Какая температура в банной печи

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.

Хромосодержащая жаростойкая сталь стоит дорого, к тому же не все узлы испытывают одинаковую термическую и коррозионную нагрузку. По этой причине, конструкцию банной печи делают из нескольких металлов:

  • Топка – для топочной камеры используют AISI 430 или аналог 08Х17Т. При самостоятельном производстве, применяют сталь 10 ГОСТ 1050-88.
  • Экран – конвекционные каналы не испытывают такой же нагрузки как топка, поэтому, для их производства берут 08ПС или 08Ю ГОСТ 19904-90.
  • Корпус печи для бани делают из листовой конструкционной стали.
  • Дверца топочной камеры – практика показывает, что данная часть устройства испытывает максимальную термическую нагрузку. По этой причине, использование даже высоколегированной нержавеющей стали, не достаточно. Через несколько топок наблюдается деформация дверок. Оптимальным решением считается навешивание чугунной дверцы.

Как правило, при самостоятельном изготовлении банной печи используют металл, который легче поддается механической и сварной обработке.

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.

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.

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.

Срок эксплуатации печки во многом зависит от грамотного проведения сварных работ, в том числе от выбора расходных материалов и последующей обработке шва. Варить топку лучше профессионалу. Проведение сварочных работ по нержавеющей стали, требует 5-6 категории квалификации сварщика.

Читайте также:  Как обложить печку кафельной плиткой

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

Почему кирпичная печь-каменка лучше для русской бани, чем металлическая печь

Просмотров: 1 030

В настоящей статье я изложу собственное видение темы, вынесенной в заголовок.

Для начала кратко напомним, какие температурно-влажностные режимы характерны для русской бани. Тем же, кто хочет более подробно познакомиться со всеми возможными существующими режимами приема банных процедур и выбрать наиболее предпочтительные для себя, рекомендую заглянуть СЮДА .

Итак, паровая русская баня характеризуется температурами нагрева воздуха в парной до Т=45-65°С и относительной влажностью воздуха φ=50-90%. Абсолютная влажность воздуха в парной русской бани колеблется в пределах ρ=60-150 г/м³.

В то же время температурно-влажностные режимы, характерные для суховоздушной сауны, лежат в диапазоне температур Т=90-130ºC и относительных влажностей φ=2-10%. Абсолютная влажность воздуха при этом составляет ρ=8-16 г/м³.

Из приведенных цифр видно, что если температуры воздуха в банях указанных типов отличаются в два раза, то количество водяных паров в воздухе различается на порядок.

В паровой русской бане нагрев человека осуществляется высоковлажной воздушной средой, в то время как в суховоздушной сауне нагрев человека осуществляется сухим воздухом.

Мытье человека в паровой бане происходит в пару веником (путем осаживания банным веником на поверхности тела конденсата водяных паров из воздуха и использования банного веника в качестве мочалки).

Мытье в парной суховоздушной сауны не предусматривается изначально. В такой парной можно лишь хорошенько прогреться сухим воздухом. Мытье тела осуществляется, как правило, под обычным душем, находящемся вне парной. Применение веника в парной суховоздушной сауны носит скорее ритуальный, а не функциональный характер.

Таким образом, цель русской паровой бани создать в парной условия: Т=45-65°С, φ=50-90%, ρ=60-150 г/м³.

К тому же теплосодержание влажного воздуха в парной русской бани, позволяющего получить режимы «легкого пара» , должно быть равно I=165-200 кДж/кг с.в. — на этапе предварительного прогрева организма и I=200-270 кДж/кг с.в. – на этапе парения вениками.

Встает вопрос, при помощи какой печи (металлической или кирпичной) легче всего достичь указанных режимов.

Сначала рассмотрим особенности металлических банных печей.

Металлические печи характеризуются температурой своей внешней поверхности, как правило, превышающей 120ºС. Это наблюдается даже в тех случаях, когда металлическая печь имеет внешние защитные металлические экраны, закрывающие снаружи топливник, раскаляющийся до куда больших температур (Т>300ºС). Температура части печной трубы, находящейся в парной и непосредственно контактирующая с печью, практически не отличается от температуры раскаленного топливника.

