Ракетная печь из кирпича своими руками чертежи. Как сделать ракетную печь для обогрева дома. Печь-ракета длительного горения

Содержание

Переносные и стационарные ракетные печи (реактивные) зарекомендовали себя как практичные, энергоэффективные устройства. Свое название отопительно-варочные агрегаты получили из-за характерного рева, напоминающего звук реактивного двигателя – он раздается при попадании в топку избыточного количества воздуха. Функционируя в стандартном рабочем режиме, печка не нарушает акустический комфорт в помещении.

Самодельные ракетные печи

Особенности реактивной печи

Первая печь данного типа создавалась для использования в полевых условиях – необходим был агрегат для быстрого приготовления пищи и отопления, причем рассчитанный на эксплуатацию в условиях дефицита топлива. Разработчикам удалось найти решение, которое позволило изготовить компактную твердотопливную печку с высоким КПД.

Дальнейшие модификации агрегата привели к изобретению стационарной печки с подогреваемой лежанкой. В отличие от привычной русской печи, ракетные печи не громоздкие и проще в самостоятельном изготовлении. Теплогенератор способен проработать на одной закладке топлива около 6 часов, при этом стационарная конструкция, для сооружения которой используется саманная штукатурка, еще в течение полусуток после прогорания дров отдает накопившееся тепло.

Стационарная конструкция ракетной печи с лежанкой сохраняет тепло около 6-ти часов на одной закладке

Достоинства конструкции

Реактивная печь пользуется растущим спросом, поскольку это энергонезависимый источник тепла, который :

прост в монтаже – примитивный вариант ракетной печки собирается из подручных материалов за полчаса;
эффективно работает даже на топливе с низкой теплотворной способностью – сырых дровах, тонких ветках, щепках, коре и т.д.;
обеспечивает отопление и позволяет готовить пищу;
полностью сжигает топливо с дожигом древесного газа, что снижает до минимума риск проникновения в помещение угарного газа.

Конструкция печки дает возможность использовать ее в доме не боясь нанести урон продуманному интерьеру – корпус стационарного агрегата практически полностью можно спрятать в привлекательную «оболочку», которая будет выполнять функцию теплоаккумулятора.

Чтобы понять, как достигается неплохой КПД при работе на низкокачественном топливе, необходимо разобраться в принципах действия реактивной печки.

Твердое органическое топливо в ходе термического разложения выделяет газообразные вещества, которые также разлагаются и в итоге превращаются в древесный газ (смесь горючих и инертных газов), который сгорает с высокой теплоотдачей.

В обыкновенной твердотопливной печи теплоэффективность древесного газа практически не используется, поскольку газообразная промежуточная фаза уходит с дымом в трубу, где остывает и оседает на стенках в виде нагара, который представляет собой тяжелые углеводородные соединения. Чем выше влажность твердого топлива, тем меньше образуется древесного газа и тем больше копоти на стенках дымовой трубы. Соответственно, тем хуже греет печка.

Печь ракетного типа отличается от обычных твердотопливных агрегатов тем, что ее конструкция позволяет обеспечить условия, при которых значительная часть промежуточных газов не улетучивается, а превращается в древесный и дожигается. Это достигается за счет горизонтального теплоизолированного канала, где газы перемещаются медленнее, чем в вертикальной трубе, а термоизолятор предотвращает остывание и превращение в нагар. В итоге даже из сырого топлива извлекается значительно больше тепловой энергии по сравнению со сжиганием в обычной печи.

В сложных моделях реактивных отопительных агрегатов принцип действия печи длительного горения, где предусмотрен дожиг пиролизных газов, объединен с конструктивными особенностями классических кирпичных печей, в которых нагретый воздух и газ циркулируют по внутренним каналам. При этом такая ракета не нуждается в организации дополнительного поддува – тягу в ней создает дымоход, и чем он выше, тем интенсивнее восходящий поток.

Несмотря на то, что ракетные печи способны выжать максимум тепловой энергии из низкокачественного топлива, оптимальные показатели КПД они демонстрируют при использовании сухих дров.

Сложности и недостатки

К недостаткам можно отнести :

ручное управление печью – топливо приходится регулярно подкладывать (время прогорания закладки зависит от конфигурации отопителя);
некоторые элементы конструкции нагреваются до высоких температур и грозят ожогом при случайном контакте с кожей;
ракету не рационально использовать в качестве банной печи, поскольку помещение она прогревает долго.

Конструкция реактивной печки выглядит предельно простой, но на изобретение такого агрегата ушло немало времени, поскольку залогом эффективной работы является точный расчет, чтобы режим горения топлива оптимально соотносился с силой тяги и т.д.

Важно! Ракетные печи – теплотехническая система, требующая тонкой балансировки. Несоблюдение размеров конструкции или погрешности в сборке, неправильный режим работы агрегата оборачиваются тем, что печка громко ревет при работе из-за нестабильного газового вихра в дымоходе, требует больше горючего при низкой теплоотдаче и быстро зарастает копотью.

Реактивная печь была изобретена в США, и тонкости ее построения не разглашаются – общедоступны лишь подкорректированные чертежи, опираясь на которые сложно соорудить по-настоящему эффективный отопитель.

Печь-лежанка в домашней обстановке

Модели для уличного и походного использования

Для подогрева воды и приготовления еды подойдут реактивные печи самой простой модификации, изготовленные из металлической трубы или кирпича. Их без труда делают своими руками для хозяйственных нужд.

Для изготовления металлической варочной уличной печки достаточно двух труб, соединенных коленом под прямым углом. К конструкции привариваются ножки из арматурных стержней и подставка под посуду (чтобы между дном емкости и срезом трубы имелся зазор для выхода дыма).

Уличная ракетная печка из труб

Такую конструкцию совершенствуют, вставив в горизонтальную трубу еще одно колено с трубой, высота которой должна быть меньше дымоходной части – она будет выполнять функцию вертикального топливника.

Еще более функциональная модификация – походная печка из трубы прямоугольного сечения с приваренным под углом топливником (он же служит зольником). Такую печь ракету своими руками по чертежам изготовить достаточно просто.

Походная ракетная печь Робинзон с подставками для посуды

Для изготовления простейшей уличной реактивной печки из кирпича потребуется 5 минут времени, 20 целых кирпичей и еще две половинки. Плюс металлическая подставка под посуду.

Чертеж печи Робинзон с подставкой для посуды

Такую печку сначала требуется вывести на рабочий режим – прогреть трубу, сжигая бумагу и щепки, поскольку в холодной трубе газ застаивается, мешая топливу хорошо разгореться. Когда труба прогреется, при розжиге дров появится мощная тяга.

Реактивная печка из кирпичей

Внимание! Реактивная печь с горизонтальным топливником имеет существенный недостаток - требуется постоянно пододвигать сгорающие дрова. Наклонный или вертикальный загрузочный бункер, по стенкам которого дрова съезжают вниз под собственным весом, делает агрегат удобнее в использовании.

Обогревательно-варочные печи для помещений

Для отопления теплицы, гаража или мастерской также можно использовать реактивные агрегаты, которые легко и быстро монтируются своими руками.

Аналог примитивной печи из металлической трубы возводится из кирпича на земляном полу или специально подготовленном фундаменте. Ракетная печь из кирпича монтируется из полнотелого керамического или шамотного кирпича с использованием жаростойкого раствора.

Стационарная печь из кирпича на земляном полу

Более эффективный вариант отопительной ракетной печи изготавливается с использованием металлической бочки, которая служит кожухом и позволяет утеплить райзер (внутреннюю трубу, которая выполняет функцию камеры сгорания и дымохода). В качестве утеплителя используется зола, просеянный песок, смесь песка с шамотной глиной. Термоизоляция помогает создать условия для эффективной выработки древесного газа, а чем больше его выделится из топлива, тем выше тепловая отдача печи на дровах. Кроме того, этот термоизоляционный материал (его требуется хорошо уплотнить при укладке) играет роль теплоаккумулятора, способного несколько часов после прогорания дров греть воздух в помещении.

Печь Ракета из 21 кирпича

Усовершенствованные обогреватели

Реактивная печка со свободным выходом газа не подходит для использования в качестве отопительной, поэтому ее дополняют каналами для отвода дыма и теплообменником. Чертежи ракетной печи различных конструкций помогают наглядно увидеть разницу.

Принцип работы усовершенствованного агрегата следующий :

чтобы в вертикальном канале поддерживалась высокая температура, способствующая выработке древесного газа, ее термоизолируют огнестойким материалом, при этом сверху устанавливают кожух (из бочки либо трубы большего диаметра) с герметично закрытым верхом;
топочную камеру снабжают дверкой, в нижней части предусматривают специальный канал для подачи вторичного воздуха – этот поддув требуется для дожига древесного газа (в простых моделях воздух поступает только через топку без дверцы);
за счет установки дымоотводной трубы в нижней части кожуха, нагретый воздух не уходит напрямую в атмосферу, а циркулирует по каналам внутри корпуса печи, активно отдавая тепло;
дымовые газы с самой высокой температурой попадают в верхнюю часть корпуса, непосредственно под плоскую крышку, что дает возможность использовать ее как варочную панель, а уже остывший поток устремляется в дымоходную трубу;
КПД печки повышается за счет подсоса вторичного воздуха для сжигания пиролизных газов, причем интенсивность его подачи регулируется самой системой, поскольку зависит от того, насколько быстро остывают дымовые газы в верхней части корпуса.

К усовершенствованным отопительным агрегатам реактивного типа относится ракетная печь длительного горения, которую можно изготовить из газового баллона, а также печка с водяной рубашкой.

Реактивный отопительный агрегат из пропанового баллона

Ракетная печь из газового баллона – это простая в изготовлении дровяная печка, которая экономично расходует топливо, эффективно прогревает помещение.

Для ее сборки используется :

пустой баллон из-под пропана (корпус агрегата);
труба стальная диаметром 100 мм (для обустройства дымохода и вертикального канала);
труба стальная профильная 150х150 мм (изготавливается топливник и загрузочный бункер);
сталь листовая толщиной 3 мм.

Изготовление печи из газового баллона требует использования сварочного аппарата. Если вы планируете собрать такую печь ракету своими руками, чертежи помогут точно соблюсти оптимальные размеры всех элементов конструкции.

Схема протекания процессов в ракетной печи

На предварительном этапе работ следует подготовить газовый баллон – вывернуть вентиль, наполнить емкость доверху водой, чтобы гарантированно удалить из емкости пары газа, способные взорваться от искры. Затем верхнюю часть отрезают по шву. В нижней части получившегося цилиндра прорезают отверстие под дымоход, а в днище – под камеру сгорания с присоединенным топливником. Вертикальный канал выводится через отверстие в днище, с нижней стороны приваривается конструкция из профильной трубы, согласно чертежу ракеты.

Внимание! Крышку из листового металла следует сделать съемной и предусмотреть негорючий уплотнитель (асбестовый шнур) для надежной герметизации. Плоскую крышку используют в качестве варочной поверхности.

Если монтируется печь ракета из газового баллона своими силами, следует внимательно отнестись к качеству сварных швов и проверить их герметичность – в работающую печь не должен бесконтрольно поступать воздух. Если все в порядке, можно установить дымоход.

Важно! Верх дымовой трубы требуется поднять на высоту 4 метра относительно уровня топливника, чтобы обеспечить необходимую интенсивность тяги.

Такая печь для дома регулируется по мощности объемом загрузки топлива. Реактивная печка вводится в режим подачей воздуха через топочную камеру, это регулируется крышкой бункера. Далее в агрегат постоянно подается вторичный воздух. Данная печка для отопления в завершении топочного процесса взревывает, поскольку перекрыть подачу вторичного воздуха нельзя, и на внутренних стенках вертикального канала оседает нагар. Крышку кожуха делают съемной, чтобы можно было периодически его удалять.

Котельный агрегат

Котел длительного горения можно получить, если смонтировать водяной контур на дымоходе печки, изготовленной из газового баллона или иных материалов, но по той же схеме, указанной выше. Однако нагрев воды в контуре такого агрегата будет происходить неэффективно, поскольку основная часть тепловой энергии отдается в воздух помещения и емкостям на варочной поверхности.

Эффективный вариант ракетной печи из металлической бочки

При желании создать ракетный котел для водяного отопления с высоким КПД, придется пожертвовать варочной функцией. Печь ракета своими руками по чертежу, представленному ниже, может быть смонтирована в короткие сроки.

Для этого потребуется :

шамотный кирпич и огнеупорный кладочный состав (для монтажа основания печки с топливником);
стальная труба диаметром 70 мм (для вертикального канала);
стальная бочка (для кожуха);
огнеупорный теплоизолятор;
листовая сталь толщиной 3 мм и металлическая бочка (или труба) меньшего диаметра, чем кожух (для обустройства водяной рубашки и дымовых каналов для нагрева водяного контура);
труба стальная диаметром 100 мм для дымохода;
емкость, трубы и соединительные патрубки для обустройства теплоаккумулятора.

Ракетная печь с водяным контуром характеризуется тем, что теплоизоляция вертикального канала обеспечивает оптимальный режим сжигания пиролизных газов, при этом весь нагретый воздух попадает в «змеевик» с водяной рубашкой и отдает там основную часть тепловой энергии, нагревая теплоноситель.

Ракетная печка с водяным контуром

Теплоаккумулятор продолжит подавать нагретый теплоноситель в отопительный контур даже после остывания самой печи. Емкость с водой снабжают толстым слоем утеплителя.

Отопительный агрегат с лежанкой

Ракетная печь с лежанкой – устройство, которое способно создать комфортную обстановку в одном помещении. Такой агрегат невозможно использовать для отопления нескольких комнат, не говоря уж обо всем доме.

Обустройство такого агрегата длительного горения своими руками требует точных расчетов – от размеров корпуса печки зависит ее мощность и максимально допустимая длина борова, на котором устраивается лежанка. Также важно правильно подобрать сечение труб для монтажа конструкции. Ошибки обернутся тем, что реактивная печь в короткие сроки наглухо зарастет нагаром или будет громко реветь при работе из-за завихрений газовых потоков.

Конструкция печи с лежанкой

Размеры и пропорции конструкции

Чтобы построить печь ракету своими руками, чертежи необходимо подготовить подробные, с указанием размеров всех элементов. На этапе подготовки проекта ведут расчеты, исходя из базовых величин, к которым привязываются все остальные.

Базовые расчетные величины, это :

D – диаметр барабана (корпуса печи);
S – площадь внутреннего поперечного сечения барабана.

Расчеты параметров конструкции ведутся с учетом, что :

Высота барабана (Н) составляет от 1,5 до 2 D.
Обмазку барабана выполняют на 2/3 Н (если ее обрез планируется выполнить фигурным, то 2/3 высоты должно составлять средний показатель).
Толщина обмазочного слоя на барабане – 1/3 D.
Площадь внутреннего поперечного сечения вертикального канала (райзера) – 4,5-6,5% от S, оптимальное значение – в диапазоне 5-6%.
Высота вертикального канала – максимальная, насколько позволяет конструкция печи, но зазор между верхним краем райзера и крышкой барабана должен составлять не менее 70 мм для нормальной циркуляции дымовых газов.
Длина трубы жаровой (огнепровода) должна быть равна высоте вертикального канала.
Площадь сечения огнепровода – равна соответствующему показателю райзера. Причем для огнепровода рекомендуется использовать профильную трубу квадратного сечения, в этом случае печь работает стабильнее.
Площадь сечения поддувала – ½ от площади сечения топки и райзера. Для стабильности и плавной регулировки режима печи используется профильная труба прямоугольного сечения с соотношением сторон 2:1, которую укладывают плашмя.
Объем вторичного зольника зависит от объема барабана за вычетом объема райзера. Для печи из бочки – 5%, для печки из газового баллона – 10%.Для емкостей промежуточного объема рассчитывается согласно линейной интерполяции.
Площадь сечения внешнего дымохода составляет 1,5-2 S.
Саманная подушка под внешним дымоходом должна быть толщиной 50-70 мм – если канал выполнен из круглой трубы, отсчет ведется от нижней точки. Толщину подушки под дымоходом уменьшают вдвое, если лежанка монтируется на деревянные полати.
Толщина обмазочного слоя лежанки над дымоходным каналом составляет 0,25 D, если барабан из бочки 600 мм, и 0,5 D, если барабан из баллона 300 мм. Если уменьшить обмазочный слой, конструкция будет быстрее остывать после протопки.
Высота дымовой внешней трубы должна составлять от 4 метров.
Длина газохода, от которой зависит длина лежанки: для печи из бочки – до 6 м, для печи из баллона – до 4 м.

