RU2848645C1 - Stove for steam room with organisation of steam-air flow circulation - Google Patents
Stove for steam room with organisation of steam-air flow circulationInfo
- Publication number
- RU2848645C1 RU2848645C1 RU2025110110A RU2025110110A RU2848645C1 RU 2848645 C1 RU2848645 C1 RU 2848645C1 RU 2025110110 A RU2025110110 A RU 2025110110A RU 2025110110 A RU2025110110 A RU 2025110110A RU 2848645 C1 RU2848645 C1 RU 2848645C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- air
- stove
- steam room
- brick
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к санитарно-гигиеническим сооружениям, в частности к баням, и может быть использовано в спортивно-оздоровительных комплексах, индивидуальных и коммерческих банях с парильными помещениями.The invention relates to sanitary and hygienic structures, in particular to baths, and can be used in sports and health complexes, individual and commercial baths with steam rooms.
Рекомендуемая температура в парной русской бани - в интервале 45-70°С с относительной влажностью воздуха в парильном помещении - 30-65%, и необходимой принудительной приточно-вытяжной вентиляцией. Обычно, в парном помещении бани, температура и влажность распределены неравномерно по высоте и площади помещения. Параметры банных режимов необходимо определять в месте нахождения человека в бане, так в процедурной зоне это место человека на пологе. Использование необходимых режимов во время процедуры парения позволяет не допустить вреда телу человека через перегрев, а при касании нагретого полога получить приятные ощущения тепла, без обжигающего чувства от контакта кожи с нагретым пологом. Температурный режим должен поддерживаться без постоянного или частого ручного регулирования на протяжении времени проведения банной процедуры без существенных колебаний.The recommended temperature in a Russian banya steam room is between 45 and 70°C, with a relative humidity of 30-65% and adequate forced ventilation. Typically, temperature and humidity in a banya steam room are distributed unevenly across the room's height and area. The parameters of the bathing regime should be determined based on the person's location in the banya, which in the treatment area is the person's position on the canopy. Using the appropriate settings during the steaming procedure prevents harm to the body from overheating, and provides a pleasant sensation of warmth when touching the heated canopy, without the burning sensation of skin contact. The temperature regime should be maintained without constant or frequent manual adjustments throughout the bathing procedure, without significant fluctuations.
Воздухообменная система должна убирать отработанный воздух из мест его скопления и подавать свежий воздух в зону дыхания человека в достаточном количестве для обеспечения комфортного легкого дыхания. В бане, в условиях температуры выше температуры человеческого тела, отработанный воздух опускается и скапливается внизу из-за большей плотности, чем окружающая среда ввиду меньшей температуры. Поэтому убирать отработанный воздух из процедурной зоны бани необходимо в местах его накопления, то есть внизу. Из-за наличия конвективных потоков в бане, возникающих, например, вследствие нагрева воздуха горячими поверхностями печи, возможно смешивание потоков свежего и отработанного воздуха. Для обеспечения комфорта человека в бане не желателен подогрев отработанного воздуха и подача его обратно в зону дыхания человека без обогащения его свежим воздухом. Холодный воздух в зоне дыхания человека недопустим из-за опасности для человека, так как при большой разнице температур вдыхаемого воздуха и окружающей среды, человек может простудиться. Подача холодного или перегретого воздуха, относительно температуры окружающей среды в процедурной зоне бани, негативно влияет на ощущения людей и недопустимо в системе поддержание температурных режимов в парном помещении. Поступающий в процедурную зону бани свежий воздух должен быть подогрет для обеспечения комфортного микроклимата.The air exchange system must remove stale air from its accumulation sites and supply fresh air to the person's breathing zone in sufficient quantities to ensure comfortable, easy breathing. In a sauna, at temperatures above body temperature, stale air sinks and accumulates at the bottom due to its higher density than the surrounding air due to its lower temperature. Therefore, stale air must be removed from the sauna treatment area where it accumulates, i.e., at the bottom. Convective currents in the sauna, caused, for example, by air heating by the hot surfaces of the stove, can cause mixing of fresh and stale air. To ensure user comfort in the sauna, it is not advisable to preheat stale air and supply it back to the person's breathing zone without enriching it with fresh air. Cold air in the person's breathing zone is unacceptable due to its safety, as a large temperature difference between the inhaled air and the surrounding air can lead to a cold. Supplying cold or overheated air, relative to the ambient temperature in the sauna treatment area, negatively impacts people's sensations, and maintaining the temperature in the steam room is unacceptable. Fresh air entering the sauna treatment area must be heated to ensure a comfortable microclimate.
Известна парная русской бани с профилактическим и лечебным эффектом и подачей наружного воздуха в печь (RU 2655719, кл. F24B 1/00, F24B 5/02, A61H 33/00, 2018 г). Организация циркуляции паровоздушных потоков, его нагрев и насыщение лекарственными веществами, осуществляется за счет того, что наружный воздух, прежде чем попасть в парную, «проходит» по кожуху, внутри которого находится труба дымохода, нагревается ею посредством теплообменника, и направляется в парную с помощью разгонных труб, проходящих сквозь печку под углом к ней таким образом, чтобы концы их выступали за границы печи, на верхних концах которых расположена ванночка с лекарственным раствором для профилактики и лечения. Регулирование объема воздуха и скорость нагрева осуществляется с помощью блока задвижек на разгонных трубах. Для подачи на камни печки воды в кожухе для нагрева наружного воздуха расположена дверца для подачи воды, а в нижней части кожуха над печкой - кран. A well-known Russian banya steam room features both preventative and therapeutic effects, with outside air supplied to the stove (RU 2655719, cl. F24B 1/00, F24B 5/02, A61H 33/00, 2018). The circulation of steam and air flows, their heating, and saturation with medicinal substances are achieved by the fact that outside air, before entering the steam room, "passes" through a casing containing a chimney pipe, is heated by it via a heat exchanger, and is directed into the steam room via booster pipes, which pass through the stove at an angle to it, with their ends protruding beyond the stove, at the upper ends of which is a tray containing a medicinal solution for prevention and treatment. Air volume and heating rate are regulated using a block of dampers on the booster pipes. To supply water to the stones of the stove, there is a door in the casing for heating the outside air, and a tap in the lower part of the casing above the stove.
Недостатком известной парной для русской бани является создание повышенной температуры в парной, которая нежелательна при проведении лечебных процедур. Кроме того, в печи на открытой каменке образуется лишь низкотемпературный пар, несоответствующий высококачественному режиму парения. Известная печь мало пригодна для практического использования, поскольку имеет не большой срок службы из-за размещения воздухогрейных труб в топке печи с высокой удельной тепловой мощностью, характерной для банных печей. Ввиду большой разницы по высоте и достаточно высокой температуре нагретого воздуха, между входом воздуха с улицы вдоль дымохода и выходом его в парной сопротивление будет достаточно высоким, чтобы запустить разогретый воздух сверху вниз. Для работы такой системы печь придется все время топить в форсированном режиме, чтобы преодолеть сопротивление поднимающегося вверх воздушного потока вдоль дымохода, а также держать поддувало открытым, что негативным образом будет влиять на температуру в топочном пространстве. Сбалансировать такую систему будет практически невозможно ввиду динамически изменяющихся характеристик работы топки печи. К недостаткам также можно отнести возможность попадания в канал подачи воздуха, расположенного вдоль дымохода, продуктов горения дров и угарного газа что может навредить людям находящимся в парнойA disadvantage of the traditional Russian banya (sauna) steam room is the elevated temperature it creates, which is undesirable for therapeutic procedures. Furthermore, the open stove produces only low-temperature steam, which is inappropriate for a high-quality steam bath. This traditional stove is of limited practical use, as it has a short service life due to the placement of air heating pipes within the stove's firebox, which has a high specific heat output, typical of sauna stoves. Due to the large difference in height and the relatively high temperature of the heated air, the resistance between the air entering from outside along the chimney and its exit into the steam room will be high enough to force heated air downwards. To operate such a system, the stove would have to be constantly fired in forced mode to overcome the resistance of the upward air flow along the chimney, and the ash pit would also have to be kept open, which would negatively impact the temperature in the firebox. Balancing such a system would be virtually impossible due to the dynamically changing operating characteristics of the stove's firebox. Disadvantages also include the possibility of combustion products and carbon monoxide entering the air supply channel located along the chimney, which can harm people in the steam room.
Известна печь для бани (RU 2809370, кл. F24B 7/00, F24B 1/02, F24C 3/00, 2023 г), включающая металлический корпус, состоящий из модуля топочной камеры с загрузочным тоннелем, соединенного с модулем каменки, а также систему удаления топочных газов. Модуль топочной камеры выполнен с открытым верхом, а модуль каменки выполнен закрытого типа и разделен на отсеки в виде емкостей для теплоаккумулирующего заклада, каждая из которых передней и задней стенкой приварена к передней и задней стенке корпуса модуля каменки с образованием между боковыми стенками корпуса модуля каменки и боковыми стенками емкостей для теплоаккумулирующего заклада щелевых зазоров, входящих в систему удаления топочных газов через патрубок, смонтированный в верхней части модуля каменки, соединенный с дымоходом. Металлический корпус печи выполнен с возможностью его монтажа на фундаменте, в котором предварительно вмонтирован канал приточно-вытяжной вентиляции. Корпус печи с внешней стороны обложен кирпичом с образованием зазора от 80 до 200 мм между внешними стенками металлического корпуса печи и внутренней поверхностью кирпичных стен, а также с образованием конвенционных отверстий в нижней и верхней части кирпичных стен по всему периметру печи. Канал приточно-вытяжной вентиляции, вмонтированный в фундамент печи, снабжен задвижкой для дозирования свежего воздуха в парное помещение. В загрузочный тоннель модуля топочной камеры вмонтирована газовая горелка. Конвенционные отверстия, образованные в верхней части кирпичных стен, снабжены дверцами, для управления конвекционными потоками в парном помещении.A sauna stove is known (RU 2809370, class F24B 7/00, F24B 1/02, F24C 3/00, 2023), comprising a metal body consisting of a firebox module with a loading tunnel connected to a heater module, as well as a flue gas removal system. The firebox module is designed with an open top, and the heater module is made of a closed type and is divided into compartments in the form of containers for a heat-accumulating filler, each of which is welded with a front and rear wall to the front and rear wall of the heater module body with the formation of slit gaps between the side walls of the heater module body and the side walls of the containers for the heat-accumulating filler, which are included in the flue gas removal system through a pipe mounted in the upper part of the heater module, connected to a chimney. The furnace's metal body is designed for mounting on a foundation with a pre-installed supply and exhaust ventilation duct. The furnace body is lined with brick on the outside, leaving an 80 to 200 mm gap between the outer walls of the furnace's metal body and the inner surface of the brick walls. Convection vents are also provided in the lower and upper portions of the brick walls around the entire perimeter of the furnace. The supply and exhaust ventilation duct, built into the furnace's foundation, is equipped with a damper for metering fresh air into the steam room. A gas burner is installed in the loading tunnel of the firebox module. Convection vents, formed in the upper portion of the brick walls, are equipped with doors to control convection currents in the steam room.
Известная конструкция печи недостаточно обеспечивает стабильный благоприятный режим во всем объеме парного помещения, из-за не равномерного распределения температур и теплового излучения, а также генерируемого пара в парильном помещении. Кроме того, т. к. печь установлена в самом парильном помещении, и занимает значительное место, ухудшаются комфортность при проведении банных процедур, а также присутствуют зоны опасные для человека от горячих стенок печи.The current stove design does not adequately ensure a stable, favorable environment throughout the steam room due to uneven temperature distribution, thermal radiation, and the steam generated within the steam room. Furthermore, since the stove is installed within the steam room itself and takes up significant space, it reduces the comfort of sauna treatments and creates hazardous areas from the stove's hot walls.
