WarmFires.ru

1 - пронизывающий поток дымовых газов, 2 - система летнего дымохода, 3 - прочистное отверстие с заглушками, 4 - задвижка, 5 - дверка для подачи воды в каменку и для вывода пара, 6 - распахивающая крышка каменки, 7 - теплоизоляция термостойкая (перлит, вспученный вермикулит и т. п.), 8 - насадная во-доохлаждаемая дымовая труба, выполненная в виде водонагревателя, 9 - отдельностоящий корпус каменки, желательно теплоизолированный, 10 - завихривающие дымообороты, энергетически малоэффективные, поскольку не отбирают лучистое тепло от углей, 11 - решётка распределительная.

Закрытые фильтрующие каменки на дровах встречаются в настоящее время уже редко - только лишь в дорогих кирпичных печах для любительских бань при очень квалифицированной эксплуатации (М.А.Соколов). Открытые каменки в закрытом контейнере (рис. 143 б и г) и открытом (рис. 147д) являются более гигиеничными, простыми в эксплуатации и не оказывающими сопротивления дымовым газам (И.Ф Курин, Патент РФ30420). Открытые каменки хорошо сочетаются с металлическими печами, являющимися сейчас основой подавляющего числа дачных бань. Каменки размещаются вокруг топливников или в контейнерах внутри топливников и дымоходов (примерно так, как кухонные духовки).

Рис. 148. Модельные варианты каменок, заполняющих дымовую трубу: а - высокая труба, полностью до оголовка наполненная камнями, б - низкая труба, полностью до оголовка наполненная камнями, в - высокая труба, частично наполненная камнями, Если температура в трубе всюду (и в камнях, и в пустотах) одинакова и выше температуры атмосферного воздуха, то скорости подъёма дымовых газов за счёт гравитационных перепадов давления (тяги) в примерах а и б равны между собой, а в примере в скорость возрастает пропорционально высоте трубы и обратно пропорционально высоте заполненного участка.

Основную долю энергии печь выдаёт в виде лучистого тепла от углей и пламени, причём это тепло очень легко поглощается стенками теплооб-менных элементов, в том числе и стенками контейнера каменки (в отличие от кондуктивно-конвективного тепла). Поэтому целесообразно конструировать печи таким образом, чтобы всё тепло от углей беспрепятственно попадало на внешние стенки топливника, в том числе контейнера, эффективно охлаждаемые в свою очередь лучистыми потоками на стены бани (или на экраны печи) и/или мощными конвективными потоками и/или засыпками камней и/или лучше всего водой. Любые экраны внутри топливника могут существенно поглотить лучистые потоки тепла внутри топливника и трансформировать их в конвективные (дымовые) потоки тепла, поглотить которые стенками теплообменных элементов затруднительно, особенно при высокой температуре стенок (то есть охладить горячие газы труднее, чем поглотить лучистое тепло от углей). Отсюда следует, что варианты печей с внутренними дымооборотами (рис. 147 ж, э, и), отгораживающими контейнер каменки от углей и пламени, не могут рассматриваться как удачные решения для нагрева стенок каменки. Тем не менее, в ряде случаев экраны внутри топливника оказываются полезными, но не каменке, а самой печи, поскольку несмотря на общее снижение лучистых потоков на стенку топливника, они могут обеспечить (как жаровни) повышенный нагрев дров в период пламенного горения или, например, перераспределить лучистые потоки, в частности, предотвращая перегрев отдельных узлов печи. Но, как правило, в топливнике необходимо устранять все экраны (в том числе и сами дрова), между углями и важными стенками топливника, а уж потом при выводе дымовых газов в дымовую трубу можно использовать экраны как жаровни и дымообороты как газозавихрители с целью отбора тепла дымовых газов.

В последнее время в Финляндии, а затем и в России разработано большое число металлических печей для саун с открытыми каменками (в том числе и в закрытом контейнере-термосе). Для русских бань рекомендуются металлические печи-каменки типа «Вулкан» и «Булерьян» с нагревом камней от топки (рис. 149). Характерной особенностью каменок этого типа является наличие в нижней части воздухоподающих щелей 5 (отверстий), прикрываемых специальными заслонками (клапанами), в том числе распахивающимися. Открывая заслонку, можно обеспечить доступ потока воздуха снизу в насыпку камней. Производители считают, что режим с открытыми заслонками имитирует «сухой жар сауны», а режим с закрытыми заслонками имитирует «влажный пар русской парной». Поясняется при этом, что с открытыми заслонками осуществляется интенсивное потоотделение в сухом воздухе (без поддач) при температуре воздуха 100-130°С и относительной влажности воздуха 0-10%. Затем парную проветривают, снижая температуру до 50-55°С, после чего температуру и влажность воздуха в парной поднимают, поддавая воду на раскалённые камни при закрытых заслонках. Технически указанное решение интересно (хотя и малоэффективно), позволяет в какой-то степени варьировать банные условия по желанию пользователя, осознанно учитывая аэродинамические особенности бань различного типа. Однако, особый интерес представляет иной режим, когда сначала камни прогревают при закрытых заслонках, а затем льют воду на камни при открытых заслонках. Получается уже не поток пара, а поток смеси воздуха с паром, имитирующий поток горячего влажного воздуха от веника в паровой бане. Такой поток влажного пара менее подвержен туманообразованию при смешении с более холодным воздухом бани, но тем не менее способен выделять конденсат на потолке бани. К сожалению, естественный поток воздуха через каменку слишком мал, чтобы образовать требуемую паровоздушную смесь с температурой 60-65°С и относительной влажностью 60-65%: нужны электровентилятор и строго дозированный ввод воды.