Ракетная печь длительного горения, изготовленная из бочки 600 мм диаметром, достигает мощности около 25 кВт, а ракета для отопления, выполненная из баллона 300 мм, - до 15 кВт. Регулировать мощность можно только за счет объема закладки топлива, воздушного регулирования такая печка не имеет, так как дополнительный поток нарушает режим печи и провоцирует выброс газов в помещение. Изменением положения дверцы поддувала регулируется не мощность, а режим работы печи.

Особенности футеровки

Качество теплоизоляции райзера напрямую влияет на экономичность отопительного агрегата. В наших краях для футеровки доступен легкий шамотный кирпич ШЛ и речной песок с примесью глинозема. У футеровки следует предусмотреть внешний металлический кожух, иначе материалы быстро впитают нагар и печь при работе будет реветь. Торец футеровки плотно замазывают печной глиной.

Правильное выполнение футеровки

При использовании подтесанных шамотных кирпичей, оставшиеся полости заполняют песком. Если для футеровки используется только песок, его просеивают от крупного мусора и засыпают слоями – каждый примерно на 1/7 высоты трубы. Каждый слой плотно трамбуют и сбрызгивают водой, чтобы образовалась корка. Засыпку необходимо просушить в течение недели, а затем замазать торец слоем печной глины. Затем продолжается постройка ракетной печи своими руками по чертежам.

Варианты отопительных агрегатов

Обустройство ракетной печи из газового баллона можно выполнить и в случае создания отопителя с лежанкой. Конструкция несколько отличается от той, что была рассмотрена выше.

Изменения касаются :

длины жаровой трубы;
наличия теплоизоляции вертикального канала;
подсоединения горизонтального, а не вертикального внешнего дымохода.

Схема ракетной печи

Обратите внимание! Расширенная часть внешнего дымохода – это зольник, в который должен быть доступ для очистки – металлическая дверца, уплотненная негорючим материалом.

За счет того, что дымоходный канал можно выполнить длинным и изогнутым, печке легко придать оригинальную форму.

Вариант изготовления печки-лежанки с оригинальной формой

Саманная обмазка, выполняющая функцию теплоакумулятора, изготавливается из смеси жирной глины с песком и резаной соломой.

Принципы запуска печки

Важно! Печи реактивные непрерывного горения запускают исключительно «на теплую трубу».

Перед тем как загрузить штатное топливо, выполняют растопку бумагой, стружкой, соломой и другими сухими легкими материалами, которые укладывают в открытое поддувало. Когда вертикальный канал достаточно прогреется, гул печи стихает или меняет тон. Это сигнал к тому, что можно закладывать основное топливо, оно разгорится от разгонного.

Реактивная печь сама не отрегулируется, поэтому крышку бункера малой печи или дверцу поддувала стационарного агрегата следует держать открытой, пока штатное топливо не разгорится и печь не загудит. Дверку прикрывают, добиваясь снижения звука до «шепота». Когда звук печи снова усилится, дверку вновь прикрывают немного плотнее. Если дверка захлопнулась, то подняв ее можно дать топливу нормально разгореться.

Ракетная печь мобильная – удобный походный вариант, нетребовательный к топливу и экономичный. Стационарные агрегаты, в зависимости от конструкции и размеров, находят свое применение для обогрева жилых и вспомогательных помещений.

Темы, посвящённые котлам, самодельным печам и отопительному оборудованию, пользуются неизменной популярностью на FORUMHOUSE. Это неудивительно. Ведь в связи с постоянным ростом цен на энергоносители, трудностями и дороговизной подключения к магистральному газу, многие задумываются о поиске альтернативы «голубому топливу».

Несмотря на большой выбор готовых заводских изделий, наши энтузиасты создают свои собственные конструкции систем отопления. Особый интерес представляет твердотопливный котёл, построенный пользователем нашего портала с ником Perelesnik . Он привлёк повышенное внимание, т.к. в основу его работы положен принцип действия ракетной печи. В этом материале мы расскажем об основных этапах разработки котла, предшествующих его строительству.

С чего всё началось

Прежде чем перейти к техническим особенностям котла, стоит заострить внимание на предыстории его строительства.

Perelesnik Пользователь FOUMHOUSE

В мой дом заведён газ, но я периодически задумывался над тем, чтобы перейти на твёрдым топливом. Останавливало лишь то, что газовое отопление было выгодно, и переход на дрова оказывался не рентабельным. Дом я отапливал электродным котлом мощностью 7 кВт, работающим в связке с кондиционером, который эксплуатировался «на обогрев». При сильных заморозках дом дополнительно подтапливался котлом, работающим на газе. И вот газ подорожал…

Именно увеличение цены на газ стало тем событием, которое привело к разработке ракетного котла.

Прежде, чем иди и сразу покупать «нечто» под названием «твердотопливный котёл», Perelesnik начал изучать предмет. Он ознакомился с перечнем оборудования, предлагаемого в магазинах, посмотрел, как работают котлы у соседей, понял, какие наиболее частые проблемы возникают, изучил отзывы в Интернете.

После «мозгового штурма» появился список требований, которым должно отвечать устройство - с точки зрения Perelesnik-а :

Возможность стабильной работы на мощности от 2 до 20 кВт. Это связано с особенностями климата в регионе проживания форумчанина. Зимой температура с месяц может держаться около 0°C, а потом резко на неделю упасть до -25…30°C. В осенне-весенний период температура находится в пределах +5…+10°C. Т.к. дом в межсезонье также нужно отапливать, но от котла не требуется максимальная мощность, нужен «гибко» настраиваемый аппарат.
Котёл должен быть «всеядным», т.е. гореть в топке должно всё, что может гореть – дрова, топливные брикеты, уголь, отходы и т.д., включая влажное топливо.
Конструкция котла должна предусматривать закладку поленьев диаметром до 20 см. Это уменьшит необходимость в колке дров.
Должен работать с ночи до утра на одной закладке топлива. При сильном морозе количество полных закладок топлива не должно превышать трёх.
Полная энергонезависимость. Устройство должно работать без необходимости его подключения к электрической сети. В случае обрыва проводов или отключения энергии, работу циркуляционного насоса (он должен прокачивать теплоноситель) обеспечивает резервная система питания.

Система отопления выбирается, в зависимости от климатических условий проживания, теплопотерь дома, доступности того или иного вида топлива, цен на энергоносители в вашем регионе.

Также среди основных требований к котлу перечислялось:

высокий КПД, простая и недорогая конструкция дымохода;
небольшое образование сажи и отложений (значит, отпадает необходимость в частой прочистке котла и увеличивается эффективность его работы);
безопасность работы котла при любых режимах эксплуатации, жаростойкость узлов;
возможность дозагрузки дров при рабочем режиме;
удобство эксплуатации котла при его установке в жилом помещении;
небольшой вес и габариты.

Самое интересное, что все эти требования планировалось «уложить» в бюджет, не превышающий 500 долларов , за исключением стоимости работы.

Достаточно лишь поверхностно ознакомится с требованиями, чтобы понять, что найти твердотопливный котёл, отвечающий всем пунктам списка, задача непростая. Поэтому Perelesnik решил идти двумя путями:

Попытаться найти готовое заводское изделие.
В случае неудачи – скопировать конструкцию готового котла и сделать его самому.

В ходе поисков и дальнейшего изучения информации, оба варианта отпали. Из-за технических особенностей: «капризности» работы на «мокрых» дровах, невозможности работы на малой мощности и т.д. не подошли пиролизные котлы длительного горения. Также не устроили «самоделки», найденные на просторах «всемирной паутины». Оставался третий вариант – на основе своих знаний и приобретённого опыта разработать конструкцию твердотопливного котла «под себя».

Ракетный котёл – теория

В ходе своих поисков Perelesnik наткнулся на ракетную печь, и эта конструкция его «зацепила».

Perelesnik

Ракетная печь привлекла меня тем, что для её работы не требуется какой-то особый дымоход, можно сказать, что он и вовсе не нужен. У ракетной печи отличная тяга, причём без использования всяких вентиляторов. Её конструкция обеспечивает высокотемпературный дожиг печных газов. Она не требовательна к качеству топлива, эффективно работает на разных мощностях.

Дело оставалось за малым – сделать из печки котёл. Забегая вперёд, скажем, что от идеи до воплощения печи «в металл» прошёл почти год. Сюда вошло несколько месяцев на поиски оптимальной конструкции, расчёты, эксперименты. Непосредственно на изготовление котла ушло три месяца, но результат того стоил.