Прототипом изобретения является русская парная баня и банная печь с воздуховодом под подовой поверхностью печи (RU 2291999, кл. F24B 1/24, 2007 г). Русская парная баня содержит пол, печь, напротив которой расположены три яруса полков, внутреннюю деревянную облицовку помещения парной бани, между которой и каркасом здания размещены три воздухоограничивающие оболочки. В полу проделаны отверстия для выхода воздуха из помещения парной бани в подполье. В наружной стене здания парной бани проделано сквозное отверстие, соединенное коробом, снабженным заслонкой, с воздуховодом, проходящим под подовой поверхностью печи внутрь парного помещения бани. Банная печь содержит зольник, топку с размещенным над ней чугунным ложем для камней, выполненным таким образом, что карман ложа находится на уровне топки и является направляющей поверхностью дымохода. Воздухозаборник поддувала расположен ниже уровня пола и соединяет поддувало с подпольем. Под подовой поверхностью печи устроена металлическая перегородка, отделяющая воздуховод от дымохода. Воздуховод для поступающего снаружи здания, проходящего в помещение парной бани между металлической перегородкой и фундаментом печи воздуха, расположен между металлической перегородкой и фундаментом печи.The prototype of the invention is a Russian steam bath and a sauna stove with an air duct beneath the stove's base (RU 2291999, cl. F24B 1/24, 2007). The Russian steam bath comprises a floor, a stove opposite which are three tiers of benches, and an internal wooden lining of the steam bath room, between which and the building's frame are three air-restricting shells. Openings are made in the floor for air to escape from the steam bath room into the basement. A through opening is made in the outer wall of the steam bath building, connected by a box equipped with a damper to an air duct passing beneath the stove's base into the steam bath room. The sauna stove comprises an ash pan and a firebox with a cast-iron bed for stones placed above it. The bed's pocket is designed so that it is level with the firebox and serves as a guide surface for the flue. The ashpit air intake is located below floor level and connects the ashpit to the crawl space. A metal partition is installed beneath the stove's base, separating the air duct from the chimney. The duct for air coming from outside the building, which enters the steam bath room between the metal partition and the stove foundation, is located between the metal partition and the stove foundation.
Недостатками известного устройства являются низкая температура пара, получаемого на открытой каменке, что не позволяет обеспечить проведение качественных банных процедур. Низкая надёжность чугунного ложа, из-за возможности его разрушения от локального большого градиента температуры при подаче воды в каменку, не оправдано сложная конструкция теплоизоляции парного помещения, ограниченное количество пользователей, а также не высокая эффективность по поддержанию стабильного климата во всём объёме парного помещения. Кроме того, известная парная баня из-за большой массы не может быть размещена в зданиях с не достаточной несущей способностью перекрытий. Еще одним недостатком известной бани является расположение на одном уровне около пола отверстий входящего воздуха и отверстий забора воздуха, создающим условия для смешивания потоков части отработанного воздуха со свежим воздухом в самом парильном помещении и оставаться в парной. При небольшом расстоянии между этими отверстиями входящий свежий воздух с улицы будет тут же затягиваться в вытяжные отверстия и насыщения кислородом парной происходить не будет.The disadvantages of the known device include the low temperature of the steam generated by the open heater, which does not allow for high-quality sauna treatments. The low reliability of the cast iron bed, due to the possibility of its destruction from a localized large temperature gradient when water is supplied to the heater, the unjustified complex thermal insulation design of the steam room, the limited number of users, and the low efficiency in maintaining a stable climate throughout the steam room. Furthermore, due to its large weight, the known steam bath cannot be installed in buildings with insufficient load-bearing capacity of the floors. Another drawback of the known bath is the location of the air inlet and air intake vents at the same level near the floor, which creates conditions for some of the exhaust air to mix with fresh air in the steam room itself and remain in the steam room. If these vents are too close, incoming fresh air from outside will be immediately drawn into the exhaust vents, preventing oxygenation of the steam room.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является устранение недостатков известных конструкций для создания и поддержания безопасного и благоприятного для человека микроклимата в парном помещении.The objective of the invention is to eliminate the shortcomings of known designs for creating and maintaining a safe and human-friendly microclimate in a steam room.
Техническим результатом изобретения является организация поддержания благоприятных для человека режимов микроклимата в большом парном помещении, с помощью распределённой системы воздухообмена, с исключением потенциально опасных элементов печи, повышение удобства и комфорта при получении банных процедур при сравнительно большом количестве пользователей, а также обеспечение возможности размещения печи в зданиях с не высокой несущей способностью перекрытий.The technical result of the invention is the organization of maintaining microclimate conditions favorable for humans in a large steam room, using a distributed air exchange system, with the elimination of potentially dangerous elements of the stove, increasing the convenience and comfort when receiving bath procedures with a relatively large number of users, as well as ensuring the possibility of placing the stove in buildings with low load-bearing capacity of the floors.
Поставленная задача и заявленный технический результат достигается за счет того, что печь для парной с организацией циркуляции паровоздушных потоков содержит смонтированный на фундаменте металлический корпус с кирпичной облицовкой, с образованием воздушного зазора между внешними стенками металлического корпуса печи и внутренней поверхностью кирпичной облицовки, модуль топочной камеры соединенный с дымоходом, модуль каменки закрытого типа для теплоаккумулирующего заклада, систему приточно-вытяжной вентиляции, соединенную с улицей. Согласно изобретению, печь расположена в подвальном помещении бани. Фронтальная облицовка кирпичной стены продлена вверх, в парильное отделение, является частью стены парильного отделения и выполнена с двойными кирпичными стенками с образованием между ними воздушного канала, связанного с воздушным зазором между внешними стенками металлического корпуса печи и внутренней поверхностью кирпичной облицовки и с конвенционными отверстиями, образованными в облицовке фронтальной стены со стороны парильного отделения, которые снабжены регулирующими жалюзи. Система приточно-вытяжной вентиляции дополнительно включает конвекционные воздуховоды, свободные концы которых выполнены с возможностью подключения к отверстиям, образованным в полу парильного отделения, а противоположные концы конвекционных воздуховодов подсоединены к кирпичной облицовке печи и связаны с воздушным зазором, между внешними стенками металлического корпуса печи и внутренней поверхностью кирпичной облицовки. Конвекционные воздуховоды снабжены тройниками, к которым подключены воздуховоды, связанные с улицей для подачи обогащенного кислородом свежего воздуха в циркуляционный поток приточно-вытяжной вентиляции. Модуль каменки закрытого типа снабжен паропроводами, проходящими через воронку дополнительного парообразования, расположенную на уровне чистового пола парильного отделения и системой подачи воды в модуль каменки. Печь также дополнительно содержит канал сброса избыточного тепла, связанного с зазором между внешними стенками металлического корпуса печи и внутренней поверхностью кирпичной облицовки.The stated objective and technical result are achieved by a steam room stove with a circulating steam-air flow system comprising a brick-lined metal body mounted on a foundation, forming an air gap between the outer walls of the stove's metal body and the inner surface of the brick lining. A firebox module connected to a chimney is also included. A closed-type heater module for a heat-accumulating insert is also included. A supply and exhaust ventilation system is connected to the outside. According to the invention, the stove is located in the basement of the bathhouse. The front brick wall cladding extends upward into the steam room, forms part of the steam room wall, and is constructed with double brick walls, forming an air duct between them. The brick wall cladding is connected to the air gap between the outer walls of the stove's metal body and the inner surface of the brick lining, and to ventilation openings formed in the front wall cladding on the steam room side, which are equipped with adjustable louvers. The supply and exhaust ventilation system additionally includes convection ducts, the free ends of which are designed to connect to openings formed in the floor of the steam room, while the opposite ends of the convection ducts are connected to the brick lining of the stove and connected to the air gap between the outer walls of the stove's metal body and the inner surface of the brick lining. The convection ducts are equipped with tees, which are connected to air ducts connected to the outside to supply oxygen-enriched fresh air into the supply and exhaust ventilation system. The closed-type heater module is equipped with steam lines passing through a funnel for additional steam generation, located at the level of the finished floor of the steam room, and a system for supplying water to the heater module. The stove also includes a channel for discharging excess heat associated with the gap between the outer walls of the stove's metal body and the inner surface of the brick lining.
Отверстия для подключения свободных концов конвекционных воздуховодов образованы в чистовом полу парильного помещения с противоположной от фронтальной стены печи парильного отделения и расположены в противоположных его углах для обеспечения более эффективного и равномерного воздухообмена. Охлажденный в парильном отделении воздух опускается вниз и поступает через отверстия в полу в конвекционные воздуховоды, для обогащения свежим воздухом, нагрева и подачи в парильное отделение, обеспечивая воздухообмен в парильном отделении. На место охлажденного воздуха поступает обогащенный свежим воздухом, прогретый до оптимальной температуры воздух, обеспечивая в парильном отделении благоприятный микроклимат.Openings for connecting the free ends of the convection ducts are made in the finished floor of the steam room, opposite the front wall of the steam room stove, and are located in opposite corners to ensure more efficient and uniform air exchange. Cooled air in the steam room descends and enters through the openings in the floor into the convection ducts, where it is enriched with fresh air, heated, and supplied to the steam room, ensuring air exchange in the steam room. Cooled air is replaced by air enriched with fresh air, warmed to an optimal temperature, creating a favorable microclimate in the steam room.
Конвекционные отверстия в облицовке фронтальной стены преимущественно расположены параллельными горизонтальными рядами, над воронкой системы дополнительного парообразования. Такое расположение конвекционных отверстий обеспечивает равномерный приток прогретого воздуха паровоздушной смеси в парильное помещение для создания благоприятных условий в парильном отделении.Convection vents in the front wall cladding are typically arranged in parallel horizontal rows above the additional steam generation system funnel. This arrangement of the convection vents ensures a uniform flow of heated air and steam mixture into the steam room, creating favorable conditions in the steam room.
Воронка системы дополнительного парообразования преимущественно выполнена из нержавеющей стали. Воронка служит для размещения дополнительного заклада в виде камней, которые нагреваются от нагретого от печи воздуха и переизлучают мягкое тепловое излучение в парильное отделение. Камни дополнительно заклада в отдельных случаях могут использоваться для получения небольшого объёма низкотемпературного пара путём подачи на них воды с добавлением ароматизирующих добавок. В воронке также могут размещаться ванночки с эфирными маслами, испарение которых приятно ароматизирует воздух. Через воронку также выведены паропроводы от каменок печи для периодического увлажнения и нагрева воздуха паром, образующимся в каменке при подаче в неё необходимого объёма воды.The funnel of the supplemental steam system is primarily made of stainless steel. It accommodates additional stones, which are heated by the air heated by the stove and re-radiate gentle heat into the steam room. In some cases, the stones can be used to generate a small volume of low-temperature steam by adding water with aromatic additives. The funnel can also accommodate trays of essential oils, whose evaporation pleasantly scents the air. Steam lines from the stove heaters are also routed through the funnel to periodically humidify and heat the air with steam generated in the heater when the required volume of water is added.
Количество воронок в системе парообразования, может быть больше одной. Как правило, количество воронок зависит от количества каменок в модуле каменки, число которых также может быть больше одной.The number of funnels in the steam generation system may be more than one. Typically, the number of funnels depends on the number of heaters in the heater module, which may also be more than one.
Для парных помещений с большим объёмом печь изготавливают с повышенной мощностью, а для увеличения объёма получаемого пара в печи монтируют две каменки или более с необходимыми системами подачи воды и вывода пара.For large steam rooms, the stove is manufactured with increased power, and to increase the volume of steam produced, two or more heaters are installed in the stove with the necessary water supply and steam exhaust systems.
