Что такое ракетная печь: варианты конструкции, схемы и принцип работы

Этот необычный вид отопительных систем не знаком рядовым застройщикам. Многие профессиональные печники также никогда не сталкивались с подобными конструкциями. Это не удивительно, поскольку идея ракетной печи сравнительно недавно пришла к нам из Америки и сегодня энтузиасты пытаются донести ее до массового сознания граждан.

Благодаря простоте и дешевизне конструкции, тепловому комфорту и высокому КПД ракетные печи заслуживают написания отдельной статьи, которую мы и решили им посвятить.

Как работает печь-ракета?

Несмотря на громкое космическое название, данная отопительная конструкция не имеет ничего общего с ракетными системами. Единственный внешний эффект, придающий некоторое сходство – струя пламени, которая вырывается из вертикальной трубы у походного варианта ракетной печки.

Работа этого очага основана на двух базовых принципах:

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

Самая простая реактивная печь работает по принципу прямого горения. Добиться термического разложения древесины (пиролиза) ее конструкция не позволяет. Для этого необходимо выполнить мощную теплоаккумулирующую обмазку внешнего кожуха и качественную термоизоляцию внутренней трубы.

Несмотря на это переносные ракетные печи хорошо выполняют свои функции. От них не требуют большой мощности. Генерируемого тепла вполне хватает для готовки пищи и обогрева в палатке.

Конструкции ракетных печей

Начинать знакомство с любой конструкцией следует с самых простых ее вариантов. Поэтому мы приводим схему работы мобильной ракетной печки (рис.1). На нем хорошо видно, что топливник и камера сгорания объединены в одном отрезке стальной трубы, загнутой вверх.

Для укладки дров в нижней части трубы вваривается пластина, под которой находится отверстие для воздуха. Усилить теплоотдачу в зоне приготовления пищи помогает зола, играющая роль теплоизолятора. Ее засыпают в нижнюю часть внешнего кожуха.

Вторичная камера (кожух) может быть изготовлена из металлической бочки, ведра или старого газового баллона.

Кроме металла, простейшую печь-ракету можно соорудить из нескольких десятков кирпичей даже без использования раствора. Из них выкладывают топливник и вертикальную камеру. На ее стенки ставят посуду так, чтобы под дном оставался зазор для выхода дымовых газов (рис.2).

Обязательное условие хорошей работы такой конструкции – «теплая труба», как говорят печники. На практике это означает, что перед закладкой дров ракетную печь нужно прогреть в течение нескольких минут, сжигая в ней щепки и бумагу. После того, как труба прогрета, дрова сложены в топливник и подожжены, в печном канале возникает мощный восходящий поток горячих газов.

Закладка топлива в простых конструкциях ракетных печей горизонтальная. Это не очень удобно, поскольку вынуждает периодически задвигать дрова в топливник по мере их выгорания. Поэтому в стационарных системах применяют вертикальную закладку, а воздух подают снизу через специальное поддувало (рис.3).

Выгорая, дрова сами опускаются в печь, избавляя владельца от ручной подачи.

Основные размеры

Наглядное представление о конфигурации стационарной ракетной печи длительного горения дает чертеж №1.

Тот, кто хочет построить стационарную ракетную печь, не отвлекаясь на упрощенные модификации, должен знать ее основные размеры. Все габариты данной конструкции привязываются к диаметру (D) колпака (барабана), накрывающего вертикальную часть жаровой трубы (райзер). Второй размер, необходимый для расчетов — площадь поперечного сечения (S) колпака.

Исходя из двух указанных величин, рассчитывают остальные габариты печной конструкции:

1. Высота колпака H составляет от 1,5 до 2D.
2. Высота его глиняной обмазки – 2/3H.
3. Толщина обмазки – 1/3D.
4. Площадь сечения жаровой трубы – 5-6% от площади колпака (S).
5. Размер зазора между крышкой колпака и верхним обрезом жаровой трубы не должен быть меньше 7 см.
6. Длина горизонтального участка жаровой трубы должна быть равна высоте вертикального. Площади их поперечных сечений одинаковые.
7. Площадь поддувала должна составлять 50% от площади сечения жаровой трубы. Для обеспечения стабильного режима работы печи специалисты рекомендуют делать жаровой канал из прямоугольной металлической трубы с соотношением сторон 1:2. Ее укладывают плашмя.
8. