Печь на угле: топим черным золотом

Любой, мало-мальски достойный, банных дел мастер на вопрос: «можно ли использовать печь на угле в бане» ответит- «конечно же нельзя, но подумав добавит, но если очень хочется — то можно». В сегодняшнем материале мы попробуем разобраться, где же та самая граница, между нельзя и можно.

Устройство и принцип работы

Дрова, во многих регионах страны, в последнее время, усердно дорожают. Не везде есть условия, когда межа личного приусадебного участка упирается в лес, в котором и лесник хороший знакомый и бензопила не убогая китайская поделка, а фирменный шведский или канадский агрегат. В общем, не всем везет с дровами и, порой, ценник на доставку готовых дров заставляет подумать о чем то возвышенном и неземном. Вот тогда то и приходят в голову различные мысли об альтернативном топливе, например, об угле.

В настоящий момент, на рынке представлено великое множество различных банных печей, использующих в качестве топлива каменный уголь. Объединяет их единая основа конструкции, в которую положен ряд общих принципов:

• Топка. Оформлена массивным топочным коробом с колосниковой решеткой в подошве топочного пространства и топочной дверцей с лицевой стороны печи;
• Зольник. Может быть исполнен в виде классического зольника и зольника-совка;
• Каменка. Короб, в котором содержится каменная засыпка, аккумулирующая и излучающая тепло в пространство банного помещения;
• Дымоход, имеющий свод, в котором происходит концентрация и первичное накопление топочных и дымовых газов истекающих через гильзу и далее исходящих в трубу, имеющую непосредственную прямую связь с атмосферой.

Угольная печь работает по принципу конвекции воздушных масс, то есть обеспечивается эффективная циркуляция внутренних объемов воздуха обогревающих помещение бани с одновременным образованием и качественным отводом дымовых газов.

Основным искусством инженерной мысли, это одновременное обеспечение хорошей тяги и качественного и экономного нагрева внутреннего объема банного помещения.

Внимание! Принципом использования печи на угле в бане является категорический запрет на применении ее в качестве источника тепла в банях по черному. Причин много: образование токсичных трудноудаляемых продуктов горения, выделение каменноугольной смолы и сажи.

Сильные и слабые стороны банной угольной печки

Как мы несомненно помним, идеальных вещей не существует в природе, однако, любой предмет имеет определенный набор сильных и слабых сторон. Не исключение, рассматриваемая нами печь. Начнем, по традиции, с хорошего. Справедливости ради, отметим, что перечисленные требования, в подавляющем своем большинстве актуальны для металлической конструкции:

• Низкие эксплуатационные расходы. Достаточно высокая топливная экономичность, особенно, при использовании углей антрацитовой группы, отличающихся малой материнской зольностью и чрезвычайно высокой калорийностью ,или по иному, удельной теплотой сгорания;
• Долговечность. Изготовленная из материалов печь, особенно горячие ее части , может эксплуатироваться в течении 10-12 лет;
• Хорошая ремонтопригодность. Текущий ремонт не сложен и его проведение не сопряжено с особыми технологическими или инструментальными затруднениями;
• Устойчивость к температурным колебаниям. Хорошо переносит длительные перерывы в работе;
• Большой выбор готовых конструкций, выполненных с учетом основных технологических требований;
• Относительно невысокая стоимость самостоятельного изготовления или приобретения готового экземпляра;
• Не требуется возведение обособленного фундамента;
• Гибкость, в плане размещения или приспособления печи для использования в различных помещениях, как по объему, так и по конфигурации.

Теперь, об основных и критических недостатках:

• При использовании в паре с каменкой закрытого типа и большом объеме инертной каменной засыпки печи такого типа может долго разгоняться и медленно выходить на номинальный температурный режим в парном помещении;
• Ввиду высокой температуры поверхности требуется применение специальных мероприятий по снижению пожароопасности помещения и возведения защитного ограждения во избежание получения ожогов в случае непредвиденного контакта с печью;
• Предъявляются особые требования к толщине и жаростойкости металла, используемого при изготовлении ответственных элементов печи. Некондиционное сырье может спровоцировать проявление деформаций и случаев прогорания горячих частей;
• Пар, сгенерированный печью такого типа достаточно жесткий и более подходит для сухопарых бань, нежели для классической русской.

Словечко от Бывалого! Необходимо сказать, что печь для бани на угле, которая изготовлена из металла, в основе своей конструкции не должна иметь металлические листы толщиной менее 4 мм. Исключение могут составлять только заводские печи именитых иностранных брендов, использующих в качестве сырья высоколегированные жаропрочные специальные стали.

Считаем мощность

Тепловая мощность печи — один из основных и принципиальных показателей, который характеризует ее эффективность и функциональность.

Общепринятой практической нормой объема для одного человека в бане принят показатель 9-11 куб. м. Для нагревания 1 куб. м. помещения бани до температуры 60 градусов Цельсия необходимо 55 кКал. в час. Металлическая банная печь при использовании в качестве топлива рядового каменного угля марки ДГр может сгенерировать 320 кКал. с 1 кв. м. рабочей поверхности. Таким образом, для обогрева до номинальной температуры 10 куб.м. объема парного помещения необходимо 550 ккал. тепловой энергии, следовательно, площадь рабочей поверхности печи на каменноугольном топливе для поддержания заданных параметров не может быть меньше 1,73 кв. м. с учетом минимального или близкого к нему уровня потерь.

Внимание! Основное качество банной печи это не столько теплопроводность материала, сколько его теплоемкость. Теплоемкость стали весьма низкая, поэтому нужно быть готовым к тому, что для длительного поддержания температуры в парильном отделении печь необходимо будет подтапливать. Хорошей альтернативой этой особенности стальной печи может служить использование чугуна. Чугунная отливка по своей теплоемкости весьма близка каменной кладке, поэтому «долгоиграющие» банные печи возможны только на основе чугунного «скелета».

Особенности топки печи

Понятно, что используя в качестве основного топлива каменный уголь, отказаться от дров полностью не удастся. Подавляющее количество основных марок углей для уверенного розжига требуют достаточную температуру, которую может инициировать дровяная закладка.

Стартовая заправка из мелко наколотых дров или древесной щепы используется в соотношении к основной стартовой порции угля, примерно как 1 к 4. Есть некоторые марки угля, которые загораются от меньшего количества дров, иные требуют соотношения и 1 к 2 и относятся к видам трудноразжигаемых.

Важно! Следует сказать, что угли марки Т, так называемые тощие угли или полуантрациты и марки А- антрациты используются во вторичной закладке, то есть когда стартовая закладка дров и первичная закладка из длиннопламенных углей создали термическое ложе достаточного объема и температуры. Напрямую, от дров такие угли зажечь практически невозможно.

Важным условием видится правильное использование поддувала печи. В момент старта растопки оно прикрыто, по мере разгорания и выхода печь на номинальный рабочий режим его открывают, регулируя тем самым, приток воздуха и скорость сгорания заложенной порции топлива.

Каменные угли марки К и Сп, коксовые и спекающиеся требуют постоянной работы кочергой для того чтобы разбить корку угольного пирога и обеспечить необходимый приток воздуха всему объему угольной закладки. Кроме этого угля коксовой группы обладают очень высокой калорийностью и при закладке в чистом виде могут спровоцировать прогорание колосниковой решетки.

Для полноты информационной картины, считаем правильным привести основные характеристики калорийности и объемного веса основных марок каменных углей в виде таблицы:

Краткие рекомендации по самостоятельному изготовлению

Сделать печь на угле своими руками вполне возможно, главное — соблюдение основных технологических принципов.

Рассмотрим основные виды, пригодные для изготовления в кустарных условиях домашнего хозяйства:

