Комфортные условия в сауне создаются при передаче тепла от печи путем конвекции нагретого воздуха. Для этого температура стенок печи должна быть как можно ниже, а способность стен сауны отражать инфракрасные лучи — как можно больше, чтобы тепловое излучение было направлено на человека со всех сторон. Запас тепла печь накапливает своими стенками и каменной засыпкой. Чем толще стенки печи, тем медленнее она нагревается и дольше сохраняет тепло.
Экономичное использование топлива возможно при полном его сгорании. Оптимальные условия создаются при сжигании твердого топлива на колосниковых решетках. При этом воздух поступает к топливу снизу по всей площади топливника через решетку из поддувала. Этот воздух, называемый первичным, расходуется в основном для окисления горючих компонентов топлива с образованием углекислого газа и паров воды. При повышении температуры из топлива, особенно из дров, выделяются горючие газы, которые догорают в газовом пространстве над топливом. Соприкасаясь с коксовыми остатками топлива при высокой температуре, углекислый газ восстанавливается, образуя также горючий газ - окись углерода (угарный газ). Чтобы горючие газы догорали в топливнике, в него через отверстие в топочной дверке пропускают дополнительное количество воздуха, называемое вторичным. Без подачи вторичного воздуха имеет место химический недожог топлива, сопровождающийся отложением сажи на камнях и в дымоходе. Это приводит к снижению полезной теплоотдачи и к возможности отравления угарным газом или возгорания слоя сажи в дымоходе.
В начале топки, когда топливо только разогревается, и в конце топки, когда интенсивность горения остатков топлива снижается, в топливник поступает избыточное количество воздуха. Это приводит к увеличению потерь тепла с уходящими газами. На стадии догорания эти потери составляют 20-30%. Снизить их можно путем приоткрытых отверстий для воздуха и задвижки на дымоходе.
Другим фактором повышения коэффициента полезного действия печи являются увеличение объема разогреваемых частей, включая камни, увеличение площади поверхностей, контактирующих с уходящими газами, уменьшения толщины и теплопроводности стенок печи (например, путем использования металла), приводящие к более интенсивной теплопередаче от печи к окружающему воздуху. Важное значение имеет соответствие топочного объема расходу топлива. Чем больше этот объем, тем больше должен быть и расход топлива, чтобы процесс горения был интенсивным, а доля потерь с уходящими газами была минимальной.
Увеличивая количество камней в засыпке, можно повысить запас накапливаемого ими тепла для получения пара. Такая система раздельного нагрева каменной засыпки и воздуха с регулированием массы камней называется системой мягкого нагрева.
Любая деревянная или электропечь предполагает ее правильный монтаж в пространстве сауны. От этого зависит ее максимальная отдача и, что особенно важно, пожаробезопасность самой сауны. Для подогрева воды в случае пользования душем после сауны можно предусматривать и приобретение бойлеров. Заметное место на рынке России принадлежит итальянским моделям, которые высокопроизводительны, неприхотливы и компактны.
Продолжительность топки печи-каменки должна быть оптимальной. После того, как температура стенок печи достигнет максимального значения, устанавливается равновесие между теплом, образующимся в печи, и отдаваемым в окружающий воздух. Дальнейшая топка печи периодического действия нецелесообразна. Печь постоянного действия приходится топить до тех пор, пока требуется высокая температура камней для получения сухого пара.
В зависимости от объема парильной ориентировочная мощность, потребляемая электрокаменкой, составит: 5 м3 (на 2 человека) — 3 кВт; 18 м3 (на 4 чел.— 12 кВт) и т.д.
Нагревательные элементы можно подключать к однофазной или трехфазной сети по однофазной схеме параллельного, последовательного и смешанного, т.е. параллельно-последовательного включения. Схема переключения двух сопротивлений с параллельного соединения на последовательное обеспечивает три ступени мощности: 100; 50; 25%. Если имеются два сопротивления, то можно получить четыре ступени мощности. Мощность печи изменяют либо вручную, либо автоматически по сигналу термопары, установленной в верхней точке помещения сауны.
