До какой температуры нагревается печь в бане

Дрова – классический вариант твердого топлива в местности, богатой лесами. Сжигание древесины дает возможность получать тепловую энергию, при этом температура горения дров напрямую влияет на эффективность использования топлива. Температура пламени зависит от породы дерева, а также от степени влажности топлива и условий его сжигания.

Горящие дрова в печке

Тепловые характеристики древесины

Породы древесины различаются по плотности, структуре, количеству и составу смол. Все эти факторы влияют на теплотворность дров, на температуру, при которой они сгорают, и на характеристики пламени.

Древесина тополя пористая, такие дрова горят ярко, но максимальный температурный показатель достигает лишь 500 градусов. Плотные породы дерева (бук, ясень, граб), сгорая, выделяют свыше 1000 градусов тепла. Показатели березы несколько ниже – около 800 градусов. Лиственница и дуб разгораются жарче, выдавая до 900 градусов тепла. Сосновые и еловые дрова горят при 620-630 градусах.

Качество дров и как правильно выбирать

У берёзовых дров лучшее соотношение теплоэффективности и стоимости – топить более дорогими породами с высокими показателями температуры сгорания экономически невыгодно.

Ель, пихта и сосна пригодны для разведения костров – эти хвойные породы обеспечивают относительно умеренное тепло. Но в твердотопливном котле, в печи или камине такие дрова использовать не рекомендуется – они выделяют недостаточно тепла для эффективного обогрева жилища и приготовления пищи, сгорают с образованием большого количества сажи.

Низкокачественными дровами считается топливо из осины, липы, тополя, ивы и ольхи – пористая древесина при горении выделяет мало тепла. Ольха и некоторые другие виды древесины «стреляют» угольками в процессе горения, что может привести к возникновению пожара, если дрова использовать для топки открытого камина.

При выборе также следует обратить внимание на степень влажности древесины – сырые дрова хуже горят и оставляют больше золы.

Температура горения и теплоотдача

Температура горения древесины определяет показатели теплоотдачи топлива – чем она выше, тем большее количество тепловой энергии выделяется в процессе сгорания дров. При этом удельная теплотворность топлива зависит от характеристик древесины.

Показатели теплоотдачи в таблице указываются для дров, сжигаемых в идеальных условиях

:

• минимальное содержание влаги в топливе;
• горение проходит в закрытом объеме;
• подача кислорода дозирована – поступает то количество, которое необходимо для полноценного сжигания.

Ориентироваться на табличные значения теплотворности имеет смысл только для сравнения различных видов дров между собой – в реальных условиях теплоотдача топлива будет заметно ниже.

Что такое горение

Горение является изотермическим явлением – то есть, реакцией с выделением тепла.

Процесс горения дров можно разделить на несколько этапов

:

1. Разогрев . Участок древесины необходимо нагреть внешним источником огня до температуры воспламенения. При нагреве до 120-150 градусов дерево начинает обугливаться, при этом образуется уголь, способный к самовоспламенению. При нагреве до 250-350 градусов стартует процесс термического разложения на газообразные составляющие (пиролиз). Верхний, обуглившийся слой тлеет (горит без образования пламени), при этом выделяется дым белого или бурого цвета – смесь водяного пара с продуктами пиролиза.

2. Возгорание пиролизных газов . Дальнейший разогрев приводит к усилению термического разложения, и сконцентрировавшиеся пиролизные газы вспыхивают. После вспышки возгорание постепенно начинает охватывать всю зону разогрева. При этом образуется устойчивое пламя светло-желтого цвета.

3. Воспламенение . Дальнейший разогрев приводит к воспламенению дров. Температура воспламенения в естественных условиях колеблется в промежутке от 450 до 620 градусов. Древесина воспламеняется под влиянием внешнего источника тепловой энергии, который обеспечивает нагрев, необходимый для резкого ускорения термохимической реакции.

Воспламеняемость древесного топлива зависит от целого ряда факторов

:

• объемный вес, форма и сечение элемента из дерева ;
• степень влажности древесины;
• сила тяги;
• расположение поджигаемого объекта относительно воздушного потока (вертикальное или горизонтальное);
• плотность древесины (пористые материалы воспламеняются легче и быстрее плотных, к примеру, разжечь ольховые дрова проще, чем дубовые).

Обратите внимание! Влажная древесина хуже разжигается и горит по причине того, что значительная часть тепловой энергии уходит на испарение излишков влаги. Дрова круглой формы разгораются хуже элементов, имеющих ребра и грани. Чем массивнее дрова, тем сложнее их разжечь. Не струганная древесина воспламенится быстрее гладкой.

Для воспламенения требуется хорошая, но не избыточная тяга – необходим достаточный приток кислорода и минимальное рассеивание тепловой энергии горения – она нужна для прогрева соседних участков древесины.

4. Горение . При условиях, близких к оптимальным, первоначальная вспышка пиролизных газов не затухает, от возгорания процесс переходит в устойчивое горение с постепенным охватом всего объема топлива. Горение делится на две фазы – тление и пламенное горение.

Факторы, влияющие на температуру горения

Температура горения дров в печи зависит не только от породы древесины. Значимыми факторами также являются влажность дров и сила тяги, которая обусловлена конструкцией теплового агрегата.

Влияние влажности

У свежесрубленной древесины показатель влажности достигает от 45 до 65%, в среднем – около 55%. Температура горения таких дров не поднимется до максимальных значений, так как тепловая энергия будет уходить на испарение влаги. В соответствии с этим снижается теплоотдача топлива.

Чтобы при сгорании древесины выделялось необходимое количество теплоты, используются три пути

:

• для обогрева помещений и приготовления пищи используется почти вдвое больше свежесрубленных дров (это оборачивается ростом расходов на топливо и потребностью в частом обслуживании дымовой трубы и газоходов, в которых будет оседать большое количество сажи);
• свежесрубленные дрова предварительно высушиваются (бревна пилятся, раскалываются на поленья, которые укладывают в штабель под навес – для естественной сушки до 20% влажности требуется 1-1,5 года);
• закупаются сухие дрова (финансовые затраты компенсируются высокой теплоотдачей топлива).

Обратите внимание: свежесрубленная древесина тополя и других пористых пород, содержащих большое количество влаги, непригодна к использованию в качестве топлива. Она плохо горит и выделяет мало тепловой энергии.

Теплотворная способность березовых дров из свежесрубленной древесины достаточно высока. Также пригодно к использованию топливо из свежесрубленного ясеня, граба и других твердых пород древесины.

Влияние подачи воздуха

Ограничивая поступление кислорода в топку, мы снижаем температуру горения древесины и уменьшаем теплоотдачу топлива. Длительность сгорания закладки топлива можно увеличить, прикрывая заслонку котельного агрегата или печки, но экономия топлива оборачивается низким КПД сжигания из-за неоптимальных условий. К дровам, горящим в камине открытого типа, воздух поступает свободно из помещения, и интенсивность тяги зависит в основном от характеристик дымохода.

Материалы для дымоходов

Перед приобретением материалов необходимо определиться с конструкционными особенностями дымохода.

Кирпичная система

Сооружение выполняют из жаростойкого кирпича с использованием специальной сухой смеси или печной глины. Помимо этого, может понадобиться материал для создания грибка над трубой.

Перед приобретением материала для изготовления металлического дымохода в бане, необходимо составить его точную схему с подробным расположением всех углов и поворотов трубы.

Также понадобится 2 железных полотна с отверстиями, соответствующими диаметру трубы. Их фиксируют на потолке бани и на полу чердака. Понадобится и жаростойкий материал, который будет закреплен вокруг трубы в месте ее выхода на деревянный чердак.

Для создании гидроизоляции вокруг дымохода на кровле необходимо приготовить герметик или специальный резиновый уплотнитель.

Выбор труб: на что обратить внимание

При покупке железных дымоотводных труб нужно определиться с их сечением. В основном, оно зависит от мощности печи, но для большинства банных вариантов этот параметр равен 15-20 см. Не стоит брать слишком большой диаметр, так как он будет слабо сохранять тепло. А слишком маленький – не создаст нужную для вывода дыма тягу. Как бы там не было, сечение трубы не должно быть меньше диаметра выводного патрубка отопительной конструкции.

Существует еще ряд требований, предъявляемых к элементам дымохода в бане:

• Минимальная высота трубы – 5 м. Пренебрежение данным требованием грозит ухудшением тяги. Точное значение высчитывается в зависимости от расположения трубы на крыше. В любом случае, она должна возвышаться над коньком минимум на полметра. Идеальной высотой от конька считается 1,5 м, но это не обязательно;
• Минимальная толщина металла, используемого при создании трубы, – 1 мм;
• Если планируется, что система дымохода будет оснащена баком для горячей воды, то его нужно обязательно отразить в предварительно составленной схеме. Лучше, если резервуар будет сделан из нержавеющей стали.

Блог печника Александра Залуцкого

После отделки печи плиткой я попросил заказчика сделать замеры температуры этой печи.