1. Печь-буржуйка. Во многом повторяет классическую широко известную печь-буржуйку и отличается от последней наличием лотка для каменной засыпки. Габаритные размеры, как правило не выходят за пределы 420 мм по высоте и 470 мм по ширине. Фундамент для такой печи не обустраивается, функцию жаропрочной отсечки от пола выполняет кусок базальтовой плиты, которая, помимо этого еще и равномерно распределяет нагрузку. Предельным объемом, который сможет обогреть эта печь следует считать 22 куб. м. и не более. Дымоход прямого типа общей высотой порядка 4200-4500 мм. Тяга регулируется не шибером, а сдвижной заслонкой, которая перекрывает часть ходовых отверстий в печной дверце. При этом стоит учитывать, что 2 ходовых отверстия не должны перекрываться ни коим образом. Печь такого типа, за счет хорошей тяги прямого дымохода допускает подтопку в ходе помывки. Максимальный объем жидкости для единоразовой поддачи пара не более 0,25 л. и интервалом порядка 20-25 мин.
2. Цельносварная печь без применения каменной футеровки. Самая примитивная конструкция, способная при габаритных размерах по высоте и ширине 750×600 мм эффективно обогреть парное помещение объемом до 25 куб. м. Диаметр дымохода не менее 100 мм. организуется через гильзу диаметром 110-115 мм посредством металлической трубы с толщиной стенки не менее 2 мм. В лице печи оформляется поддувало с площадью проема порядка 30-35 % от площади проема топочной дверки. Колосниковая решетка обустраивается вдоль линии топки из набора порезанного в размер и сваренного в плоский пакет арматурного прута диаметром 15 мм. толщина тела печи в холодных частях 4 мм, на горячих участках 6 мм.
3. Металлическая сварная печь в футляре. Кирпичная, в своей основе печка, заключенная для более высокой теплоотдачи в металлический футляр из холоднокатаной стали толщиной не менее 3 мм. Металлический футляр нагревается до температуры 100-120 градусов Цельсия, поэтому обязательным условием для такой печи следует считать наличие ограждающего экрана блокирующего прямой контакт частей тела с горячей поверхностью. Допускает применение бесфундаментной компоновки. Кладка горячей части из огнеупорного шамотного кирпича с применением компенсирующих швов. Пригодна для использования как в сухопарной сауне, так и паровой русской бане. Угольная печь для бани такого типа способна при габаритных размерах по высоте и ширине 1120×550 мм эффективно обогреть парное помещение до 40 куб. м. В конструкцию легко встраивается водогрейный контур, который обеспечивает горячую воду температурой порядка 50 градусов Цельсия. Цикл протопки парной до номинальной температуры не превышает 120 мин, подтопка в течении помывки нежелательна, время сохранения тепла номинальной температуры не менее 60 мин.

Важно! Используя металлический футляр для каменной печки нельзя применять каменный футляр для металлической. Подобный прием, за счет большой разницы в теплопередаче между камнем и металлом «запирает тепло» и ведет к работе металлической печи, ее топки в критических температурных режимах. Как следствие температурная деформация и быстрый прогар даже толстостенной печи из чугуна.

В целом следует помнить простое правило, чем выше масса остова печи и каменной засыпки, тем печь более инерционна. То есть она долго разгоняется и выходит на температуру номинального прогрева, но и дольше ее сохраняет медленнее остывая.

При проведении сварочных работ, следует руководствоваться правилами и приемами для получения ответственных высоконагруженных швов с последующим отжигом и контрольной проверкой на полном ходу печи в течении 120 мин. При выявлении дефектов шва, таковой разделывается и проваривается вновь, в последующим контрольным отжигом спустя 24 часа с момента проведения сварочных работ.

Заключение

В традиционной русской бане главное, это ее неповторимый дух, который возможно получить только при протопке банной печи колотыми дровами определенных пород, в идеальном случае березовых и дубовых. Можно ли баню топить углем, в таком раскладе? Можно. Однако о непередаваемом банном духе можно забыть. Кроме этого, каменноугольная зола потребует утилизации, в то время, когда древесная зола может служить отличным органическим удобрением для приусадебного участка и хорошим источником калия на огороде. Ни в коем случае не стоит использовать угольное отопление при топке бани по черному, о причинах мы упоминали выше. Несомненно, дрова, в целом ряде регионов дорогое удовольствие и уголь может служить хорошей альтернативой, особенно в крупных банях коммерческого направления. В этом случае стоит озаботиться расположением топочных котлов с внешней стороны, чтобы минимизировать загрязнение атмосферы помещения топочными газами, смолами и сажей. Непременным условием нормальной работоспособности печей такого типа является систематическая очистка дымоходов от сажевых отложений и пробок. Особенно это касается печей использующих в качестве топлива угли не антрацитовой группы. Хорошим и экономически выгодным вариантом стоит рассматривать использование каменноугольных печей в качестве основного источника тепла в банях типа хамам и иных, допускающих дистанционное транспортирование тепла без критической потери температуры. В остальном, традиционная русская парная баня на дровах остается неувядающей классикой, которую не сможет заменить любой, даже самый качественный уголь.