Металлическая печь, обладающая относительно небольшими внешними размерами (с площадью боковых поверхностей от 1 до 2м²), является источником мощного инфракрасного излучения. Величины потоков лучистого тепла (в зависимости от модели и размеров печи) от незащищенных тепловыми экранами стенок таких печей могут достигать очень больших величин порядка 10-30 кВт/м². Для сравнения, критическими тепловыми потоками, которые способен выдержать человек своей неприкрытой кожей в течение в несколько секунд, являются потоки

Металлические печи малотеплоемки и малоинерционны. Они очень быстро нагреваются при растопке, но также быстро остывают при прекращении процесса сгорания дров в топливнике.

Металлические печи, в большинстве случаев, не способны просушить баню после окончания принятия банных процедур.

Создаваемые металлическими печами конвекционные потоки воздуха, проходящие между внешним защитным экраном печи и металлическими стенками топливника, очень быстро нагревают воздух в парной до температур, присущих суховоздушным саунам (Т=90-130ºС). К тому же, как правило, в металлических печах каменка находится снаружи печи. Подобное размещение камней также создает конвективные потоки воздуха, вносящие свою лепту в перегрев парной.

За счет существования в парной с металлической печью мощных конвекционных воздушных потоков и, как правило, неравномерного прогрева элементов ограждающих конструкций парной (потолка, стен, пола) в таких условиях очень трудно удержать требуемую влажность воздуха на необходимом уровне на протяжении хотя бы 5-8 минут, в течение которых происходит режим парения вениками.

Если же все же при установившейся температуре воздуха в парной, характерной для режимов суховоздушной сауны (Т>90ºС), испарить на каменке объем воды, который создаст в парной абсолютную влажность воздуха ρ>50г/м², париться в этих условиях будет невозможно. И вот почему.

В создавшихся условиях на человека начнет конденсироваться влага с температурой равной температуре воздуха, то есть с Т>90ºС. Согласитесь, ситуация не из приятных.

А происходить это будет по следующей причине. Человек как биологический вид не может нагреться до температуры более 40ºС. Иногда, правда, после предварительного постепенного разогрева можно поднять температуру кожных покровов человека до температуры

50ºС. Но это не меняет сути рисуемой картины.

Абсолютная влажность воздуха равная 50г/м³ при температуре 40ºС даст 100% относительную влажность воздуха. Другими словами, температура 40ºС является точкой росы для влажности 50г/м³. В этих условиях из воздуха на любой предмет, имеющий температуру поверхности равную 40ºС, начнет выпадать роса с температурой равной температуре воздуха.

А какая у нас температура в парной?

Правильно. Более 90ºС.

И вот мы в ситуации: «Кипяточка не заказывали?»

Как по мне, то ПЕРЕБОР.

И последнее, относительно металлических печей.

Внешнее размещение каменки сверху печи не позволяет нагреть их до необходимых для получения «легкого пара» температур. Такими температурами являются температуры нагрева камней Т>300ºС .

Стремление достичь указанных температур каменной закладки неизбежно приводит к перегреву парной до температур, превышающих требуемый диапазон (Т=46-65ºС).

Стремление не допустить перегрева парной ведет к недогреву камней.

И так, и так не здорово!

Теперь посмотрим, что нам дают в парной кирпичные печи.

В отличие от металлических печей кирпичные печи инерционные в плане собственного прогрева и нагрева парной, а также теплоемки.

Читайте также:  Необходимое давление в системе отопления

Кирпичные печи долго нагреваются, но также долго отдают тепло, аккумулированое в кирпичной кладке.

В правильно сложенной банной кирпичной печи температура стенок редко превышает 90ºС. Соответственно, банная кирпичная печь за время топки своими внешними стенками редко когда может нагреть воздух парной до температур, превышающих 60ºС, а, следовательно, перегреть парную.

В правильно сложенных банных кирпичных печах температура нагрева стенок печи равномерна по высоте, что дает более равномерный нагрев парной от пола до потолка.