Система подачи воды на теплоаккумулирующий заклад модуля каменки выполнена в виде трубопроводов, подключенных к ёмкости для воды или к внешнему водопроводу с регулировкой объёма подаваемой воды, для дозированной и равномерно распределённой подачи воды на теплоаккумулирующий материал. В модуль каменки также можно подавать воду в ручном режиме наливая ее на камни находящиеся в воронке выхода пара. При этом вода по каналу выхода пара будет попадать на раскаленные камни. Пар, получаемый с помощью подачи пара по паропроводам из каменок и путем подачи воды через воронки будет отличаться по температуре и дисперсности что обеспечивает широкий диапазон формирования климата в парильном отделении.The water supply system for the heat-accumulating material in the sauna heater module consists of pipes connected to a water tank or an external water supply with adjustable volume control, ensuring a measured and evenly distributed flow of water to the heat-accumulating material. Water can also be manually supplied to the sauna heater module by pouring it onto the stones located in the steam outlet funnel. This allows water to flow through the steam outlet channel onto the hot stones. The steam generated by the steam pipes from the sauna heaters and by the water supply through the funnels will vary in temperature and particle size, allowing for a wide range of climate control options in the sauna room.
Печь, как правило, снабжена каналом сброса избыточного тепла, снабженного шибером с сервоприводом для регулирования объёма удаляемого горячего воздуха. При этом шибер может быть выполнен с возможностью автоматической регулировки от датчиков температуры, а также в ручном режиме.The furnace is typically equipped with a duct for discharging excess heat, fitted with a damper and a servo drive to regulate the volume of hot air removed. The damper can be configured for automatic adjustment using temperature sensors, or it can be operated manually.
Внешние стенки металлического корпуса печи выполнены с теплообменными ребрами, для повышения эффективности теплопередачи воздуху в системе приточно-вытяжной вентиляции.The outer walls of the furnace's metal body are made with heat-exchange fins to increase the efficiency of heat transfer to the air in the supply and exhaust ventilation system.
Печь также может быть дополнительно оснащена парогенераторами (с системами подачи воды и вывода пара) для обеспечения получения большего объёма пара и его температуры в парильном отделении.The stove can also be additionally equipped with steam generators (with water supply and steam exhaust systems) to ensure a larger volume of steam and its temperature in the steam room.
Расположение печи в подвальном помещении бани создает условия для увеличения полезной площади парильного отделения, а также для обеспечения естественной циркуляции воздуха в нем. Кроме того, такое техническое решение позволяет создать оригинальное дизайнерское оформление интерьера банного помещения.Placing the stove in the bathhouse's basement increases the usable area of the steam room and ensures natural air circulation. Furthermore, this technical solution allows for a unique design aesthetic within the bathhouse.
Продление фронтальной облицовки кирпичной стены печи вверх, в парильное отделение, являющейся частью стены парильного отделения, которая равномерно прогревается, за счет горячего воздуха, поступающего из воздушного канала, связанного с воздушным зазором между внешними стенками металлического корпуса печи и внутренней поверхностью кирпичной облицовки, стабильно излучает тепло в пространство отделения, создавая комфортные условия для приема банных СПА процедур. Обратная сторона фронтальной стены может служить для нагрева помывочного помещения или комнаты отдыха.The stove's front brick wall extends upward into the steam room. This wall, which is part of the steam room wall, is uniformly heated by hot air coming from an air duct connected to the air gap between the stove's metal outer casing and the inner surface of the brick wall. This air radiates heat steadily into the steam room, creating comfortable conditions for sauna and spa treatments. The reverse side of the front wall can be used to heat the washroom or relaxation room.
Установка в конвенционных отверстиях облицовки жалюзи, регулирующих проходное сечение этих отверстий для изменения объёма горячего воздуха, позволяет регулировать температуру в парильном отделении. При этом регулировка открытием/закрытием жалюзи может быть осуществлена как в автоматическом режиме, в зависимости от заданной температуры, так и в ручном режиме, в зависимости от ощущения человека, принимающего процедуру парения. Вместо жалюзи в конвекционных отверстиях могут быть установлены заслонки с плавной регулировкой проходного сечения этих отверстий, что позволит более точно регулировать температуры воздуха в парном отделении.Installing louvers in the convection vents allows for the regulation of the hot air volume, allowing for the temperature in the steam room to be controlled. The louvers can be opened and closed automatically, depending on the set temperature, or manually, depending on the user's preferences. Instead of louvers, dampers with smoothly adjustable louvers can be installed in the convection vents, allowing for more precise control of the air temperature in the steam room.
Наличие тройников с подключенными воздуховодами, связанными с улицей позволяют обогащать свежим воздухом циркулирующей поток паровоздушной смеси в системе приточно-вытяжной вентиляции, направленный из парильного отделения по конвекционным воздуховодам обратно в парильное отделение. Такое выполнение приточно-вытяжной вентиляции создает условия, при которых циркуляционный поток воздуха, обогащенный кислородом свежего воздуха, быстро достигает необходимой температуры для его подачи в парильное отделение, обеспечивая ровный и стабильный микроклимат для комфортного пребывания в парильном отделении бани.The use of tees with connected air ducts connected to the outside allows the circulating flow of steam-air mixture in the supply and exhaust ventilation system to be enriched with fresh air. This supply and exhaust ventilation system is directed from the steam room through convection ducts back to the steam room. This design of the supply and exhaust ventilation system creates conditions in which the circulating air flow, enriched with oxygen from the fresh air, quickly reaches the required temperature for delivery to the steam room, ensuring an even and stable microclimate for a comfortable stay in the sauna's steam room.
Наличие в модуле каменки закрытого типа, паропроводов, проходящих через воронку расположенную на уровне чистового пола парильного отделения, обеспечивают периодическую подачу пара в парильное отделение для дополнительного нагрева и увлажнения воздуха. При этом теплоаккумулирующий заклад, размещённый на воронке и нагреваемый горячим воздухом, излучает мягкое тепловое излучение и создаёт распределённый конвективный восходящий поток воздуха. Такая система нагрева воздуха существенно повышает равномерность распределения температуры по площади и высоте парильного отделения, что позволяет обеспечить высокую комфортность проведения банных процедур практически по всему объему парного отделения.The closed-loop heater module, with steam pipes running through a funnel located at the finished floor level of the steam room, provides a periodic supply of steam to the steam room for additional heating and humidification. A heat-accumulating layer, located on the funnel and heated by hot air, emits soft radiant heat and creates a distributed, convective, upward air flow. This air heating system significantly improves the uniformity of temperature distribution across the entire area and height of the steam room, ensuring a highly comfortable sauna experience throughout virtually the entire steam room.
Изобретение иллюстрируется следующими рисунками, где на фиг. 1 - печь, расположенная в подвальном помещении бани; на фиг. 2 - вид на печь сверху; фиг. 3 - печь, подключенная к конвекционным воздуховодам и к каналу сброса избыточного тепла; на фиг. 4 - вид сбоку на металлический корпус печи; на фиг. 5 - вид спереди на металлический корпус печи; на фиг. 6 - вид на кирпичную стену с фронтальной облицовкой со стороны парильного отделения; на фиг. 7 - вид со стороны парильного отделения на фронтальную стену печи с дополнительным аккумулирующим закладом на воронке системы дополнительного парообразования.The invention is illustrated by the following drawings, where Fig. 1 is a stove located in the basement of a bathhouse; Fig. 2 is a view of the stove from above; Fig. 3 is a stove connected to convection air ducts and to a channel for discharging excess heat; Fig. 4 is a side view of the metal body of the stove; Fig. 5 is a front view of the metal body of the stove; Fig. 6 is a view of the brick wall with front cladding from the side of the steam room; Fig. 7 is a view from the side of the steam room of the front wall of the stove with an additional accumulating filler on the funnel of the additional steam generation system.
Печь для парной с организацией циркуляции паровоздушных потоков поясняется следующими позициями:The steam room stove with the organization of steam-air flow circulation is explained by the following positions:
1 - металлический корпус;1 - metal body;
2 - кирпичная облицовка;2 - brick cladding;
3 - фундамент;3 - foundation;
4 - воздушный зазор между внешними стенками металлического корпуса 1 и внутренней поверхностью кирпичной облицовки 2;4 - air gap between the outer walls of the metal body 1 and the inner surface of the brick cladding 2;
5 - подвальное помещение бани;5 - basement of the bathhouse;
6 - парильное отделение;6 - steam room;
7 - кирпичная стена с фронтальной облицовкой, продленная в парильное отделение 6;7 - brick wall with front cladding, extended into the steam room 6;
8 - конвенционные отверстия в верхней части кирпичной облицовки кирпичной стены 7, расположенные горизонтальными рядами;8 - conventional openings in the upper part of the brick cladding of the brick wall 7, located in horizontal rows;
9 - жалюзи, регулируемые на открытие/закрытие;9 - blinds, adjustable for opening/closing;
10 - модуль топочной камеры;10 - combustion chamber module;
11 - дымоход;11 - chimney;
12 - модуль каменки закрытого типа для теплоаккумулирующего заклада;12 - closed-type heater module for heat-accumulating deposit;
13 - воздушный канал кирпичной стены 7, связанный с воздушным зазором 4;13 - air channel of brick wall 7, connected to air gap 4;
14 - конвекционные воздуховоды;14 - convection air ducts;
15 - свободные концы конвекционные воздуховодов;15 - free ends of convection air ducts;
16 - чистовой пол парильного отделения 6;16 - finished floor of steam room 6;
17 - тройник;17 - tee;
18 - воздуховод, связывающий тройник 17 с улицей;18 - air duct connecting tee 17 to the street;
19 - паропроводы;19 - steam pipelines;
20 - воронка системы дополнительного парообразования, расположенная на уровне чистового пола 16 парильного отделения 6, выполненная из нержавеющей стали;20 - a funnel of the additional steam generation system, located at the level of the finished floor 16 of the steam room 6, made of stainless steel;
21 - камни дополнительного теплоаккумулирующего заклада;21 - stones of additional heat-accumulating foundation;
22 - канал сброса избыточного тепла, связанного с воздушным зазором 4 между внешними стенками металлического корпуса 1 печи и внутренней поверхностью кирпичной облицовки 2;22 - channel for discharging excess heat associated with the air gap 4 between the outer walls of the metal body 1 of the furnace and the inner surface of the brick cladding 2;
23 - трубопровод, подключенный к внешнему водопроводу;23 - pipeline connected to external water supply;
24 - шибер с сервоприводом канала 22 сброса избыточного тепла;24 - damper with servo drive of channel 22 for discharging excess heat;
25 - теплообменные ребра;25 - heat exchange fins;
26 – парогенераторы.26 – steam generators.
Печь для парной с организацией циркуляции паровоздушных потоков работает в постоянном режиме.The steam room stove with the organization of circulation of steam and air flows operates in a continuous mode.