Удалось сделать устройтво, которое отвечало практически всем требованиям списка (за исключением того, что догружать топливо можно лишь тогда, когда предыдущая партия прогорит до состояния углей). Более того, удалось уложиться в планируемый бюджет , хотя для строительства внутренних частей и деталей котла использовалась «нержавейка» и применялась самодельная жаростойкая керамика.

Perelesnik разработал схему, на которой наглядно представлен принцип работы его котла.

Чтобы понять, почему за основу котла была выбрана именно ракетная печь, стоит заострить внимание на теоретической части.

Ракетные печи хорошо известны. Их строят энтузиасты и самодельщики по всему миру. Подкупает простота их конструкции, возможность обойтись без использования дорогих материалов, большая вариативность таких печей. Ракетная печь может быть как небольшой – походной (на них готовят еду), сделанной из кусков металлических труб и консервных банок.

А также большой, отопительной, с массивным теплонакопителем и встроенной лежанкой. Такая «ракета» отлично вписывается в дизайн современного коттеджа.

По словам Perelesnik, большую помощь в разработке его котла оказала книга американских авторов «Ракетные печи». В ней наглядно, и что самое главное – просто и доходчиво – объясняются базовые принципы самостоятельного строительства ракетных печей. Из этой книги также были заимствованы основные размеры и пропорции «сердца» ракетного котла – т.н. «J-трубы».

Perelesnik

В «ракете» создаются отличные условия для горения. Топливо и печные газы сгорают полностью. Полученное тепло не «отбирается», пока не завершатся все реакции, и только затем оно используется.

Преимущества и плюсы «ракеты» - это производные от особенностей её конструкции. У ракетной печи, за счёт длинного вертикального и дополнительно утеплённого канала , увеличивается длина пути, которые проходят печные газы.

Газы, во время прохождения по удлинённому каналу, смешиваются с уже нагретым воздухом и приобретают температуру, которая наилучшим образом способствует всем процессам горения. Также сгорает углерод, который при недожоге откладывается в виде сажи.

Высокая эффективность «ракеты» обеспечивается за счёт того, что дожигается древесный , выделяющийся при термическом разложении твёрдого топлива (т.н. пиролизе).

За счёт большого температурного перепада, который возникает на входе и выходе канала вертикальной трубы, возникает мощная естественная тяга. Соответственно, отпадёт необходимость в строительстве высокого дымохода, который обеспечивает тягу в обычных печах.

Следует учесть, что газы, поступающие в дымовой канал, имеют высокую температуру. Чтобы выработанная печью энергия не вылетала «в трубу», нужно забрать часть этого тепла. Для этого к ракетной печи пристраивается лежанка, куда, по выложенным горизонтально кирпичным каналам, запускаются дымовые газы. Получается теплоаккумулятор. Второй вариант – печь дополняется рубашкой. Отсюда уже рукой подать до твердотопливного котла.

Оттолкнувшись от этой базы, Perelesnik решил – надо делать котёл, работающий по принципу действия ракетной печи.

Реактивная печь или печь-ракета появилась в результате отклонения от традиций изготовления оборудования для обогрева помещения. Её считают экономичным теплогенератором, конструкция которого элементарная. Поэтому многие задумываются о сооружении реактивной печи своими руками.

Описание, достоинства и недостатки печи-ракеты

Теплогенератор для нагрева воздуха в помещении называется печью-ракетой или реактивной печью, так как при работе в случае чрезмерного поступления воздуха он издаёт особые звуки. Этот шум можно принять за рёв реактивного двигателя. В обычном режиме оборудование функционирует с едва слышимым шелестящим звуком.

Ракетная печь служит устройством для отопления дома и приготовления пищи. На сжигание одной партии дров в таком оборудовании уходит порядка 6 часов, больше, чем в стандартной металлической печи. Причина этому - создание теплогенератора на базе печи с верхним горением.

Пламя из реактивной печи может вырываться

К преимуществам печи-ракеты относят:

независимость от энергии топлива;
простота конструкции, состоящей из доступных деталей, соединяемых за считанные минуты;
возможность давать много тепла, несмотря на качество загружаемого топлива.

У реактивной печи обнаружены и некоторые недостатки:

управление вручную, что подразумевает постоянный контроль работы оборудования;
опасность получения ожога, ведь стенки оборудования становятся чрезвычайно горячими;
нецелесообразность использования в бане, поскольку её не получится прогреть.

Виды

Агрегат, который во время работы издаёт ракетный гул, бывает:

переносным (агрегат из металлических труб, вёдер или газового баллона);
Переносные ракетные печи изготавливаются промышленностью серийно
стационарным (созданным из шамотных кирпичей и металлической тары);
Такой агрегат сложнее соорудить, чем металлическую печь
оборудованием для нагрева воздуха с лежанкой.
Лежанка оборудована за задней стенкой печи

Переносные конструкции изготавливают большими партиями, ведь они используются для походов. Основа этих теплогенераторов - труба, составленная из нескольких отрезков. Правда, такие конструкции, в отличие от агрегатов на базе шамотных кирпичей, не надёжны. Стенки из огнеупорных блоков увеличивают теплоотдачу реактивной печи. При желании к ней можно добавить лежанку в виде дивана или кровати, декорированной глиной или опилками.

Детали и функционирование реактивного теплогенератора

Элементарная ракетная печь представляет собой устройство из двух фрагментов трубы, соединённых отводом под углом в 90 градусов. Топочной камерой в этом теплогенераторе обычно служит зона в горизонтальной части конструкции. Но иногда топливо закладывают в вертикальный участок аппарата, для чего печь-ракету сооружают из двух труб разной длины, монтированных вертикально и связанных общим горизонтальным каналом.

Через печь проходит первичный и вторичный воздух

Функционирование реактивной печи основано на двух действиях: беспрепятственном прохождении древесных газов по трубе и дожигании газов, вырабатываемых при сгорании топлива. Щепки и дрова в топку этого теплогенератора подкладывают после того, как там загорится легко воспламеняемый материал вроде бумаги. На открытое сечение трубы ставят тару с водой или другим содержимым. При этом между конструкцией и установленной ёмкостью оставляют небольшое пространство, необходимое для создания тяги.

Процессы, протекающие внутри стационарной реактивной печи, напоминают работу пиролизных отопительных агрегатов

Расчёт параметров (таблицы)

Объём печи следует определять со знанием дела, ведь именно он влияет на мощность и количество тепла, образуемого отопительным оборудованием. Рассчитывая габариты реактивного отопительного оборудования, используют показатель внутреннего диаметра барабана D, значение которого может колебаться в рамках 300–600 мм. Также нужно знать площадь поперечного сечения барабана. Для определения этого показателя печи-ракеты следует воспользоваться формулой: S = 3.14 * D^2 /4.

Основные размеры реактивной печи представлены в таблице:

Параметр	Значение
Высота барабана Н	От 1,5D до 2D
Высота теплоизоляционной обмазки барабана	2/3Н
Толщина теплоизоляционной обмазки барабана	1/3D
Площадь поперечного сечения первичного дымохода	От 0,045S до 0,065S (оптимально - от 0,05S до 0,06S). Чем выше будет первичный дымоход - тем лучше.
Минимальный зазор между верхним краем первичного дымохода и крышкой барабана	70 мм. При меньшем значении аэродинамическое сопротивление зазора для проходящих через него газов окажется чрезмерно большим.
Длина и площадь жаровой трубы	Длина и площадь первичного дымохода
Площадь сечения поддувала	Половина площади сечения первичного дымохода
Площадь поперечного сечения наружного дымохода	От 1,5S до 2S
Толщина подушки из самана под газоходом с лежанкой	50–70 мм (при наличии под лежанкой деревянных полатей - от 25 до 35 мм)
Высота обмазки над газоходом с лежанкой	150 мм. Уменьшать не рекомендуется, иначе печь будет накапливать меньше тепла.
Высота наружного дымохода	не менее 4 м

Особое значение придаётся длине газохода с лежанкой. Максимально допустимые показатели отражены в таблице:

Объём вторичной зольной камеры - тоже важный показатель, зависящий от объёма барабана и первичного дымохода.

D (диметр)	Объём
300 мм	0,1х(Vк - Vпд)	Где Vк - объем барабана, Vпд - объем первичного дымохода.
600 мм	0,05х(Vк - Vпд)	Где Vк - объем барабана, Vпд - объем первичного дымохода.

Строительное сырьё для сооружения нестандартной печи

Производство реактивного отопительного оборудования потребует наличия:

бочки объёмом 200 литров и диаметром 0, 6 метров, пустого баллона из-под сжиженного газа или вёдер из жести, чтобы соорудить барабан печи;
квадратных или круглых труб из стали толщиной 2–3 мм, которые нужны для создания поддувала, топочной камеры и первичного дымохода;
шамотного щебня и печной глины в качестве теплоизоляционных материалов;
самана, служащего наружным обмазочным слоем;
шамотных кирпичей;
песка со дна реки;
отрезки листов из стали, покрытом цинком, или алюминия для изготовления крышек и дверок;
асбеста или картона из базальта, выполняющего задачи уплотнителя.

Из инструментов при сооружении печи-ракеты понадобится сварочный аппарат. А если планируется сделать отопительное оборудование из кирпичей, то придётся взять:

мастерок;
растворная лопатка;
молоток-кирочку;
расшивку;
кувалду остроугольную;
уровень;
отвес;
рулетку.

Подготовка к сборке отопительного оборудования

При выборе места для печи-ракеты ориентируются на некоторые правила:

реактивное отопительное оборудование размещают только в помещении площадью не менее 16 м²;
без половых досок под печью монтаж оборудования будет проще;
над конструкцией, дающей тепло, запрещается располагать балки из древесины;
если подразумевается, что дымовая труба будет идти через потолочные перекрытия, то отопительное оборудование ставят в середине дома;
теплогенератор нельзя устанавливать вблизи наружного контура дома, иначе помещение будет терять нагретый воздух;
реактивный прибор запрещается располагать рядом со стенами и перегородками их деревянных материалов.

Чтобы в реактивное отопительное оборудование было удобно подкладывать топливо, его разумнее ставить лицевой стороной напротив входа. Вокруг печи-ракеты важно оставить хотя бы метр ничем не занятой площади.

В маленьком доме строители советуют выделить для печи место в углу. При этом топка должна быть направлена в одну сторону, а лежанка (если она сделана) – в другую.

Печь стоит на специальной платформе, которая защищает от высокой температуры пол

Найдя подходящий участок для печи-ракеты, начинают подготавливать его к строительным работам. Если на пол в доме уложены доски, то в месте, где будет установлено оборудование, их потребуется убрать. Под вскрытым полом роют яму, дно которой обязательно прессуют.

До строительных работ следует замешать специальный раствор. Он состоит из песка и глины, соединённых в соотношении 1:1. Воды потребуется столько, чтобы строительное сырьё приобрело консистенцию сметаны, то есть ¼ часть от количества сухих ингредиентов.

Поэтапная инструкция по изготовлению своими руками

Если запланировано сделать печь-ракету из газового баллона, то трудностей можно не бояться. Действия по созданию оборудования из такого строительного сырья довольно просты:

от баллона объёмом 50 литров отсекают верхнюю часть, чтобы соорудить своеобразный колпак;
Баллон обрезают сверху и снизу
ориентируясь на указания в чертеже, друг с другом сваривают все детали изделия, то есть газовый баллон, трубу диаметром 10 см (будущий дымоход), трубу диаметром 7 см (внутренний канал) и ещё одну трубу с диаметром 15 см (топливник);
Размеры указаны в мм
пространство между двумя трубами заполняют материалом, сохраняющим тепло, например, песком, который был тщательно прокалён, то есть очищен от органических веществ;
для придания конструкции устойчивости приваривают ножки.

Для сооружения ракетной печи с лежанкой, что подразумевает использование кирпичей, нужно действовать иначе:

Зону для обустройства топливника углубляют, убирая 10 см грунта. Топочную камеру формируют из шамотных кирпичей. По контуру изготавливаемой конструкции создают опалубку. Чтобы основание было прочным, рекомендуется закладывать в него арматурную сетку или металлические прутья;
Платформа затвердеет примерно через два дня
Конструкцию заливают жидким бетоном. Затем ждут, когда раствор застынет, и доделывают работу. Кирпичи укладывают сплошной линией, создавая платформу для печи. После этого формируют стенки конструкции, выставляя несколько рядов кирпичных блоков;
Обустраивают нижний канал конструкции, при этом одну линию кирпичей укладывают поперёк, чтобы перекрыть топочную камеру. Блоки расставляют, оставляя вертикальный канал и проём топки открытыми;
Два сектора печи на этом этапе строительства должны быть открытыми
Находят корпус от старого бойлера и срезают на нём верхнюю и нижнюю крышки. Внизу получившейся трубы устанавливают фланец, через который будет проходить горизонтальный теплообменник. Детали требуется соединить друг с другом сплошным сварным швом;
Работа требует аккуратности
В бочку вставляют выходной патрубок, после чего берут щётку по металлу и отскребают от стенок ёмкости ржавчину. Очищенную бочку обрабатывают грунтовочным составом, а чуть позже - краской, устойчивой к воздействию высокой температуры;
Горизонтальный дымоход при помощи сварки соединяют с боковым отводом - будущим зольником. Для облегчения его чистки монтируют герметичный фланец;
Выкладывают жаровую трубу из огнеупорных кирпичей. При этом внутри конструкции формируют канал высотой и шириной в 18 см. Занимаясь этим делом, постоянно пользуются строительным уровнем, который позволяет контролировать вертикальность изделия;
Высота трубы определяется заранее
Жаровую трубу накрывают защитным кожухом, а получившиеся зазоры закупоривают перлитом. Нижнюю область вертикального канала герметизируют сырой глиной, функция которой - предотвратить просыпание теплоизоляционного материала на пол;
Из бойлера, на котором были срезаны верх и низ, формируют топливный бак. К нему обязательно приваривают ручку;
Для улучшения вида конструкцию обрабатывают саманной замазкой, состоящей из древесных опилок и сырой глины. Первый компонент состава служит так же, как и щебень в бетоне, то есть предотвращает растрескивание стенок печи. Саманную замазку рекомендуется наносить и поверх перлитовой засыпки;
Создают фасад печи, для чего из камня, кирпичей, самана и песка выкладывают печной контур. Изнаночную сторону конструкции заполняют щебнем, а лицевую - саманной смесью, делающей поверхность идеально ровной;
На ранее созданное основание ставят кожух из металлической бочки. Нижний патрубок ёмкости направляют в сторону лежанки. Низ конструкции обрабатывают сырой глиной, что обеспечит её герметичность;
К топочной камере подводят канал из гофрированной трубы. Он послужит связующим звеном между топкой и атмосферой извне;
На этом этапе печь выглядит почти законченно
Проводят тестовую растопку печи, смотря, как газы выводятся из горизонтального дымохода. После этого трубы теплообменника соединяют с нижним патрубком, установленным на платформе из красного кирпича;
Печь дополняют трубой для выведения дыма. Место соединения дымохода и теплогенератора уплотняют огнеупорной обмазкой и асбестовым шнуром;
Используя глину и саман, лежанке придают нужную форму. Незапечатанной оставляют только горизонтальный участок конструкции, который потом будет использоваться во время приготовления еды.
Печь функционирует как целая система

Усовершенствование конструкции

Лежанка с газоходом внутри - это не единственный вариант модернизации печи-ракеты. Конструкцию можно усовершенствовать водяной рубашкой, подключаемой к отопительной системе, в которой циркулирует вода. Этой части конструкции желательно придать вид змеевика, созданного из медной трубы, закручивающейся на дымоходе.

Такая конструкция даёт ещё больше тепла

Иной способ улучшения реактивной печи связан с организацией поступления в жаровую трубу нагретого вторичного воздуха. Это увеличит КПД теплогенератора, но приведёт к отложению в первичной дымовой трубе большого количества сажи. Поэтому лучше сделать так, чтобы крышку барабана при необходимости можно было демонтировать.

Тонкости эксплуатации нетрадиционной печи

Ракетную печь топят по аналогии с теплогенератором верхнего горения. Получается, что растопка оборудования, называемого ракетой, должна осуществляться по определённым правилам:

главное сырьё для топки агрегата нужно закладывать только после хорошего прогревания конструкции, для чего сначала в поддувальный сектор помещают и поджигают опилки или бумагу;
на приглушение исходящего из печи гула обязательно реагируют - кладут в топочную камеру большую партию топлива, которое загорится самостоятельно от раскаленных остатков опилок;
за процессом пристально следят, то есть после закладки дров полностью открывают заслонку, а спустя некоторое время, когда оборудование издаст гул, её прикрывают для получения звука, похожего на шелест;
по мере необходимости заслонку прикрывают больше и больше, иначе топка станет заполняться избыточным объёмом воздуха, что нарушит пиролиз внутри жаровой трубы и приведёт к созданию сильного гула.