В случае размещения каменной закладки внутри кирпичной печи опять же исключается возможность перегрева парной сверх температур, характерных режимам паровой русской бани (Т=46-65ºС).

Кирпичная печь с каменной закладкой внутри нее позволяет накалить камни до более высоких температур, чем в металлических печах. Так, например, температура камней в кирпичных печах периодического действия разработки И.В.Кузнецова, достигает 600-700ºС. В некоторых кирпичных печах И.В.Кузнецова постоянного действия (в частности, в печи «РусСауна»), когда камни располагаются внутри металлического ящика специальной конструкции, помещенного внутрь печи, температура каменной закладки может достигать 400-450ºС.

С камней, нагретых до таких температур, легко получить перегретый пар с температурой выше 100ºС. В таком паре отсутствует вода в виде отдельных капель или аэрозолей (с размером частиц воды менее 100 мкм). Вода, испаренная на камнях с такой температурой, представляет собой водяной газ, то есть воду, расщепленную до молекулярного состояния.

Из полученного при таких условиях водяного пара не сложно получить «легкий пар» .

Следует отметить тот очень важный факт, что основной задачей печи в русской бане является нагрев каменной закладки до указанных выше высоких температур не перегрев при этом парную.

Легче всего с этой задачей справляются кирпичные печи с внутренним расположением каменной закладки.

Кирпичные печи, у которых нагреваемые камни находятся снаружи, располагаясь в открытой сверху металлической духовке, как правило, недогревают камни, а также перегревают парную за счет создания конвективных потоков воздушных масс парной над каменкой.

Попытки не допустить перегрева парной при топке таких кирпичных печей неизбежно приводят к недогреву камней. Камни в открытом сверху металлическом ящике прогреваются не равномерно (снизу больше, сверху меньше), до более низких температур (редко превышающих 200ºС) и накапливают меньше тепла.

Это обусловлено тем фактом, что прогрев камней, помещенных в открытую духовку, осуществляется в основном за счет конвекции нагретых воздушных потоков, возникающих внутри металлического ящика, а также кондуктивного теплопереноса в местах контакта камней между собой.

Как следствие, энергии запасенной камнями уже после нескольких поддач на них воды, оказывается недостаточно для создания перегретого пара. Камни быстрее остывают, и испаряемая на них вода представляет собой паровоздушную смесь, в которой вода находится не только в газообразном (молекулярном) состоянии, но и в виде отдельных капель и аэрозоля.

Такая паровоздушная смесь не может дать «легкий пар».

В случае, когда каменная закладка находится внутри печи непосредственно над топливником, нагрев камней происходит, в основном, за счет лучистого тепла пламени горящих дров и излучаемого нагретыми внутренними поверхностями кирпичной кладки топливника.

За счет того, что лучистая теплопередача (уже начиная с температур Т>200ºС) превышает конвективную (см. Табл.1), поэтому камни в таких условиях нагреваются до более высоких температур, и каменная закладка накапливает в себе большее количество тепла.

Какой дымоход выбрать?

В поиске ответа давайте оттолкнемся от задачи. Дымоход должен вытягивать дым, быть пожаробезопасным, служить десятилетиями. Он не должен лопнуть или прогореть в труднодоступном месте. Он надежен.

Вы растапливаете домашний камин столько раз, сколько хотите, без мыслей о том, что вот-вот где-то что-то может загореться.

Нежась в парной бани, вы получаете удовольствие, а не беспокоитесь о возможном пожаре.

Правильный дымоход – это какой?

Дымоходы бывают кирпичные, керамические и металлические сэндвичи. Кирпичные строили еще наши предки, а керамические и сендвичи появились в 20-м веке.

Этот хелпер – о металлических дымоходах.

С сендвич-дымоходами связано одно из удивительных заблуждений. Будто бы изоляция в сендвиче – это пожарная защита.

Огорчу тех, кто в это верит. Изоляция защищает дымоход от холода. Благодаря сендвичу, в дымоходе будет меньше конденсата (который есть ядовитая кислота, разъедающая все на своем пути, в т.ч. металл дымохода). Наполнитель (изоляция) сендвич-труб – это тепловая защита с целью уменьшения потока конденсата, а не пожарная. Пожарную защиту обеспечивают монтажные материалы.

