Современная "Русская баня" с электрической печкой. Теория и практика

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Я об этом вроде никогда не заявлял и не знаю что это такое.

 

Я не понял, будут ли ответы на мои вопросы от знатока школьных учебников? Вопросы из обычной практики если что, на которые мне самому хочется найти научное обоснование.

 

Я разве конкретно о бане сказал? Вникай немного в слова.

 

О чем речь была. Я уже теряюсь, что у тебя там в голове?

 

@Маслов Виктор,
Виктор, если Вы не против, чтобы вернуться к "практике и теории", хотелось бы ещё одну конструкцию обсудить: Саво Орион.
Выше мы говорили о размещении в середине электрокаменки между ТЭНами пассивного ПГ. У Ориона сделано ровно наоборот. Вся середина с ТЭНами у него пустая, закрыта общим кожухом с крышкой, и камни уложены сверху и вокруг него. Причём, несмотря на пустоту, в кожухе имеются отверстия для конвекции. С т. з. открытая/закрытая каменка - это, вообще, непонятно что.
Раз уж мы с Вами выяснили, что защитная функция рубашки в Вашей турбопечи - это приятный бонус, а главное в ней - упорядочивание парообразования, можно предположить, что и в финском варианте преследовалась та же цель.
Что Вы на это скажете?

 

Похрену как вы добываете свой пар. Ваше тело воспринимает лишь температуру и влажность.

 

При одной и той же влажности под веником может быть или меньше или больше конденсата выпадать на тело. Тебе это о чем - нибудь говорит? Я сам хочу понять причины этого, но все тупят.

 

Ага. Самый лучший способ: зайти в холодную парную, сказать "трах-тибибздох-тибибибздох" и махнуть хреном. Сразу установится нужная т-ра и влажность.

 

Ну так почитайте про точку росы.

 

Я не соглашусь с таким выводом. И вот почему.

- В первую очередь финны в этой конструкции взаимного расположения камней и ТЭНов преследовали цель, чтобы тяжелые камни на давили своим весом на ТЭНы. Известно ведь, что когда тонкостенная трубчатая оболочка ТЭНа раскалена до красна, она становится мягкой и легко подвержена деформациям. Это позволило облегчить условия работы ТЭНов и немного увеличить ресурс их работы.

- Во вторую очередь такая конструкция немного уменьшает трудоемкость и временные затраты для замены отказавших ТЭНов - не нужно разбирать всю печь и вытаскивать из нее все камни, достаточно только снять верхне лежащие. А это крайне важно при коммерческом ежедневном использовании - ведь в этом случае ресурс работы ТЭНов очень маленький, в среднем месяц-два.
И никакого здесь "упорядочивая парообразования" (правда я не понимаю что это такое) речи быть не может.

Минусы такой конструкции на лицо. Камни, как элементы ТА, греются крайне неэффективно, преимущественно конвективными потоками горячего воздуха. Воздух очень плохой теплоноситель, поэтому и отвод тепла от оболочки ТЭНов неэффективный, вследствие чего ТЭНы почти всегда разогреты до красного каления. У меня же в турбо-печах ТЭНы вставлены во внутрь стальных отливок, сталь имеет значительно более высокую теплопроводность в сравнении с воздухом, поэтому детали ТА быстро и очень эффективно прогреваются.
Кроме того, в такой конструкции камни не могут быть прогреты выше чем 300-350*С, поэтому энергоемкость ТА таких каменок очень низка, каменку легко залить, пытаясь создать в парной влажные режимы РБ, и потом придется долго ждать восстановления температуры камней.

Еще один существенный недостаток таких финских и иже им подобных печей заключается в том, что ни одна из них не имеет возможности поддерживать заданную температуру нагрева элементов ТА (камней, чугуна). Управление/ограничение температуры воздуха в парной осуществляется исключительно отключением нагрева ТЭНов. При этом разогретые камни продолжают отдавать тепло в парную, продолжая перегревать какое-то время парную. А когда нужно париться, то подостывшие камни уже не всегда могут обеспечить достаточное количество пара.

 

А я по-простому рассудил, что открытая электрокаменка, когда камни хаотично уложены в сетку вокруг ТЭНов, вносит некоторый порядок в процесс, по сравнению с грудой камней на углях. Следующий шаг в упорядочивании - использование паровой пушки, когда вода попадает не куда попало, а направляется в зону максимального нагрева, хотя каменная загрузка осталась, какой была. И вот, наконец, вместо этой хаотической загрузки возникает геометрически правильная структура металлического теплоаккумулятора, за счёт которой эффективность парообразования в его объеме повышается. Ну, и в качестве вишенки на торте, теплоаккумулятор увенчивается лотком с дырочками, через которые налитая сверху вода так же упорядоченно распределяется между отдельными элементами.
Но, видимо, мне показалось.
Вообще-то я за финнов не в ответе, но металлический кожух, закрывающий ТЭНы, получает от них энергию не только за счёт конвекции, но и излучением, и является чем-то вроде общей рубашки, о которой мы выше говорили. А Ваши "патроны" тоже не контактируют непосредственно, но имеют некоторые зазоры между коаксиальными оболочками. Спору нет, Ваша система гораздо эффективнее, но и отмахиваться от чужих идей не комильфо.
Жаль, что нет возможности обсудить эту конструкцию с разработчиками, потому что если бы лёгкость обслуживания, о которой Вы пишете, достигалась явным ухудшением качества парения, вряд ли они на это пошли.
Кстати, я бы на их месте дополнительно приварил к крышке кожуха несколько глухих толстостенных трубок, так чтобы они заходили вниз внутрь кожуха и размещались между ТЭНами. Редуцированный аналог Вашего ТА.
Кстати, 200 кг камней - это не 50 и даже не 100. Это уже почти кирпичная печка...

 

Да хоть пол тонны камней. Кирпичная печь - это прежде всего корпус массой пару тонн, который принимает участие в нагреве пара. Учите учебники.

 

Груда камней на углях предпочтительнее с точки зрения эффективности прогрева камней, чем когда камни хаотично уложены в сетку вокруг ТЭНов. Такая укладка камней в сетку дает другой полезный эффект - защищает людей в парной от жесткого ИК-излучения металлического корпуса печи, поскольку температура этих камней совсем не высока по сравнению с верхними камнями. Эти камни греются только за счет излучения от металлического кожуха/рубашки, что вокруг ТЭНов, а охлаждаются они как за счет конвекции воздуха, так и за счет переизлучения более низкотемпературного собственного ИК. Поэтому вода, попавшая на эти камни, выкипает без характерного шипения, а скорее всего просто испаряется. Эти камни своей инерционной массой большей частью служат "парусом температуры" в парной, но не как ТА для парообразования. Примерная массовая доля этих камней составляет около 70%, и только верхние камни являются собственно ТА для парообразования. Поэтому такая конструкция еще более уменьшает полезную энергоемкость таких печей для цели парообразования.

Ну это вряд ли. Масса металлического кожуха совсем не велика, толщина металла не более 2-3мм.

Вот если бы "лоток с дырочками" они расположили сверху над камнями, как это сделано у меня, то я бы с Вами согласился. А так просочившаяся через лоток вода просто бесполезно стекает на дно каменки и на пол.

Да, согласен, это уже небольшой "якорь температурный" для парной, как и кирпичная печь. Но для парообразования как накопитель тепловой энергии, как я выше написал, работает далеко на вся эта масса камней. Также для цели стабилизации температурного режима в парной еще лучше служит каменная облицовка стен возле печи, но при этом время готовности парной заметно увеличивается.

 

Действительно, не вся.
Но ведь ниоткуда не следует, что бОльшая часть камней должна использоваться именно для парообразования. В конце концов, в классической кирпичной банной печи, которая принимается за условный эталон, масса камней в паровой камере значительно меньше общей массы печи, и как Вы сами заметили, использование этой массы для термостабилизации вполне оправдано.
Для того, чтобы форсировать парообразование достаточно увеличить площадь теплового контакта (даже не изменяя массы) между тепловыделяющими и теплопоглощающими элементами.
Когда я смотрю на эту конструкцию, мне постоянно приходит на память ядерный реактор.

Конечно, колхозить 100 тысячную печку - идиотское занятие, зачем тогда деньги платить, но руки так и чешутся напихать в пространство между ТЭНами побольше простейших металлических шпилек, а ещё лучше (как я писал выше) обрезков труб, приваренных к верхней крышке. Теплоаккумулирующие свойства от этого мало изменятся, но генерация пара может вырасти многократно.
Опять же, тепловентилятор снизу напрашивается...
В общем, каша из топора.

 

На счет увеличить площадь теплового контакта - полностью согласен. А вот насчет "не изменяя массы" я совсем не соглашусь. Если не будет достаточной теплоаккумулирующей массы, то и не получится получать достаточные для парения порции пара (200-500гр). А иначе без заметной массы ТА это будет либо просто парогенератор-кипятильник/чайник, либо неиспарившаяся вода будет просто проливаться на пол между тепловыделяющими и теплопоглощающими элементами. Какова мощность тепловыделения ТЭНов столько и будет образовываться пара в единицу времени.
Масса и наивысшая температура прогрева всех элементов ТА и определяет энергоемкость печи, то есть показывает сколько воды можно быстро испарить, а затем и перегреть полученный пар за определенное время проведения процедуры парения. Это очень важная характеристика для любой банной печи, точно также как и емкость электрического аккумулятора электромобиля.

Вот, например, что написал Сергей @Калинас после тестирования турбо-печи, мощностью 8кВт, в экспериментальной деревянной парной объемом 18м3.
https://www.forumhouse.ru/posts/28450049/

"Было у нас 4 захода, 1 и 4 меня парил Виктор, 2 и 3 я Виктора.
Что удивило, когда баня была холодная (под потолком было 50С), пол в парной тоже был не прогрет (ноги мерзли, температура пола была порядка 20С, пол бетон и плитка, сверху лаги), пытался залить печку вылил не меньше 2 литров, размахивал пар полотенцем, но печка все давала пар и давала!
На первом графике видно сколько было ковшей воды, подливал 8 раз и еще налил 4 ковшика в емкость для фоновой влажности. Попросил Виктора включить наддув печки и печка легко подняла температуру на полке до 60...64Си Ттр до 46...48С. При этом в парной получился Облачный режим, это когда влажность равномерно распределилась по всему объему парной, а перепад температур был 15...20С.
По окончанию парения влажность не упала, так как вода выкипала из емкости и Ттр осталась на уровне 41С. По ощущениям, при парении не было прижиганий, но был мощный прогрев под веником, на теле не было пятен, я был равномерно красный.
После второго парения, я попросил Виктора поднять уставку на 65С, так как термопара была выше датчика влажности. Про 2 и 3 парение под веником, я думаю Виктор расскажет сам, про свои ощущения, мне пришлось даже надеть рукавицы.
А вот после четвертого захода, у меня даже слегка поплыло сознание, был достаточно сильный прогрев.
Что могу сказать, Виктор сделал достойную турбо-печь, мы вылили примерно 10 литров воды, температура закладки максимум проседала на 100С, с 700С до 600С и тут же опять восстановилась. Залить печку не реально. Также хочу отметить, что и мой прибор показал достойную работу, думаю Виктор оценит по достоинству.
Данная печь подойдет для профпарильщиков, так как печь не создает Пироговый режим, а значит нет больших перепадов температуры и влажности под потолком. Для домашнего применения хватило бы с запасом мощности и 6кВт, для парных объемом до 20м3."

Масса ТА в этой печи составляла 150кг. Предельная температура прогрева элементов ТА 650*С. Нижняя предельная температура ТА, которая уже недостаточна для проведения парений примем 250*С. Теплоемкость элементов ТА, выполненных из нержавейки: С = 0,55 кг*кДж/К.
Тогда получим, что энергоемкость Q этой печи составляет:
Q = М * C * deltaT = 150кг * 0,55 кг*кДж/К * 400К = 33МДж = 9,2 кВт*ч.
При суммарной мощности всех ТЭНов W = 8 кВт, время прогрева этой печи до предельной рабочей температуры составляет 9,2 / 8 = 1,2 часа.

Для сравнения можно рассчитать примерную энергоемкость финской печи Саво Орион, мощностью 10 кВт. Предельно достижимая температура прогрева верхних камней 350-400*С.
Q = 70кг * 0,9 кг*кДж/К * (100-150) К = (6,3-9,5) МДж.
То есть более чем в три-четыре раза меньше, чем у турбо-печи 8кВт.

Вот так постепенно мы и приближаемся к конструкции моей турбо-печи.

Теплоаккумулирующие свойства возрастут пропорционально дополнительной массе приваренных трубок.

И следующими этапом нам захочется:
- убрать совсем каменную засыпку в виде рубашки вокруг ТЭНов и заменить ее минеральным утеплителем, то есть сделать печь-термос.
- заменить U-образные ТЭНы на ТЭНы патронного типа с целью увеличения теплового контакта между оболочкой ТЭНа и деталями ТА.
- отказаться совсем от каменной засыпки ввиду ее неэффективности и недолговечности.

В итоге, если посчитать стоимость турбо-печи 8кВт, без стоимости деталей ТА, то она составит примерно 150т.руб по нынешним ценам на пищевую нерж. сталь.
Совсем не намного дороже печи Саво Орион 10кВт, при этом мы получаем в три-четыре раза большую энергоемкость, во-первых, во-вторых в утепленном корпусе и уже с встроенным вентилятором/турбиной и с обратным клапаном, и в третьих, в отличие от печи Саво Орион, которая выполнена из ферритной не жаростойкой нержавейки, турбо-печь выполнена из аустенитной пищевой нерж. стали.

П. С. При этом еще дополню, что печь Саво Орион 10кВт не смогла бы дать нам такую возможность попариться с @Калинас в экспериментальной непрогретой парной 18м3, поскольку она предназначена для парных от 9 до максимум 15 кубов.