Поскольку реактивная печь первоначально была создана для использования в полевых условиях, её конструкция предельно проста. Это позволяет справиться с изготовлением агрегата обычному домашнему мастеру. Но, несмотря на кажущуюся лёгкость, печь-ракету полагается собирать, учтя правильное соотношение параметров. В противном случае оборудование получится непроизводительным.

Всегда самые простые и удобные решения пользуются большой популярностью. Особенно, когда дело касается отопительных сооружений. Так вот ракетная печь — идеально подойдёт для использования в частном доме, так как умельцы сами смогут её сконструировать, не сильно опустошая кошелёк. Тем более, что принцип печи-ракеты даёт возможность подстроиться под любой дизайн дома.Такой же принцип использовался в Корее и Китае для обогрева своих домов зимой. Плюс в том, что дров при таком виде отопления тратится значительно меньше, чем в традиционной русской печи.

Работа этой печи основуется двумя базовыми принципами:

Прямом горении - свободном перетекании топливных газов по печным каналам без побуждения тягой, создаваемой дымовой трубой.
Дожигании дымовых газов, выделяющихся при горении древесины (пиролизе)

Ракетную печь можно топить вторичными материалами, обрезками деревьев и практически всем потенциально горящим, так как на выходе из печи из-за высоких температур горения в самой печи выделяется практически только углекислый газ и водяной пар. Длинный дымоход обеспечивает полное охлаждение, вследствие чего возможны выделения воды. При правильной конструкции данной печи топливо должно гореть только в нижней части, постепенно оседая.

Одновременное использование ракетной печи для приготовления пищи и для отапливания помещения делает её универсальной.

На сегодняшний день придумано множество видов печей самых разнообразных конструкций. В отношении большинства из них действует правило: чем выше характеристики агрегата - тем больше умения и опыта требуется от изготавливающего его мастера. Но правил без исключений, как известно, не бывает. В данном случае разрушителем стереотипов является печь-ракета - весьма продуманный экономичный теплогенератор с незатейливой конструкцией, который не требует от исполнителя каких-то особых навыков. Последнее обстоятельство объясняет популярность «ракеты». Наша статья поможет читателю понять, в чём состоит изюминка этого чуда техники, и научит изготавливать его своими руками из подручных материалов.

Что такое печь-ракета и чем она хороша?

Печь-ракета или реактивная печь получила свои впечатляющие названия только за характерный звук, который она издаёт при нарушении режима эксплуатации (избыточная подача воздуха в топку): он напоминает рёв реактивного двигателя. Вот и всё, больше ничего общего с ракетами у неё нет. Работает она, если не вдаваться в детали, так же, как и все её сёстры: в топке горят дрова, дым выбрасывается в дымоход. В норме печь издаёт тихий шелестящий звук.

Вариант обустройства реактивной печи

Откуда же берутся эти загадочные звуки? Расскажем обо всём по порядку. Вот что следует знать о ракетной печи:

По назначению она является отопительно-варочной.
«Ракета» может быть оборудована таким важным и нужным элементом, как лежанка. Печи других видов с такой опцией (русская, колпаковая) являются гораздо более громоздкими и сложными.
По сравнению с обычными металлическими печами время работы на одной закладке топлива несколько увеличено - с 4 до 6 часов. Это объясняется тем, что данный теплогенератор создан на основе печи с верхним горением. Кроме того, благодаря наличию саманной штукатурки, печь после топки отдает тепло ещё в течение 12 часов.
Печь разрабатывалась для эксплуатации в полевых условиях.

Преимущества конструкции

Энергонезависимость.
Простота конструкции: применены самые доступные детали и материалы, при необходимости упрощённую версию печи-ракеты можно собрать за 20 мин.
Способность работать с достаточно высокими характеристиками на низкокачественном сыром топливе: коре, щепе, тонких сырых ветках и пр.

Принцип действия ракетной печи предоставляет пользователю определённую свободу в выборе её дизайна. Кроме того, агрегат можно соорудить таким образом, что на виду останется только небольшая его часть и в смысле эстетики интерьеру помещения будет нанесён минимальный урон.

Как видно, реактивной печи есть чем похвастаться. Но в первую очередь любителей печного дела привлекает сочетание простоты конструкции и неплохих, хотя и не самых высоких, характеристик при работе на бросовом топливе. Эти самые характеристики - изюминка «ракеты». Попробуем понять, как удалось добиться таких показателей.

КПД твердотопливного теплогенератора зависит от многих факторов, но едва ли не самым определяющим является степень дожигания пиролизных газов. Появляются они вследствие термического разложения органического топлива. От нагрева оно как бы испаряется - большие углеводородные молекулы распадаются на маленькие, образующие горючие газообразные вещества: водород, метан, азот и др. Эту смесь часто называют древесным газом.

Небольшая печь-ракета

Жидкое топливо, например, отработанное масло, распадается на древесный газ практически сразу и он сгорает тут же - в топке. А вот с древесным топливом дело обстоит иначе. Распад твёрдых веществ на пригодный для сжигания летучий продукт - древесный газ - происходит в несколько этапов, причём промежуточные ступени тоже имеют газообразную форму. То есть мы имеем следующую картину: сначала из древесины выделяется некий промежуточный газ и для того, чтобы он превратился в газ древесный, то есть распался ещё больше, необходимо продлить воздействие на него высокой температуры.

И чем более влажным является топливо, тем более «затянутым» становится процесс полного распада. Но газы-то имеют свойство улетучиваться: в обычной печи промежуточная фаза по большей части высасывается тягой в дымоход, где она остывает, так и не успев превратиться в древесный газ. В результате вместо высокого КПД мы получаем нагар из тяжёлых углеводородных радикалов.

В печи-ракете, наоборот, созданы все условия для окончательного распада и дожигания выделяющихся промежуточных газов. В сущности, применён очень простой приём: сразу за топкой имеется горизонтальный канал с хорошей теплоизоляцией. Газы в нём движутся не так быстро, как в вертикальной трубе, а толстая теплоизолирующая шуба не даёт им остыть. Благодаря этому, процесс распада и дожигания осуществляется в более полном объёме.

На первый взгляд такое решение может показаться примитивным. Но простота эта обманчива. Инженерам и исследователям пришлось немало повозиться с расчётами, чтобы увязать необходимую силу тяги с оптимальным режимом горения и многими другими факторами. Таким образом, печь-ракета является очень тонко настроенной теплотехнической системой, при воспроизведении которой очень важно соблюсти правильное соотношение основных параметров.

Если изготовление и регулировка агрегата были выполнены правильно, газы будут двигаться как положено, издавая при этом лёгкий шелест; при нарушении режима или неправильной сборке печи вместо устойчивого газового вихря в газоходе образуется нестабильный, с многочисленными локальными завихрениями, вследствие чего будет слышен ревущий ракетный звук.

Недостатки

Реактивная печь управляется вручную, к тому же пользователю постоянно приходится следить за ней и осуществлять регулировку.
Поверхность некоторых элементов нагревается до высоких температур, так что при случайном прикосновении пользователь может получить ожог.
Область применения несколько ограничена. К примеру, реактивная печь не может использоваться в бане, так как она не способна быстро прогреть помещение.

Следует учитывать и ещё одно обстоятельство. Его нельзя считать недостатком печи, это, скорее, важная особенность. Дело в том, что «ракета» была изобретена в США. А граждане этой страны, где любая идея может принести хороший заработок, не столь охотно делятся своими наработками, как это было принято, к примеру, в Советском Союзе. На большинстве чертежей и схем, получивших распространение, не отображена или искажена важнейшая информация. К тому же к некоторым применяемым в ней материалам у нас просто нет доступа.

В результате у домашних мастеров, особенно тех, кто не владеет тонкостями печного дела и теплотехники, вместо полноценной реактивной печи зачастую получается некое устройство, которое поглощает топливо в огромных объёмах и постоянно зарастает копотью. Таким образом, полная информация о ракетной печи народным достоянием пока не стала и к заморским картинкам следует относиться с большой осторожностью.

Вот, например, популярная у нас схема реактивной печи, которую многие пытаются использовать в качестве образца.

Чертёж: как устроена печь

Чертёж мобильной печи-ракеты

На первый взгляд всё кажется понятным, на самом же деле многое осталось «за кадром».