Максимальная температура, до которой нагревается печь 110 градусов. Это стена, выходящая в парную. Стенка, выходящая в комнату отдыха нагревается до 70 градусов. Камни в каменке нагреваются до 300 градусов.

После отделки масса печи увеличилась, что отразилось на скорости нагрева печи и парилки. По ощущениям заказчика, теперь парилка нагревается до нужной температуры на 2 часа дольше, чем было до отделки. Теперь он топит печь в 2 приема. Первую закладку дров сжигает чтобы нагреть печь. После прогорания дров дымоход закрывается. Через 6-8 часов сжигает еще 2 закладки дров, уже для нагрева камней.

Печь стала нагревать помещение дольше, но и тепло сохраняется тоже дольше. Печь теплая еще 3 дня после бани.

Для сравнения был в бане у соседа с металлической печью . Парилка нагревается очень быстро. Летом за 1 час от растопки печи температура в парилке уже около 100 градусов. Зимой дольше, до 1,5 часов. Камни также нагреваются до 300 градусов. Через 8-10 часов температура в парной уже 20-25 градусов.

Резюме

Как видно, вполне реально соорудить металлическую печь для бани самостоятельно. Для этого необходимо иметь требуемый инструмент, основным из которых является сварочный аппарат. Во время работы над сборкой печи, необходимо соблюдать правила техники безопасности, надевая защитные очки, респиратор, перчатки и одежду из натурального волокна.

Технология изготовления банной печи предъявляет особые требования к оборудованию всех ее отделов, в том числе, и дымохода. Его устройство немного отличается от дымоходной системы домашней печи. Он должен обеспечивать долговременное сбережение тепла и безопасность посетителей парной. Перед организацией дымохода в бане, стоит узнать несколько важных нюансов.

В конструкцию банных печей входят 2 типа дымоходов:

• Коренные. Их организуют рядом с печью, используя для соединения специальный патрубок, по которому дым и уходит в основной канал. Один дымоход может быть использован для 2-3 печей. Главное, чтобы его внутренний диаметр имел соответствующие параметры, а трубы от каждого отопительного прибора располагались на различной высоте;
• Системы с насадной трубой монтируются конкретно на печном патрубке и выводятся через крышу. Данный вариант дымохода является самым распространенным для банных печей.

Классификация дымоходов по месту установки включает 2 вида:

• Наружные. Основная их часть расположена на улице и зафиксирована на стене при помощи кронштейна. Не слишком рекомендованы для бани, так как быстро остывают, теряя драгоценное тепло.
• Внутренние. Это вертикальные конструкции с хорошей тягой, расположенные внутри постройки.

По используемому материалу дымоходы бывают:

• Кирпичными. Традиционный вид, характеризующийся трудоемкостью кладки и высокими требованиями к соблюдению всех параметров. Имеют массу преимуществ: долговечность, пожаробезопасность, прочность, хорошую термоизоляцию и теплоаккумуляцию. К недостаткам относят шероховатость и угловатость внутренней поверхности, на которой скапливаются сажные отложения;
• Металлический дымоход быстрее монтируется и дешевле стоит. У него идеально гладкая поверхность, но более слабые теплосохраняющие характеристики;
• Комбинированный вариант, включающий 2 части: нижняя выполнена из кирпича, верхняя – из современной сэндвич-трубы. Позволяет организовывать аккуратные, небольшие проходы, которые проще закрыть жаростойким материалом.

Какая марка стали лучше для банной печки

Температура нагрева дымовых газов внутри печи, достигает 450-550°С. При нагреве такой интенсивности, наблюдается деформация металла.

Непосредственное воздействие огня приводит к прогоранию стали. Конечно, можно попросту использовать металл толщиной 10 мм и более, но тогда придется подолгу протапливать парную, тратить большое количество топлива для прогрева. По причине использования толстостенных стальных листов, долговечная печь станет экономически невыгодной.

Задача, стоящая перед мастером – сделать конструкцию достаточно прочную, чтобы предотвратить деформацию, прогорание и одновременно имеющую хорошую теплопроводимость. В заводских условиях, для изготовления банных печей используется металл с высокой степенью жаропрочности.

Большинство производителей используют марку хромистой коррозионностойкой нержавеющей стали AISI 430. В бюджетных моделях, железо для банных печей меняют на конструкционную сталь ГОСТ 1050-88. У каждого металла есть свои плюсы и минусы.

