Вопрос как быстро нагреть парилку беспокоит всех зимой, но написать ответ на него пришло в голову мне летом, когда парилка нагревается за 20 минут с 23 градусов до 75. Факторов влияющих на скорость нагрева — очень много — начиная от класса теплоизоляции и заканчивая влажностью дров. Но есть секрет, который при всех неизменных условиях эксперимента, позволит намного быстрее нагреть парную в бане ничего не делая.
Немного теории о скорости нагрева и не только парилки.
Для понимания вопроса, как всегда, мне хочется напомнить, «что такое теплопроводность и теплоемкость вещества».
Теплоемкость – свойство вещества накапливать тепло за определенный промежуток времени. Она показывает, «как много энергии надо потратить на нагрев конструкции парилки за определенный промежуток времени». Чем больше теплоемкость, тем труднее нагреть вещество, тем больше надо энергии и времени. Нагреть воду — очень легко, а нагреть древесину – очень трудно.
Теплопроводность – свойство вещества передавать тепло внутри себя, т.е. распространять энергию сквозь себя. Чем больше теплопроводность, тем быстрее будет подниматься температура тела на в одной части при том, что нагреваем мы другую его часть. Например, алюминиевая ложка опущенная в кипяток очень быстро проводит температуру и сразу станет горячей на другом конце. Деревянную ложку можно даже зажечь на одном конце и при этом ручка будет холодной, потому что дерево почти не проводит тепло.
И теплоемкость, и теплопроводность связаны между собой обратной пропорциональностью. Чем больше теплопроводность, тем меньше теплоемкость и наоборот. По крайней мере, это касается большинства веществ окружающих нас.
Выводы (применительно к парной в бане): камень и дерево имеют большие теплоемкости, чтоб их нагреть надо много времени и энергии. Вода и металл – обладают высокой теплопроводностью, они быстро нагреваются и хорошо передают тепло.
Кто поможет быстро нагреть парилку?
Если абстрагироваться и не принимать в расчет перенос тепла инфракрасными волнами, то единственным носителем тепла в парилке бани остается воздух и конвекция – как способ переноса тепла. Именно он, совершая кругооборот в парилке, разносит тепло от горячих стенок печи до холодных конструкций стен и полков.
| Теплопроводность (Вт/м*К) | Удельная Теплоемкость
(кДж/кг*К) | |
| Камень | 1,4 | 0,9-1,2 |
| Железо при 200С | 52 | 0,46 |
| Вода | 0,6 | 4,2 |
| Воздух | 0,024-0,029 | 1 |
| Древесина при 200С | 0,15 | 2,7 |
| Водяной пар при 100 0С | 68,3 | 2,14 |
Теплопередача в обычный способ нагрева происходит по схеме: огонь-металл, металл-воздух, воздух-древесина, воздух-камень.
Как видно из таблички , воздух насыщенный парами кипящей воды имеет теплопроводность в 25-30 раз больше чем сухой воздух! А чтобы нагреть единицу массы железа на один градус необходимо тепла в 5 раз меньше чем чтоб нагреть на 1 градус такой же объем древесины!
Техническая реализация парового нагрева парилки в бане
И так, нами принято решение: «увеличить теплопроводность воздушной смеси в парилке» для того, чтобы она быстрее передавала энергию сквозь себя к стенам конструкции бани или сауны. Короче говоря – греть будем паром, а не воздухом. Сделать это можно увеличив количество воды в единице объема воздуха путем ее испарения с конструкций печи. И тут прозвучат слова, с которыми так борются любители русской бани: «нам нужен очень сырой и тяжелый пар, не сухой и не легкий».
Чем больше воды в паре, тем выше теплопроводность». Сырой воздух нужен только на период нагрева парилки!