Например, огнеупорная глина просто обозначена термином Fire Clay - без указания сорта. Не указано массовое соотношение перлита и вермикулита в смеси, из которой выложены тело печи (на схеме - Core) и футеровка элемента под названием Riser. Также на схеме не уточняется, что футеровка должна состоять из двух частей с различной функцией - теплоизолятора и теплоаккумулятора. Не зная об этом, многие пользователи делают футеровку однородной, из-за чего характеристики печи существенно падают.

Разновидности реактивных печей

На сегодняшний день существует только два вида печей этого типа:

Полноценная стационарная отопительно-варочная ракетная печь (её ещё называют большой).
Малая ракетная печь: применяется для приготовления пищи в тёплое время года. В отличие от первого варианта является переносной и имеет открытую топку (предполагается использование на открытом воздухе). Очень популярна среди туристов, так как имеет компактные размеры и при этом способна развить мощность до 8 кВт.

Устройство малой печи-ракеты

Как уже говорилось, реактивная печь проста в изготовлении, поэтому мы рассмотрим полноценный вариант.

Конструкция и принцип действия

Печь, которую мы попытаемся изготовить, изображена на рисунке.

Печь-ракета: фронтальный разрез

Как видно, её топочная камера (Fuel Magazine) является вертикальной и снабжена плотно закрывающейся крышкой (препятствует подсосу лишнего воздуха), как в печи с верхним горением (зольник обозначен термином Primary Ash Pit). Именно этот агрегат и был взят за основу. Но традиционный теплогенератор с верхним горением работает только на сухом топливе, а создатели «ракеты» хотели научить её с успехом переваривать и влажное. Для этого было сделано следующее:

Был подобран оптимальный размер поддувала (Air Intake), так чтобы количество поступающего воздуха было достаточным для дожигания газов, но при этом они не остывали сверх меры. В этом случае принцип верхнего горения обеспечивает некую саморегуляцию: если огонь сильно разгорится, он становится препятствием для поступающего воздуха.
За топкой был установлен хорошо утеплённый горизонтальный канал, называемый туннелем горения (Burn Tunnel) или жаровой трубой. Чтобы скрыть назначение этого элемента, на схеме его обозначили ничего не говорящим значком пламени. Теплоизоляция (Insulation) должна иметь не только низкую теплопроводность, но и низкую теплоёмкость - вся тепловая энергия должна остаться в газовом потоке. В жаровой трубе промежуточный газ распадается на древесный (в начале участка), который затем полностью сгорает (в конце). При этом температура в трубе достигает 1000 градусов.
За жаровой трубой был установлен вертикальный участок, называемый внутренним или первичным дымоходом (Internal or Primary Vent). На схемах скрытные американцы часто обозначают этот элемент ничего не поясняющим термином Riser. Фактически первичный дымоход представляет собой продолжение жаровой трубы, но его разместили вертикально, чтобы создать промежуточную тягу, а заодно сократить горизонтальную часть печи. Как и жаровая труба, первичный дымоход имеет теплоизолирующее покрытие.

Примечание. Кому-то из читателей, знакомых с устройством пиролизных печей, может показаться, что к основанию первичного дымохода было бы неплохо подать вторичный воздух. Действительно, горение древесного газа при этом было бы более полным, а КПД печи - более высоким. Но при таком решении в потоке газов образуются вихри, вследствие чего отравляющие продукты горения частично проникают в помещение.

Ёмким теплоаккумулятором, способным выдержать такую температуру, является шамотный кирпич (выдерживает до 1600 градусов), но печь, как помнит читатель, предназначалась для полевых условий, поэтому нужен был более доступный и недорогой материал. Лидером в этом отношении является саман (на схеме обозначен термином Thermal Mass), но для него температурный предел составляет 250 градусов. Чтобы остудить газы, вокруг первичного дымохода был установлен тонкостенный барабан из стали (Steel Drum), в котором они расширяются. На крышке этого барабана (Optional Cooking Surface) можно готовить пищу - её температура составляет около 400 градусов.

Чтобы усвоить ещё больше тепла, к печи был присоединён горизонтальный дымоход с лежанкой (Airtight Duct) и только потом - наружный дымоход (Exhaust Vent). Последний оборудовали вьюшкой, которая закрывается после протопки: она не даст теплу из газохода лежанки улетучиться на улицу.

Чтобы трубу внутри лежанки можно было время от времени чистить, сразу за барабаном была установлена вторичная зольная камера (Secondary Airtight Ash Pit) с герметично закрывающейся прочистной дверцей. Основная часть нагара из-за резкого расширения и охлаждения газов оседает именно в ней, поэтому прочистку наружного дымохода приходится делать крайне редко.

Поскольку вторичную зольную камеру приходится открывать не чаще двух раз в год, вместо дверцы можно применить более простую конструкцию - крышку на винтах с прокладкой из асбеста или базальтового картона.

Расчёт печи

Прежде чем говорить о размерах печи, обратим внимание читателя на важный момент. В отношении всех твердотопливных теплогенераторов действует закон квадрата-куба. Суть его можно пояснить на простом примере.

Представьте куб со стороной в 1 м. Его объем составляет м 3 , а площадь поверхности - 6 м 2 . Соотношение объёма к площади поверхности - 1:6.

Увеличим объём тела в 8 раз. Получился куб со стороной 2 м, площадь поверхности которого составляет 24 м 2 .

Таким образом, поверхность увеличилась только в 4 раза и теперь соотношение объёма к поверхности составляет 1:3. В печах от объёма зависит количество выделяемого тепла и его мощность, а от площади поверхности - теплоотдача. Эти параметры взаимосвязаны, поэтому бездумно масштабировать ту или иную схему печи, подгоняя под нужные для себя размеры, нельзя - теплогенератор может вообще оказаться неработоспособным.

При расчёте ракетной печи задаются внутренним диаметром барабана D, который, как было сказано выше, может варьироваться в пределах от 300 мм (печь на 15 кВт) до 600 мм (печь на 25 кВт). Эта «вилка» как раз и обусловлена законом квадрата-куба. Также мы будем использовать производную величину - площадь поперечного сечения барабана S: S = 3.14 * D^2 /4.

Таблица: основные параметры

Параметр	Значение
Высота барабана Н	От 1,5D до 2D
Высота теплоизоляционной обмазки барабана	2/3Н
Толщина теплоизоляционной обмазки барабана	1/3D
Площадь поперечного сечения первичного дымохода	От 0,045S до 0,065S (оптимально - от 0,05S до 0,06S). Чем выше будет первичный дымоход - тем лучше.
Минимальный зазор между верхним краем первичного дымохода и крышкой барабана	70 мм. При меньшем значении аэродинамическое сопротивление зазора для проходящих через него газов окажется чрезмерно большим.
Длина и площадь жаровой трубы	Длина и площадь первичного дымохода
Площадь сечения поддувала	Половина площади сечения первичного дымохода
Площадь поперечного сечения наружного дымохода	От 1,5S до 2S
Толщина подушки из самана под газоходом с лежанкой	50–70 мм (при наличии под лежанкой деревянных полатей - от 25 до 35 мм)
Высота обмазки над газоходом с лежанкой	150 мм. Уменьшать не рекомендуется, иначе печь будет накапливать меньше тепла.
Высота наружного дымохода	не менее 4 м

Таблица: максимально допустимая длина газохода с лежанкой

Таблица: объём вторичной зольной камеры

D (диметр)	Объём
300 мм	0,1х(Vк - Vпд)	Где Vк - объем барабана, Vпд - объем первичного дымохода.
600 мм	0,05х(Vк - Vпд)	Где Vк - объем барабана, Vпд - объем первичного дымохода.

Промежуточные значения рассчитываем пропорционально (интерполируем).

Материалы и инструменты

Барабан печи можно выполнить из стандартной бочки объёмом 200 л и диаметром 600 мм. Закон квадрата-куба позволяет уменьшить диаметр барабана до 50%, так что для небольшой печи этот элемент можно изготовить из газового баллона бытового назначения или жестяных вёдер.

Поддувало, топка и первичный дымоход выполняются из круглых или профильных стальных труб. Значительная толщина стенки не требуется - можно обойтись парой миллиметров - горение в печи слабое. Дымоход в лежанке, по которому газы следуют в уже совсем остывшем виде, вообще можно изготовить из металлической гофры.

Для теплоизоляции (футеровки) топочной части потребуются бой шамотного кирпича (шамотный щебень) и печная глина.