Легированная сталь отличается от конструкционной стали следующими характеристиками:

• Устойчивость к влаге – легированная сталь, применяемая при изготовлении печей для бани, нержавеющая. Отсутствует склонность к коррозии даже при интенсивном нагреве. Отечественная марка жаропрочной высоколегированной нержавеющей стали 08Х17Т. В некоторых источниках указывается на практически полную идентичность характеристик жаростойких сталей данного типа. Конструкционное железо не отличается коррозионной стойкостью, что приходится учитывать при расчете толщины стенок топки.
• Время эксплуатации – срок службы печей из конструкционной стали, 3-4 года. AISI 430 приходит в негодность за 5-8 лет.
• Возможность ремонтных работ – марки жаростойких сталей для изготовления дровяных банных печей, AISI 430 и 08Х17Т, имеют низкое содержание углерода, что делает возможным проведение сварочных работ. Конструкционное железо содержит соединения серы и фосфора, предающие ему хрупкость и ломкость.
• Жаростойкость – марки жаропрочной стали для печи в баню, AISI 430 и 08Х17Т, выдерживают нагрев до 850°С без изменения структуры металла и его кристаллической решетки. При поднятии температуры до 600 °С, предел прочности остается в районе 145 Мпа. Образование окалины происходит только при разогреве до 8500°С. Металл в банной печи при интенсивной топке нагревается до температуры 450-550°С. У конструкционного материала, параметры жаростойкости меньше.

Оптимальная толщина металла для печи в баню

При определении толщины металла, учитывают две основные характеристики, влияющие на рабочие параметры банной печи:

• Прогорание стали – если для топки использовать тонкостенный лист обычного металла, спустя буквально полгода топки, придется ремонтировать печь. Обычная сталь толщиной 4 мм, обеспечит быстрый прогрев парной, но прослужит недолго. По этой причине, производители делают топочную камеру из AISI 430, жаростойкой хромистой нержавеющей стали толщиной 4-6 мм.
• Теплопроводность – температура нагрева печи напрямую зависит от толщины стенок топки. Кажется, что проще было сделать топочную камеру из металла 10 мм и больше, и так предотвратить прогорание, но такой подход нецелесообразен по нескольким причинам. Чем толще металл, тем больше требуется тепловой энергии и времени, чтобы прогреть его и поддерживать необходимую температуру. Печное оборудование становится экономически невыгодным. Оптимальная толщина металла у банной печи, должна быть 6-8 мм.

Минимальная толщина стали в топочной камере 4 мм, допустима только при условии применения AISI 430 и 08Х17Т. В других случаях, нужна толщина металла не менее 6 мм. Большинство мастеров рекомендуют при самостоятельном изготовлении печи, использовать конструкционную сталь толщиной 8 мм.

Какими электродами надо варить банную печь

Чтобы сварить печь, потребуются электроды, выбираемые, в зависимости от используемой при производстве стали. Нержавейку варят методом аргонодуговой сварки. Подойдут электроды марки ЦЛ 11 и Д4.

После проведения сварочных работ, обязательно удаление окалин и протравка. Так можно избежать коррозии в месте сварного шва.

Электроды для сварки банных печей, изготовленных из конструкционной стали НИАТ-5, ЭА-112/15, ЭА-981/15 и ЭА-981/15. Толщина выбирается, в зависимости от плотности металла и температуры его прогрева.

Изготовить печь для бани своими руками, при наличии специальных навыков, грамотном выборе комплектующих и расходных материалов, не сложно.

Оптимальная температура в парной бани тесно связана с процессами, которые проходят в организме человека при его попадании в помещение с воздухом, прогретым выше 50 °С. Реакция человеческого тела очень отличается, в зависимости от того, насколько высокая температура в парилке и какая влажность воздуха в ней. На данный момент банные процедуры уже достаточно изучены, чтобы можно было с уверенностью говорить о наиболее подходящей температуре для эффективного парения.

ОТВЕТ

Такая проблема существует у всех, кто использует в бане теплоизолированную печь. Решение проблемы – в замене печи. Естественно, для этого придется выложить некоторую сумму денег, но зато и неудобства исчезнут. Другие же варианты иначе как полумерой назвать нельзя.

Если все же менять печь не получается, то топить ее придется, придерживаясь определенных правил. А именно: после нагревания печи до 100 градусов стараться не повышать больше температуру, а сохранять ту, что есть. С этой целью топливо в печь подкладывают по минимуму, закрывают зольник. Таким способом обеспечите для печи высокий КПД, в помещении – комфортную температуру и все это при экономии топлива. Температура воздуха примерно через 40 минут достигнет того минимума, когда можно начинать париться.

Источник