То есть производитель обеспечивает защиту от конденсата. Пожарную защиту обеспечивает монтажник.

движение дыма и нагрев стенок труб

раскаленная топка банной печи

Какие ставить дымоходы?

В таблице ниже собраны данные лабораторных исследований Петрозаводского Ками-центра. Они в своей лаборатории испытывают разные дымоходы, беспощадно гоняя их в самых агрессивных режимах*. А мы, продавцы и монтажники, на основе этих испытаний, имеем полную картину поведения дымоходов в эксплуатации**.

Эта таблица – мой профессиональный инструмент, и я делюсь им с вами.

* Посмотреть пример таких испытаний вы можете здесь: https://yadi.sk/i/AnJ6J21z3MzhKA

** Спросите продавца дымоходов: есть у него данные проведенных испытаний на эти дымоходы? Вариантов развития событий будет два: 1) он улыбнется и достанет данные испытаний – именно на тот дымоход, который рекомендует; 2) сделает круглые глаза и попытается доказать вашу полную некомпетентность в этом вопросе. А дальше – ваш выбор, кому вы доверите безопасность вашего дома и близких.

Как убедиться самому?

  • Проведите эксперимент: когда выпадет снег, затопите баню и часа через полтора-два посмотрите на крышу. Если возле трубы снег подтаял, а то и вовсе растаял и свисают сосульки – ваша крыша нагревается. Что делать: изолировать проход кровли материалами, которые держат высокие температуры.
  • Лабораторные исследования на одном из заводов, выпускающих сендвич-трубы, показали, что на выходе из металлической банной печи поток продуктов горения может иметь температуру 800°С, а через 1,5-2 метра – 850°С. Температура повышается уже в дымоходе, вероятно, из-за дожига летучих газов. В этой печи происходит неполное сгорание газов из древесины. Здесь поможет замена печи на модель, в которой и дрова, и газы сгорают полностью. Или заменить дымоход – на тот, который рассчитан на температурную нагрузку 900-1000°С. Плюс – правильно провести его через все перекрытия, изолируя от дерева и прочих воспламеняющихся материалов.

Ошибки дымохода: что волнует профессионалов

В июне 2017 в Ногинске на фестивале Баня-Фест проходил семинар Гильдии печников и банщиков. Председатель Гильдии Владимир Ляхов среди прочих затронул и дымоходные проблемы:

«_ Малиновый дымоход — перекал дымохода после металлических банных печей. Это опасно пожарами и указывает на низкий КПД.

_ Недожёг в топливнике металлических банных печей. Из-за этого — перекал дымохода, выброс топлива и пламени в трубу, низкий КПД, опасность пожара.

_ Печи длительного горения на деле оказываются печами длительного «копчения». Происходит недожёг дров, много сажи откладывается в дымоходе и выбрасывается в атмосферу. Образуется чёрный конденсат, разъедающий дымоходы. КПД низок, неэкономно расходуется топливо, опасность возгорания сажи в дымоходе. По сути — это обман!»

Тем не менее, вопросы, касаемые безопасности — пожарной и экологической — полностью решаемы, просто это решение стоит дороже, чем человек обычно готов потратить на печь и дымоход.

Владимир Николаевич пригласил меня выступить на этом семинаре.

«Владимир Ляхов​, спасибо за приглашение, мне приятно. Я не банщик и не парильщик, я специалист по безопасности пожарной и экологической, связанной с каминами и печами.

Чтобы решать вопросы, которые Вы поднимаете, нужно отталкиваться от результата. А к результату приводит соблюдение технологии.

Например, чтобы получить джинсы левайс (как результат), надо строго следовать технологии их пошива, лекалам, требованиям к ткани, ниткам и фурнитуре. Отклонение в любом элементе приводит к тому, что левайс мы не получаем – получаем что-то другое.