Наружный обмазочный слой (теплоаккумулятор) будет выполнен из самана.

Так выглядит свежеприготовленный саман

Теплоизоляция первичного дымохода выполняется из лёгкого шамотного кирпича (марка ШЛ) или речного песка, богатого глинозёмом.

Такие детали, как крышки и дверцы, можно изготовить из оцинкованной стали или алюминия. В качестве уплотнителя применяются асбест или базальтовый картон.

Подготовительные работы

В рамках подготовительных работ необходимо нарезать весь имеющийся прокат на заготовки нужных размеров. Если в качестве заготовки для колпака принято решение использовать газовый баллон, от него нужно отрезать приваренную верхнюю часть.

Подготовка газового баллона для использования в роли колпака

Обратите внимание! Если в баллоне остался газ, во время резки он может сдетонировать. В целях безопасности такие ёмкости режут только после заполнения водой.

Заметим, что в большинстве случаев ракетную печь делают именно из баллона. Такой агрегат способен обогреть помещение площадью до 50 м 2 . «Ракету» из бочки только в очень редких случаях приходится использовать на полную мощность.

С бочки, если печь делается из неё, также необходимо срезать верхнюю часть. Далее в бочке или в баллоне вырезают два расположенных друг напротив друга проёма, через один из которых будет заводиться жаровая труба, переходящая в первичный дымоход, а ко второму - подключаться газоход с лежанкой.

Пошаговая инструкция

Вот примерный порядок действий, которого следует придерживаться при изготовлении данной печи:

Изготовление топки

Топку делают сварной, используя стальную трубу или листы. Крышка топки должна закрываться герметично. Её следует делать из стального листа, по периметру которого винтами или заклёпками фиксируется полоса из базальтового картона. Для более плотного закрывания крышку можно оснастить винтовым прижимным механизмом.

Так выглядят топка и зольник в простейшей печи-ракете

Зольная камера (на схеме обозначена как Primary Ash Pit) отделяется от основной части топки колосниковой решёткой, сваренной из прута диаметром 8–10 мм. Решётка должна устанавливаться на полочки из уголка, которые привариваются к внутренним стенкам.

Дверца зольной камеры также должна быть герметичной. Её делают из стального листа, к которому по всему периметру приваривается в два ряда стальная полоса. В паз между этими полосами укладывают асбестовый шнур или базальтовый картон.

Остаётся приварить к топке жаровую трубу.

Первичный дымоход

К трубе, выполняющей функцию первичного дымохода, необходимо приварить 90-градусный отвод и небольшой отрезок трубы, после чего эта Г-образная конструкция помещается внутрь бочки или баллона, то есть будущего барабана.
Отвод с приваренным к нему отрезком трубы следует вывести в один из проёмов в нижней части барабана так, чтобы первичный дымоход оказался расположенным строго по центру. Напомним, что верхний срез трубы должен располагаться хотя бы на 70 мм ниже верхнего края бочки (баллона).
После центрирования первичного дымохода его горизонтальный хвостовик, который был выведен в проём в барабане, приваривают к его краям сплошным швом по всему периметру.
После этого хвостовик первичного дымохода приваривают к жаровой трубе, а к барабану сверху приваривают покрышку.
Ко второму проёму в барабане следует приварить короткий отрезок трубы, который будет играть роль вторичного зольника. В нем нужно выполнить окно для прочистки. По его краям встык нужно приварить шпильки, к которым будет прикручиваться крышка (напомним, что мы решили в этом месте дверцу не устанавливать, поскольку открывать её приходится достаточно редко).
По периметру крышки винтами или заклёпками следует закрепить полосу из базальтового картона.

Монтаж дымохода

К выходу вторичного зольника привариваем горизонтальную часть дымохода, на которой впоследствии будет устраиваться лежанка. Если газоход предполагается делать из металлогофры, то сначала к зольнику необходимо приварить короткий патрубок, а уже к нему - присоединить при помощи хомута гофру.

На заключительном этапе к горизонтальному газоходу крепят наружный дымоход.

Футеровка топочной части

Металлическая часть печи готова, теперь её нужно правильно оштукатурить теплоизолирующим и теплоаккумулирующим составами.

Футеровку топочной части (до первичного дымохода) следует выполнять смесью печной глины и боя шамотного кирпича, взятых в пропорции 1:1.

Футеровка первичного дымохода

Материалы, используемый для футеровки первичного дымохода - лёгкий шамотный кирпич или речной песок - являются пористыми, поэтому в открытом состоянии они быстро пропитаются нагаром и утратят теплоизоляционные свойства. Чтобы не допустить этого, футеровку на первичном дымоходе защищают стальным тонкостенным кожухом, а с торцов обмазывают печной глиной.

В соответствии с законом квадрата-куба соотношение объёма и площади поверхности барабана зависит от его диаметра, поэтому и футеровку первичного дымохода в зависимости от размеров печи делают по-разному. Три варианта показаны на рисунке.

Варианты футеровки первичного дымохода

Если футеровка выполняется шамотным кирпичом, полости между его фрагментами необходимо засыпать строительным песком. Если же применяется богатый глинозёмом речной песок, приходится прибегать к более сложной технологии:

Песок очищают от крупного мусора (тщательная подготовка не требуется).
В кожух засыпают слой небольшой толщины, трамбуют его и смачивают, так чтобы образовалась корка.
Таким же образом насыпают последующие слои. Всего их должно быть от 5 до 7.
Песчаную футеровку сушат в течение одной недели, затем замазывают её верх печной глиной и продолжают изготовление печи.

Последним шагом все части печи обмазывают саманом. Готовится он из следующих ингредиентов:

глина;
солома (14–16 кг на 1 м 3 глины);
песок (в небольшом количестве);
вода.

Указанное соотношение соломы и глины является приблизительным. В некоторые сорта глины соломы можно добавить больше, в других - наоборот, её количество приходится уменьшать.

Способы усовершенствования реактивной печи

Вместо лежанки на газоходе, можно соорудить водяную рубашку, которая будет подключаться к водяной системе отопления. Эту часть можно выполнить и в виде змеевика из медной трубы, намотанной на дымоход.

Схема печи-ракеты с водяным контуром

Ещё один способ усовершенствования - организация подачи в жаровую трубу подогретого вторичного воздуха.

Чертёж печи-ракеты из баллона с подачей вторичного воздуха

При таком исполнении КПД печи окажется более высоким, но в первичном дымоходе будет более интенсивно откладываться копоть. Чтобы её можно было легко удалить, крышку барабана необходимо сделать съёмной. Естественно, она должна быть оснащена уплотнением.

Усовершенствованный вариант печи-ракеты из баллона

Как топить печь-ракету

Ракетная печь, как и теплогенераторы с верхним горением, работает с высокими характеристиками только в том случае, если её дымоход является достаточно горячим. Поэтому перед тем как загрузить в топку основное топливо, агрегат нужно хорошо прогреть (если, конечно, имел место длительный простой и печь успела остыть). Для этого применяют любое «быстрое» топливо, например, опилки, бумагу, солому и пр., которое закладывают в поддувало.

Затихание гула или изменение его тональности свидетельствует о том, что печь достаточно прогрета и в топку можно закладывать основное горючее. Поджигать его не нужно - оно разгорится от углей, оставшихся после прогорания «быстрого» топлива.

Растапливают печь-ракеты через топливник

Настраиваться под внешние условия и качество топлива, как, например, Bullerjan, реактивная печь не умеет. Регулировку приходится брать на себя пользователю. После закладки основного топлива заслонку поддувала нужно полностью открыть, а как только агрегат загудит - прикрыть до появления шелестящего звука.

В дальнейшем по мере сгорания топлива заслонку приходится прикрывать всё сильнее, все так же добиваясь тихого шелеста. Если прозевать нужный момент, в топку начнёт поступать избыточное количество воздуха и пиролиз в жаровой трубе из-за остывания промежуточной газовой смеси прекратится. При этом печь напомнит о себе «ракетным» гулом.

Видео: как сделать реактивную печь длительного горения своими руками

Реактивную или ракетную печь стремились создать предельно простой и домашнему умельцу это только на руку. Однако, делать этот теплогенератор наобум, как видно из нашей статьи, ни в коем случае нельзя - вместо ракеты мастер получит обычную буржуйку, очень прожорливую и постоянно зарастающую копотью. Важно соблюсти все приведённые соотношения параметров и тогда вы получите производительную печь-ракету со вполне пристойными характеристиками.

Категории

Выбор редакции