Дом 2008-11, страница 41

Предположим, что общий объём сауны равен 10 м³, причём 7,5 м³ из них заняты циркулирующим воздухом, а 2,5 м³ — застойными зонами, печью и другими неподвижными предметами. Примем также, что мощность нагрева воздуха равна 20 кВт, имея в виду, что в металлических печах мощность теплоотдачи в воздух сравнима с мощностью, выделяющейся в топке печи от горения дров или нагрева ТЭНов.

Печь забирает холодный воздух от пола с температурой 20°С, нагревает его до температуры 100°С и направляет к потолку. Исходя из теплоёмкости воздуха скорость циркуляционного потока составит 900 кг/час, а в бане находится всего 7,5 кг движущегося воздуха. Это означает, что весь воздух в сауне 120 раз в час проходит около печи, нагревается, увлажняется (при «поддачах»), а затем по потолку и стенам (сверху вниз) достигает пола, охлаждается, осушается (выделяет конденсат в виде росы) и вновь поступает к печи для нагрева.

Этот режим, который и называется сухой высокотемпературной сауной, стал возможным в результате внедрения в банную практику металлических печей с мощной теплоотдачей. Характерной чертой этого режима является невозможность постоянного накапливания влаги в воздухе, а также невоз-

Рис. 2. Динамика воздушных потоков в модельной бане: 1 — металлическая печь с каменкой; 2 — циркуляционный поток воздуха; 3 — микроциркуляционый поток воздуха, недостигающий пола (с учётом преград); 4 — поток пара из каменки, подмешивающийся в циркуляционный поток; 5 — вентиляционное отверстие; 6 — вытяжной поток воздуха; 7 — приточный поток воздуха; 8 — металлический экран (кожух).

можность сохранения высокой влажности воздуха.

Действительно, для получения в сауне объёмом 10 м³ воздуха с абсолютной влажностью 0,05 кг/м³ необходимо истратить 0,5 кг воды. Стандартный кипятильник мощностью 1,3 кВт выдаёт столько пара за 20 мин. Но за это время увлажняющийся воздух успевает пройти около пола 40 раз, каждый раз осушаясь. Так что высокая влажность воздуха здесь не может быть достигнута, Даже если 0,5 кг воды испарить «мгновенно», то есть за несколько секунд, в каменке с большой мощностью парообразования, всё равно после кратковременного «парового толчка» через минуту вся вода окажется на полу.

На рис. 3 представлена типичная диаграмма осушения воздуха в сауне. Увлажнённый воздух (например, с температурой 70°С и абсолютной влажностью 0,08 кг/м³), соответствующий исходной точке 1, в процессе циркуляционного движения в бане охлаждается на полу сначала до 50°С без конденсации (участок 2). а затем до температуры 30°С с выделением росы (участок 4). а потом нагревается около печи до исходной температуры 70°С (участок 5). Замыкание цикла (переход отточки 6 к точке 1 на участке 7) требует увлажнения воздуха с 0,03 кг/м³ до 0,08 кг/м³, и если этого не происходит, воздух остаётся сухим.

Снизим скорость циркуляции, для чего погасим печь. При этом получим нечто похоже на протопленную «чёрную баню» с открытой каменкой, с той лишь разницей, что размер каменки у металлической печи обычно значительно меньше, чем в чёрной бане.

Предположим, что мощность каменки по нагреву воздуха составляет 2 кВт. Это означает, что скорость циркуляции сокращается со 120 раз до 12 раз в час. То есть характерное время осушения увеличивается с 0,5 до 5 минут. При таком довольно приличном времени человек уже отчётливо чувствует длительное увлажнение воздуха. Такая баня считается влажной, поскольку при длительных увлажнениях воздуха ха-

30 40 50 60 70 Тс, °С

Рис. 3. Диаграмма состояния воздуха в выделенном объёме, перемещающемся вдоль циркуляционной кривой: 1 — исходная точка состояния (метеоточка у потолка бани); 2 — охлаждение без конденсации паров воды из воздуха; 3 — теоретическая зависимость плотности насыщенного пара от температуры; 4 — охлаждение с конденсацией паров воды из воздуха; 5 — нагрев воздуха около печи; 6 — метеоточка конца цикла без увлажнения; 7 — увлажнение воздуха паром, поступающим из каменки при «поддаче».

30 40 50 60 70 Тс, °С

Рис. 3. Диаграмма состояния воздуха в выделенном объёме, перемещающемся вдоль циркуляционной кривой: 1 — исходная точка состояния (метеоточка у потолка бани); 2 — охлаждение без конденсации паров воды из воздуха; 3 — теоретическая зависимость плотности насыщенного пара от температуры; 4 — охлаждение с конденсацией паров воды из воздуха; 5 — нагрев воздуха около печи; 6 — метеоточка конца цикла без увлажнения; 7 — увлажнение воздуха паром, поступающим из каменки при «поддаче».

рактерным становится потоотделение в форме потения.

Поскольку линейные скорости перемещения воздушных масс при погасшей печи сокращаются (с 0,1...1,0 до 0,01...0,1 м/сек), появляется возможность «вручную» воздействовать на потоки воздуха с помощью веника. Здесь имеются в виду известные традиционные банные операции «разгона пара» по стенам и потолку и «посадки пара» на пол, обеспечивающие при необходимости быстрое осушение воздуха, чтобы сделать пар «лёгким».

А теперь прикроем каменку теплоизолированной термостойкой крышкой и тем самым ещё сильней снизим скорость циркуляции воздуха в бане. Предположим, что мощность теплоотдачи каменки при этом снизится до 0,5 кВт. Кратность циркуляции снизится до 3 раз в час, а линейные скорости воздушных потоков—до 0,001.. .0,01 м/сек. Это уже практически неподвижный воздух. Вся баня будет представлять собой единую застойную зону, движение воздуха в которой полностью определяется движениями веника и перемещениями людей.

Если в этих условиях увлажнить

Форум «/.'.ела домашние» на www.master-sam.ru «Дом» 11 '08

41