5.3. Особенности ввода тепла в банюКотлы / Дачные бани и печи. Принципы конструирования / 5. Климатический (отопительный) модуль / 5.3. Особенности ввода тепла в банюСтраница 3
С появлением чугунных печных листов (настилов), так называемых плит (в том числе варочных), стало возможным создавать открытые каменки (рис. 65а), которые одновременно обеспечивают повышенную теплопередачу с поверхности печи, дают возможность увлажнять воздух путём испарения воды и, кроме того, испускают лучистое тепло. Такие «бездымные» открытые каменки максимально имитируют в плане отопления открытые очаги (костры) чёрных бань (рис. 656, в, г). Чугунные листы (настилы) в своё время дали возможность создавать кирпичные ото-пительно-варочные плиты (рис. 65е) с резко усиленной теплоотдачей во время топки. Развитие кирпичных печей с плитами в направлении всё более широкого применения металла привело к появлению цельночугунных литых и цельностальных сварных печей, имеющих рекордно низкие теплоёмкости (рис. 65ж). В комплекте с открытыми каменками они также максимально имитируют (в плане тепловых потоков) очаги чёрных бань и лаконикумов (рис. 65в). Тем не менее, финны выбрали для своих сухих саун с целью имитации дымных саун (в бездымном варианте) экранированные металлические печи с максимально ограниченным уровнем инфракрасного излучения (рис. 65з), в том числе и с открытыми каменками.
Металлические печи как огонь: только затопил - тотчас тепло, погасил - сразу холодно. Чугунные печи очень долговечны, в том числе за счёт высокой коррозионной стойкости чугуна, хотя к качеству металла (наличие раковин, трещин, неровностей, наплывов) нарекания были всегда. Чугун малотехнологичен, не прокатывается, плохо сваривается. Поэтому чугунные изделия изготавливают методом литья, технология которого широко использовалась веками, отработана в массовом масштабе, дешева, но уже морально устарела, в первую очередь, ввиду неустойчивого качества и высокой металлоёмкости (хотя в последнее время за рубежом освоены новые методы такого литья бытовых печей и каминов). Стенки чугунных печей и водонагревательных котлов имеют среднюю толщину с учётом рёбер жёсткости 5-15 мм, вследствие чего изделия очень тяжелые и прогреваются при мощности в топливнике 20 кВт за 15-30 минут. Для дачников фактически приемлемы только разборные чугунные печи, состоящие из отдельных литых деталей. При толщине стенок чугунных плит в среднем 10 мм тепловой поток 20 кВт/м2 проходит при перепаде температур на плите всего 4-5°С (при теплопроводности чугуна 58 Вт/м-град). Это означает, что теплопередача чугунных печей может быть сопоставима с их мощностью в топливнике, определяемой из часового расхода дров с учётом коэффициента полезного действия по ГОСТ 9817-95.
Стальные печи имеют толщину стенок 2-5 мм, а печи из нержавеющей стали 1-2 мм. Прогреваются они за 5-15 минут, а перепад температур на стенках не превышает 1-2°С (при теплопроводности стали
50 Вт/м-град). Сталь не столь коррозионностойка, а при температурах выше 500°С теряет механическую прочность на изгиб. При нагреве сильно расширяется, причём при неравномерном нагреве коробится, а при охлаждении образует складки и трескается. Так что стальные печи в основном топятся дровами. Но ввиду высокой технологичности стали, сварные печи в виде аппаратов с водяным контуром (котлы, водонагреватели, водогрейные колонки) нашли широчайшее распространение, в том числе работающие на электричестве.
Ясно, что в энергетическом смысле бане абсолютно безразлична физическая природа выделяемого в печи тепла. Баня «не знает», что горит в печи: дрова ли, торф, уголь, газ или жидкое топливо. А вот дачник знает, и ему не безразлично, что использовать в качестве энергоресурса. Чаще всего его больше всего устраивают либо дрова, либо электричество. Причём опыт работы с дровяными печами подсказывает банные способы использования электронагревателей. Так, различного рода тёплые элек-трообогреваемые полы и стены, широко используемые ныне в городских квартирах, имитируют условия хаммамов (рис. 65к). При этом может использоваться и промежуточный теплоноситель - вода, текущая по трубам в стенах или по батареям. Радиационные панели (инфракрасные обогреватели) имитируют условия чёрных бань (рис. 65л). Различного рода электронагреватели потоков воздуха (тепловентиляторы, фены, тепловые воздушные завесы, тёплый вентиляционный приток с электрокалорифером, обогревающие кондиционеры и др.) имитируют финскую сухую сауну (рис. 65м). Если у дачника есть ограничения по употребляемой электрической мощности, то единственным способом использования электрической энергии в банях остаётся теплоаккумулирующий, в том числе использующий банную каменку.