[sam id=»3″ codes=»true»]Использование «самоваров»
Самый простой способ получить сырой воздух – поставить испаритель внутри парилки. Это может быть и чайник, который выключится из сети только после испарения всей воды или самовар старого образца, который кипит до тех пор пока поплавок наличия воды не опустится на дно, или любое другое внешнее устройство, которое тупо будет кипеть до победного конца. Сырой воздух будет циркулировать в парилке от печи до потолка и стенок, включаясь в круговорот вокруг каменки.
Эффект будет такой как при поддавании воды на камни в каменке – вас обдаст раскаленным паром, даже если его температура не выше температуры воздуха в парилке. Так же и будет с самоваром. Генератор сырого пара будет постоянно производить пар и стенки парилки быстрее получат тепло кинетической энергии молекул воды, чем от слабеньких и низкоэнергетических молекул воздуха.
Водяная каменка
Способ, о котором никто никогда не пишет. По крайней мере, я не видел ни разу на просторах Интернета среди множества статей о том, как быстро нагреть парилку. Сразу оговорюсь, что подойдет он не для всех печей каменок. Каменки, у которых камень вентилируется и горячий воздух проходит сквозь него от дна печи до верха – не имеют возможности удерживать воду в своей конструкции, постепенно испаряя ее. Грубо говоря, нужна каменка с герметичным дном, из которого вода не никуда не утекает.
Способ поражает своей простотой и двойным назначением. В чем суть второго назначения, если первый – создать сырую комнату с высокой теплопроводностью?
Как я уже писал в теоретическом вступлении – воздух — плохой переносчик тепла, а ведь он во многом является и нагревателем для камня в каменке, когда протекает сквозь него при нагреве печи (камень нагревается и контактом с железом и излучением дна топки, на котором лежит каменная закладка).
Способ заключается в том, что вы наливаете воду прямо под камень на дно топки, создавая там лужу. Что будет происходить?
- Вода будет снимать максимальное количество тепла со свода топки при максимальной тепловой нагрузке во время растопки печи и будет испаряться с первых моментов розжига.
- Увеличивается КПД печи, так как более эффективно происходит съем тепла с конструкции топки, уменьшается температура выхлопных газов в дымоходе
- Горячая вода, намочившая камень, быстрее будет передавать камню тепло, ведь теплопроводность воды в разы выше теплопроводности воздуха
- Испаряющаяся кипящая вода с дна топки будет принимать участие в циркуляции горячего воздуха когда он захватывает пар поднимаясь вдоль конвектора или стенок открытой части печки.
- Для суховоздушных конвекционных печей при использовании способа «мокрых камней» исключается пересушка парилки до 20% влажности при 80 градусах воздуха, как это обычно бывает
«Подводные камни» водяной каменки, или возможные ошибки
Быстро нагреть парилку используя воду — можно, но можно и испортить весь процесс. Не стоит забывать, что нагрев воздуха в парной – половина дела. Вторая половина задачи — получение нагретого камня, как генератора пара. Если набрать воды до края печи, то можно и не дождаться пока она выкипит, а если и выкипит, то камень останется холодным. Важная задача – правильно определить количество воды для увлажнения воздуха. Ее должно быть столько чтоб она выкипела за первые 10-15 минут, т.е это то время, когда максимальное количество огненной плазмы бьет в дно каменки. К моменту перехода печи от максимального температурного удара пламени до режима активного горения углей камень уже должен высохнуть.
Глубину лужи с водой нужно подобрать экспериментальным путем: не стоит «топить каменку». Стоит всегда помнить, что воду можно подавать и очень маленькими порциями – каплями через специальные дозаторы (посуду с дыркой на дне).
Как раз вчера я и попробовал такой способ прогрева парной. Я случайно разлил часть воды из ведерка, в котором запариваются травы, на камни каменки и сотворил лужу под камнями. Печь затопил, как обычно, загрузив не сортовыми дровами, а разными сухими и полутрухлявыми обрезками средней толщины (вишня и ель).
Каково же было мое удивление, когда через 20 минут на градуснике уже было 75 по Цельсию !!! Я только пришел в баню, чтобы прикрыть поддувало зольника, а градус уже зашкаливал за мою любимую стартовую температуру 60-65. Средняя скорость нагрева парилки превысила 2 градуса в минуту.
Конечно же, камень был холодный и я снимал пар только с парообразователя на стенках топки. В режиме тления печь при полуоткрытом окошке в парилке на улицу держала 75 градусов еще час, после чего я подбросил в топку вторую маленькую партию колотых дров. Люблю приоткрытое окошечко в парилку – всегда свежий воздух и легко дышится.
Возможно, все это ошибочно и простое стечение обстоятельств. Я точно еще не знаю, как повлияет варка камня на сам камень, но теперь я знаю, Как быстро нагреть парилку. Поэтому, пробуйте и делитесь опытом.
попробую, спасибо за идею. А еще у меня камни чугунными опилками пересыпаны для теплопроводности
С интересом стал читать, пока не наткнулся на таблицу теплопроводности и теплоёмкости.
И далее в разных текстах чувствуется Копи-Паст, о чём писалось в статье о Мифах рус. бани.
Да, нагрев паром происходит быстро. Это я наблюдал у Сергея на Ладоге. Через 20 мин воздух в парилке около 45С, можно раздеваться и греться. Но стены ещё холодные, не говоря о камнях.
Интересно бы пообщаться с автором вживую. М.б. на Баня-Фест под Ногинском 30 июня.
С точки зрения теплопроводности и теплоемкости — все правильно и стыкуется. Но комментарий тоже скрывает нестыковку — как можно наблюдать ускорение прогрева при сравнительно холодных стенах?! В чем тогда прогрев заключается? Греть — сложно и энергозатратнее влажную среду, но эффективность и скорость прогрева явно возрастают, общая энергия внутренней системы парилки увеличивается и становится больше чем в том же помещении при сухом воздухе. А если большее съем тепла с печи — значит больше тепла остается в парилке. Это не копипаст а чистая физика. Источник — 15 книг по принципам и технологиям сушки древесины в камерах с конвекционного типа коими являются парилки в бане.
А вот таблица теплопроводности обрамлена исключиетельно «мутным текстом». Набор слов про «техническую» энергию и тепло, которые неудобны для пользователя (жёсткое «техническое» тепло). По большому счету в бане печи может и не быть!!! Важно , как там написано подать условия в парилку. Пусть печь стоит хоть в соседнем доме. Практика-критерий истины и суть в двух параметрах: температура воздуха, влажность воздуха, материал стен (влияет на спектр излучения). Остальное — тпнцы с бубнами и копипаст
Статья Мифы о русской бане — вся состоит из копипаста!!! В этом ее суть — представлены выдержки из научных и библиографических трудов по изучению быта русского человека. тут без «копи» не обойтись. Это и сделано для того, чтоб усмирить всех кто любит рассуждать на темы о фактах . которые высосаны из пальца и не относятся к истории не только бани и России вообще.
а к статье о мифах про русскую баню я обязательно прокомментирую указав источники и труды . которые легли в основу написания поста
Владимир. Кстати, о запасе тепла в статье про теплопроводность с сайта Горнило (хорошая статья): теплоемкость — в нашем случае и подходе — не только параметр о запасе тепла! Теплоемкость в процессе нагрева парилки надо рассматривать как количество тепла необходимого для нагрева единицы массы вещества за единицу времени. Этот аспект влияет на скорость прогрева парилки. Статья — о динамике прогрева, а не о динамике остывания, хотя они — суть одно явление. Тогда более понятны трактования о том почему мы по разному ощущаем одинаковую температуру разных тел: железа, камня и дерева.
Когда я написал о прогреве, то это относится к атмосфере. Я называю это — «разогнать термометр». Пар идёт из испарителя, стены едва тёплые, но Т°среды около 40°С и уже можно раздеться и лежать на полке в пару, греться.
А в таблице просто ошибки — надо смотреть Справочник по физике.
Вся остальная наукообразность трудно воспринимается мною.
Алексей, а где ты находишься? Напиши о себе пару слов — мой мэйл info@velotandem.ru Обо мне см. http: //velotandem.ru/10resume.html
Любой способ . совет перед применением должен пройти через сито постулатов. Вот одни из них : процесс должен быть простым и налаженным , никаких настроек и подгонок . 2. — безопасным 3. автоматическим… Если начать с последнего постулата- то перед баней есть чем заниматься , а не бегать с чайником .. Это я плавно перешёл к п.№ 2. Теперь как сделал я — напротив банной печи, в укромном месте я поставил вентилятор. Достаточно 100 мм. на 70 кубометров в час, для изоляции от воды я поместил этот вентилятор в фитинги для водоотведения ( диаметром 110 мм )горизонтальная часть направлена в сторону печи, на воздухозаборную часть одет отвод (на 87 градусов ) и прижат к полу, в самой его нижней части сделаны отверстия для поступления воздуха к вентилятору. Управляется вентилятор от выключателя , который вынесен за пределы бани, подключение к вентилятору изолировано от воды. Вентилятор я включаю после розжига печи , а выключаю перед заходом в баню. Отвод забирает самый холодный воздух и вентилятор , практически , не перегревается……
Добрый день. Коэффициенты теплопроводности указаны НЕ верно. Теплопроводность металлов больше, чем жидкостей, теплопроводность жидкостей больше чем газов.
Если мы зайдем в парилку, насыщенную паром, нагретым до 90 градусов — мы сможем там пробыть несколько десятков минут. Представляете что будет, если мы окунемся в воду нагретую практически до кипятка 90с или сядем не на банные полки, а на лист железа раскаленный до 90с?
ПРАВИЛЬНЫЕ коэффициенты теплопроводности Вт/мК:
Железо — 92
Вода — 0.6
Воздух — 0.026
Исходя из этих сухих цифр, вся ваша теория к сожалению рушится. Теплопроводность водяного пара и сухого воздуха не отличаются в разы.
Извините если чем нибудь Вас обидел.
Спасибо Евгений. Конечно никто не обиделся. Коэффициент в таблице был приведен для Лямбда умноженного на 10 во второй степени. так обозначается в некоторых таблицах. Я с удовольствием исправил ошибку. В таблице — данные Стали не трогал, они такие и есть, поменяю железо на сталь. Теория быстрого нагрева по моему мнению не рушится. ДОстаточно поддать на камень ушат с водой и все люди убегают из парилки. Почему? Потому что ничего не меняется по вашему утверждению?! Меняется! Смесь воздуха с водяными парами пополняется этим ушатом воды уже испаренной и именно это испаренная вода несет куда больше энергии забранной у печки по воздуху к стенам. Другое дело если просто поставить тазик с водой на полку и она будет медленно испаряться. ТОгда ничего не изменится радикально. Суть нагрева быстро забрать энергию у печи водой и разместить эту воду в воздухе вместе с новой энергией. Чем радикальнее забирать энергию в поверхности печки тем эффективнее нагрев парилки. Спасибо что читаете сайт. Мне приятно видеть ваши комменты.
Баня это определенный процес и обмануть его нельзя а мне нравится долго топить правильную баню потому что она топится а я колю дрова делаю физ упражнения зачем изобретать велосипед баню придумали наши далекие прадеды они не гнались за скоростями прогрева и технологическим прогресом вот и жили долго парять в бане делайте так как вам хочется каждому свое как говорится по душе по ощущениям баня это всегда было долго и накладно по дровам но это же баня купайтесь тогда в ванной быстро и недорого а чтобы парилка прогревалась здесь присутствует очень очень очень много факторов у Бояринцева как минимум 40.