Так же с каминами и печами – ориентируемся на результат. Хочешь, чтобы ничего не загорелось? Следуй технологии. Хочешь дышать чистым воздухом? Следуй технологии. В технологию входят изоляционные материалы, дымоходы и печи. Ничего сложного.

У нас же принято ориентироваться не на результат, а на процесс. Как подшаманить, чтобы не коптилось стекло? Как умеючи сжечь максимум дров? Как подиковинее почистить дымоход – и далее во всем.

Вопрос должен быть в том, чтобы эффективное управление печью или камином были доступны любому человеку. И совсем не обязательно было бы ему думать при этом, умеет ли он – не так ли?

Не надо шаманить, не надо проводить кучу времени у печи, переживая, правильно ли прогорают дрова – надо изначально купить комплектацию, ориентированную на полное сгорание дров, пожарную безопасность и чистый воздух. Затем смонтировать — не умелыми ручками, а опять же с соблюдением технологии безопасного монтажа. Сразу половина из списка вопросов, которые Вы хотите поднять, автоматически закроется.»

Малиновый дымоход банной печи

Читайте также:  Ламинат для пола с подогревом

Однако хватит слов – давайте обратимся к фактам.

Каким должен быть дымоход?

Как вы увидели, наружная стенка греется у любого дымохода – кирпичный он, керамический или сендвич. Температура отходящих газов у камина и печи колеблется в диапазоне 290-850°С. Таковы температурные нагрузки на дымоход. Плюс конденсат, которого образуется более чем достаточно в нашем климате.

Поэтому сталь, из которой сделан дымоход, должна быть кислото- и жароустойчивой. Чтобы не было вот такого:

внутренняя труба сендвича после эксплуатации

внутренняя труба и изоляция сендвича после эксплуатации

Ниже – еще одна табличка, где показаны температурные режимы дымоходных сталей, их поведение в агрессивных средах и заводские гарантийные условия.

*Обратите внимание на гарантийные условия и сроки. Гарантия дается на использование труб в качестве дымохода для камина и печи или на качество сварных швов? Просто спросите об этом продавца и попросите у него заводское подтверждение гарантийных обязательств производителя.

Как увидеть качество сендвич-труб при обычном визуальном осмотре:

  • Трубы геометрически круглые (допускается овальность не более 1 мм). У двустенных дымоходов (сэндвичей)необходимо проверить соосность внутреннего дымохода с внешней оболочкой – она должна быть в пределах 1мм, иначе у вас будут трудности со стыковкой элементов между собой.
  • Сварные швы тонкие (шириной не более двух толщин металла), цвет шва почти не отличается от самого металла, без непроваров. На концах труб допускается недовар 2-3 мм – по технологическим особенностям изготовления. Тонкий шов, сделанный лазерной сваркой, не выжигает легирующих (хромовых и титановых) элементов и гарантирует герметичность трубы.
  • Если вы покупаете сэндвичи с оцинкованной оболочкой, убедитесь, что она сварена при помощи лазерной или плазменной сварки встык. Только при таком виде сварки можно минимизировать повреждения цинкового покрытия и предотвратить коррозию места сварки (соединения). Помните, оцинковка плохо сваривается!
  • Если посадочные места дымохода изготовлены по раструбной схеме посадки – это очень хорошо, т.к. обеспечивает герметичность стыковки.
  • Фигурные элементы – колено, тройник, старт-сэндвич, оголовок, конус — должны быть красивыми, без грубых швов, стыков и затертостей.
  • Каждый элемент дымохода, предназначенного для работы с каминами и печами, промаркирован шильдиком, где указаны все параметры: штрих-код, наименование, марка и толщина стали, диаметр, вспомогательные обозначения. Только при наличии такого шильдика можно предъявлять претензии заводу изготовителю в случае обнаружения дефектов или несоответствия качеству. Некоторые производители дополнительно маркируют элементы фирменным голографическим знаком. Трубы упакованы в индивидуальный гофрокартон, отмеченный фирменным скотчем или фирменным знаком.

В таблице 3 вы можете увидеть разницу в ценах (почему одни дымоходы дороже других), основные характеристики марок сталей и рекомендации по применению.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *