Банные парогенераторы

Под банными парогенераторами будем понимать устройства для увлажнения воздуха в бане до требуемого уровня. Совместно с нагревателем воздуха парогенератор составляет банный климатический модуль, банный кондиционер — генератор горячего влажного воздуха.

Баланс влаги в воздухе бани

Температура воздуха в бане формируется процессами подвода и отвода тепла. Точно так же абсолютная влажность воздуха в бане формируется процессами подвода и отвода влаги из воздуха бани. При этом под влагой будем понимать водяной пар в виде газа (отдельных молекул воды), который присутствует в воздухе в виде примеси, формируя влажный воздух. Водяной пар образуется и поступает в воздух бани многими путями. Во-первых, это пар из каменки, вырывающийся горячей турбулентной струёй подчас в больших количествах и с огромным расходом. Во-вторых, это пар из кипятильников, например, из бачков (кастрюль, баков) с подогреваемой (кипящей) водой. В-третьих, это пар с горячих увлажнённых поверхностей потолков, стен, полов, полок, с кожи и лёгких человека. В-четвёртых, это пар, образующийся при испарении аэрозолей воды (брызг, водной пыли, тумана), попавших в горячий воздух бани.

Каменки в паровых банях

И каменки, и паровые котлы вырабатывают именно чистый водяной пар — газ, состоящий целиком из молекул воды. Такой пар в бане вообще не нужен. Нужен горячий воздух, увлажнённый парами воды, то есть газ, состоящий из молекул воздуха и молекул воды в заданном соотношении. Именно такой горячий влажный воздух в народе называют «банным паром», в отличие от пара из каменки или «клубов пара» (а фактически тумана) из чайника. Так что каменка по существу является лишь частью некого генератора «банного пара», включающего и устройство смешения, роль которого играет само помещение парилки. Пар, поступающий в помещение бани, тотчас «забывает» о каменке и начинает «подстраиваться» к новым условиям. Во-первых, он имеет повышенную температуру и способен нагреть воздух и саму баню. Так, например, полкилограмма пара с температурой 200°С, перемешавшись с помощью веника с 10 кг воздуха с температурой 40°С, поднимает температуру воздуха до 47,6°С. Но этот резкий скачок температуры (в общем-то не очень значительный при быстром перемешивании - «разгоне пара по сторонам») тут же исчезает, поскольку тепло тотчас идёт на нагрев стен, масса которых велика.

Горячие полы и потолки в банях

Если на горячей поверхности располагается вода, то над поверхностью образуется воздушная среда, полностью насыщенная парами воды. Такой воздух является сырым и неблагоприятным для человека. В хаммамах с мокрыми каменными полами сырой воздух (как более лёгкий) всплывает вверх (см. рис. 187), разбавляется более сухим воздухом и как следствие может «осушиться» в том смысле, что может снижать свою относительную влажность. При этом необходимо, чтобы более высокорасположенные слои воздуха были достаточно прогреты, но такое в хаммамах обеспечивается далеко не всегда (ввиду отсутствия иных подогревателей, кроме полов), вследствие чего для хаммамов характерны туманы («тяжёлый пар»). Для устранения туманов и получения «лёгкого пара» практикуется способ подвода тёплого сухого воздуха через пол или в область над полом, чаще всего подогретого вентиляционного (приточного) воздуха (ирландские бани).

Парогенераторы-бойлеры

Чаще всего под банным парогенератором понимают каменку, но это не единственный способ увлажнения воздуха. В промышленности водяной пар производится в паровых котлах — в закрытых (герметичных) металлических сосудах (автоклавах), в которых вода перегревается выше 100°С под избыточным давлением. Нагрев котла может осуществляться любым источником тепла — дровами, углём, жидким или газообразным органическим топливом, электричеством, солнечной энергией, атомной энергией и т. п. При открывании котла пар над жидкостью (например, с температурой 150°С при давлении 5 атм) вырывается наружу, давление пара в котле снижается, вода вскипает, выделяя пар, который стремится восстановить равновесное давление пара над жидкостью. В предельном частном случае постоянно открытого на атмосферу котла имеем обычный кипятильник, бойлер (от английского слова «boil» — кипение), «титан» (по названию первой фирмы-производителя), чайник, кастрюлю, в которых возникающий при кипении пар тотчас удаляется в атмосферу и в которых количество пара строго соответствует количеству подведённого тепла. Для получения пара в кастрюле абсолютно безразлично, сколько воды в кастрюле, лишь бы вода закрывала дно кастрюли. Так что генератором пара может быть любая мокрая поверхность, причём не только при температуре кипения воды.