Печь для бани может работать, как на газообразном топливе, например, на сетевом природном газе, так и на твердом топливе (дрова, брикеты, пеллеты). Печь служит для нагрева и увлажнения воздуха в парильном отделении. При этом обеспечивается получение, высокотемпературного, мелкодисперсного (легкого) пара, так и тяжелого пара в зависимости от потребностей людей, принимающих процедуру парения. Металлический корпус 1 печи с теплообменными ребрами 25 устанавливают на фундаменте 3 в подвальном помещении 5 бани (фиг. 1), обкладывают снаружи кирпичной облицовкой 2 (фиг. 1 и 2) с образованием воздушного зазора 4 между внешними стенками металлического корпуса 1 и внутренней поверхностью кирпичной облицовки 2. Печь в подвальном помещении 5 позволяет быстрее менять климатические условия, так как в парной нет массивного инертного тела излучения делающего процесс смены климатов очень длительным. Так же за счет расположения печи под полом экономится парное пространство для возможности проведения как индивидуальных, так и коллективных процедур парения. Такое расположение печи также повышает безопасность эксплуатации в парной, т.к. отсутствуют сильно перегретые предметы, о которые можно обжечься. Кроме того, за счет системы циркуляции воздуха, расположенной в дальних концах парильного отделения 5 осуществляется ровное формирование климата во всем его объеме. При протапливании печи, стенки металлического корпуса 1 и теплопередающие поверхности теплообменных ребер 25 быстро нагреваются и начинают прогревать воздух в зазоре 4. Нагретый воздух через открытые конвенционные отверстия 8, расположенные рядами в верхней части облицовки кирпичной стены 7 поступает в парильное отделение 6, прогревая его. При этом за счет жалюзи 9 можно регулировать в ручном или автоматическом режиме поступление нагретого воздуха в парильное отделение 6.The sauna stove can operate on either gaseous fuel, such as natural gas, or solid fuel (wood, briquettes, or pellets). The stove heats and humidifies the air in the steam room. This produces high-temperature, finely dispersed (light) steam, as well as heavy steam, depending on the needs of the people taking the steam bath. The metal body 1 of the stove with heat-exchange fins 25 is installed on a foundation 3 in the basement 5 of the sauna (Fig. 1) and lined with brick cladding 2 on the outside (Figs. 1 and 2), creating an air gap 4 between the outer walls of the metal body 1 and the inner surface of the brick cladding 2. The stove in the basement 5 allows for a more rapid change in climatic conditions, as the steam room does not contain a massive, inert radiating body, which would make the process of changing climates very lengthy. The stove's location under the floor also saves steam room space, allowing for both individual and group steaming sessions. This stove placement also improves safety in the steam room, as there are no overheated objects to burn yourself on. Furthermore, the air circulation system, located at the far ends of steam room 5, ensures an even climate throughout. When the stove is heated, the walls of the metal casing 1 and the heat-transfer surfaces of the heat-exchange fins 25 quickly heat up and begin to warm the air in the gap 4. Heated air enters steam room 6 through open convection vents 8, arranged in rows along the upper portion of the brick wall 7, warming it. Louvers 9 can be used to regulate the flow of heated air into steam room 6 manually or automatically.
Большая масса термоаккумулирующего заклада в модуле каменки 12, обеспечивает получение достаточно большого объёма пара, необходимого для дополнительного нагрева и увлажнения воздуха в парильном отделении 6. Массу камней для модуля каменки 12 печи определяют из расчета 2,5-6 кг на 1 м³ объема парильного отделения 6. В зависимости от размеров парного отделения 6 определяют необходимую мощность печи и объём производимого в ней пара. Соответственно, исходя из этого определяют необходимое количество теплоаккумулирующего материала и количество каменок в модуле 12.The large mass of the heat-accumulating material in heater module 12 ensures a sufficiently large volume of steam, necessary for additional heating and humidification of the air in steam room 6. The mass of stones for heater module 12 is determined at a rate of 2.5-6 kg per 1 m³ of steam room 6 volume. The required heater power and steam production volume are determined based on the size of steam room 6. Accordingly, the required amount of heat-accumulating material and the number of stones in module 12 are determined based on this information.
Воздух из парильного отделения 6 поступает через открытые свободные концы 15 конвекционных воздуховодов 14, установленные в чистовом полу 16, проходит до тройника 17, в котором происходит смешивание влажного горячего воздуха со свежим воздухом, который поступает по воздуховоду 18, связанному с улицей. Смешанный воздух поступает через тройник 17 в конвекционный воздуховод 14, соединенный с воздушным зазором 4 печи, в котором он нагревается и поступает в воздушный канал 13 фронтальной стены 7 и далее через конвекционные отверстия 8 в парильное отделение 6, тем самым обеспечивая замкнутую систему конвекционных потоков воздуха приточно-вытяжной вентиляции.Air from the steam room 6 enters through the open free ends 15 of the convection air ducts 14 installed in the finished floor 16 and passes to the tee 17, in which the hot moist air is mixed with fresh air, which enters through the air duct 18 connected to the street. The mixed air enters through the tee 17 into the convection air duct 14 connected to the air gap 4 of the stove, in which it is heated and enters the air duct 13 of the front wall 7 and then through the convection openings 8 into the steam room 6, thereby providing a closed system of convection air flows of supply and exhaust ventilation.
Когда человек парится, то своим телом и дыханием охлаждает воздух, поскольку температура тела человека 36,6°С. Интенсивное охлаждение воздуха происходит также из-за потерь тепла через ограждающие стены и пол. Воздух в парильном отделении 6 нагрет, как правило, не ниже температуры 55-80°С, поэтому воздух, использованный (более холодный) с пониженным количеством кислорода, опускается вниз, а свежий и горячий поступает через конвекционные отверстия 8, расположенные в средней верхней части стены 7. Чтобы правильно проветрить парильное отделение 6, нужно удалить из него остывший воздух и заместить его - на горячий.When a person takes a steam bath, their body temperature and breath cool the air, as it is 36.6°C. Intensive cooling of the air also occurs due to heat loss through the enclosing walls and floor. The air in steam room 6 is typically heated to at least 55-80°C, so the used (colder) air, depleted of oxygen, sinks, while fresh, hot air enters through convection vents 8, located in the central upper portion of wall 7. To properly ventilate steam room 6, it is necessary to remove the cooled air and replace it with hot air.
Для подачи в парное отделение 6 пара, в модуль 12 каменки закрытого типа с теплоаккумулирующим закладом по трубопроводу 23, подключенному к внешнему водопроводу поступает вода в ограниченном объёме, которая испаряется и в виде пара по паропроводам 19 поступает через воронку 20 системы дополнительного парообразования, в парильное отделение 6. За счет дополнительного теплоаккумулирующего заклада 21, расположенного на воронках 20, нагретого от излучения металлического корпуса печи и воздуха из канала 4, происходит переизлучение теплового излучения, которое дополнительно нагревает воздух и стены парильного отделения 6. Кроме того на теплоаккумулирующем закладе 21 возможно размещения ванночек с ароматическими маслами для насыщения воздуха парильного отделения 6 ароматами, повышая тем самым комфортные условия в нем. Для получения дополнительного высокотемпературного пара (при большом числе пользователей) могут быть использованы парогенераторы 26, размещаемые в топке печи и снабжённые системами подачи воды и канализации пара в парильное отделение 6. Пример конструкции такого парогенератора описана в патенте РФ № 2836376. Использование парогенератора 26 расширяет диапазон параметров пара и позволяет достичь наибольшего положительного ощущения от приема банных процедур различными категориями пользователей, в том числе с повышенными требованиями к температуре и влажности воздуха.In order to supply steam to the steam room 6, a limited volume of water is supplied to the module 12 of the closed-type heater with a heat-accumulating deposit through a pipeline 23 connected to an external water supply system, which evaporates and in the form of steam, through steam pipes 19, enters through a funnel 20 of the additional steam generation system, into the steam room 6. Due to the additional heat-accumulating deposit 21, located on the funnels 20, heated by the radiation of the metal body of the stove and the air from the channel 4, re-radiation of thermal radiation occurs, which additionally heats the air and the walls of the steam room 6. In addition, it is possible to place baths with aromatic oils on the heat-accumulating deposit 21 to saturate the air of the steam room 6 with aromas, thereby increasing the comfortable conditions in it. To generate additional high-temperature steam (for a large number of users), steam generators 26 can be used. They are placed in the furnace firebox and equipped with water supply and steam drainage systems for the steam room 6. An example of such a steam generator design is described in Russian Patent No. 2836376. Using a steam generator 26 expands the range of steam parameters and allows for the greatest positive sauna experience for various categories of users, including those with increased temperature and humidity requirements.
Для регулирования температурного режима в парильном отделении 6, печь снабжена каналом 22 сброса избыточного тепла с шибером 24 с сервоприводом. Канал 22 связан с воздушным зазором 4 между внешними стенками металлического корпуса 1 печи и внутренней поверхностью кирпичной облицовки 2. Управление температурным режимом может быть как в ручном, так и в автоматическом режиме.To regulate the temperature in the steam room 6, the stove is equipped with a duct 22 for discharging excess heat, with a damper 24 controlled by a servo. Duct 22 is connected to an air gap 4 between the outer walls of the stove's metal body 1 and the inner surface of the brick lining 2. Temperature control can be either manual or automatic.
Изобретение не ограничивается конкретным описанием его реализации и может быть расширено в пределах формулы изобретения, например, для автоматического регулирования температуры или режима парообразования, печь и парильное отделение могут быть оснащены соответствующими датчиками.The invention is not limited to a specific description of its implementation and can be expanded within the scope of the claims, for example, for automatic regulation of the temperature or steam generation mode, the oven and steam room can be equipped with appropriate sensors.
Печь для бани с организацией циркуляции паровоздушных потоков прошла апробацию с положительными результатами, с обеспечением благоприятного, комфортного климата в парильном отделении, в реальных условиях приема банных процедур с большим количеством пользователей, увеличенным полезным объемом парного отделения, равномерным распределением температуры и влажности воздуха в помещении и их регулированием с помощью распределённой системы воздухообмена, в зависимости от потребностей людей, а также создания современного дизайнерского оформления интерьера банного помещения.A sauna stove with a steam-air circulation system has been tested with positive results, providing a favorable, comfortable climate in the steam room under real-life sauna conditions with a large number of users, increased usable volume in the steam room, uniform distribution of temperature and humidity in the room and their regulation using a distributed air exchange system, depending on the needs of the users, and creating a modern design for the sauna interior.
Claims (10)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2848645C1 true RU2848645C1 (en) | 2025-10-21 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2291999C1 (en) * | 2005-06-14 | 2007-01-20 | Сергей Федорович Курин | Steam russian bath house, bath furnace with air duct under hearth surface |
| RU2347980C1 (en) * | 2007-07-12 | 2009-02-27 | Юрий Степанович Левчук | Bath-house furnace |
| RU174489U1 (en) * | 2017-07-21 | 2017-10-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Новое Поколение" | Closed bath furnace |
| RU2740971C1 (en) * | 2019-09-27 | 2021-01-22 | Николай Александрович Виноградов | Furnace for sauna, protective screen for furnace (versions), heat exchanger for furnace, system for prevention of soot deposition on glass of furnace door |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2291999C1 (en) * | 2005-06-14 | 2007-01-20 | Сергей Федорович Курин | Steam russian bath house, bath furnace with air duct under hearth surface |
| RU2347980C1 (en) * | 2007-07-12 | 2009-02-27 | Юрий Степанович Левчук | Bath-house furnace |
| RU174489U1 (en) * | 2017-07-21 | 2017-10-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Новое Поколение" | Closed bath furnace |
| RU2740971C1 (en) * | 2019-09-27 | 2021-01-22 | Николай Александрович Виноградов | Furnace for sauna, protective screen for furnace (versions), heat exchanger for furnace, system for prevention of soot deposition on glass of furnace door |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2598274C1 (en) | Sauna furnace | |
| US4179065A (en) | Circulating air building heating system | |
| US6311344B2 (en) | Sauna ventilation system | |
| RU2848645C1 (en) | Stove for steam room with organisation of steam-air flow circulation | |
| RU2471123C1 (en) | Bath-house furnace | |
| US6860261B2 (en) | Baking oven construction | |
| EP3167865B1 (en) | Sauna indoor climate adjusting device and method for adjusting | |
| US2181624A (en) | Fireplace heater | |
| US7904974B2 (en) | Device for active temperature equalization in a sauna room | |
| RU136537U1 (en) | UNIVERSAL HEAT STORAGE FIREPLACE | |
| US4928667A (en) | Gas fire heating unit | |
| FI20235845A1 (en) | Ventilation system of sauna | |
| US4445496A (en) | Wood burning heater providing improved uniform temperature output | |
| RU2726005C1 (en) | Cleaning and health improving baths | |
| KR100652834B1 (en) | Individual firewood sauna system | |
| RU2804345C1 (en) | Aqua-stove | |
| KR20150061211A (en) | A Multifunctional Cooling-Heating Device | |
| RU2818956C2 (en) | Heating device | |
| US193616A (en) | Improvement in incubators | |
| JPH044751Y2 (en) | ||
| US1894108A (en) | Brooder stove | |
| JP2007163023A (en) | Heating device and cooling device associated with structure of house | |
| UA151009U (en) | Universal stove for a bath house | |
| US486205A (en) | Gas heating-stove | |
| JPH09250813A (en) | Indoor heating method and apparatus |