При наличии конденсата тяга резко ослабевает, в помещениях будет отчётливо ощущаться запах гари.
Уходящие дымовые газы по мере охлаждения в дымоходах уменьшаются в объеме, а вот водяные пары, нисколько не изменяясь в массе, постепенно станут насыщать уходящие газы влагой. Температура, при которой водяные пары полностью насытят объем уходящих газов (т. е. когда относительная влажность их будет равна 100%), является температурой точки росы: тогда содержащиеся в продуктах сгорания водяные пары начинают переходить в жидкое состояние. Температура точки росы продуктов сгорания различных газов +44°+61°C.
Очень сильно влияет на конденсацию водяных паров, содержащихся в газах, температура наружного воздуха. Летом, когда температура относительно высокая, конденсация на внутренних поверхностях дымовых труб слишком мала, ибо их стенки долго остывают, поэтому с хорошо прогретых поверхностей дымовой трубы влага мгновенно испаряется и конденсата не образуется. Зимой же, когда наружная температура отрицательная, стенки дымовой трубы достаточно сильно охлаждаются и конденсация водяных паров увеличивается. Если дымоход не будет утеплен и станет сильно охлаждаться, возникнет повышенная конденсация водяных паров на внутренних поверхностях стенок дымовой трубы. Влага постоянно впитывается в стенки трубы, что ведёт к отсыреванию кладки. Особенно опасно это зимой, когда под действием морозов образуются ледовые пробки в верхних участках (в устье)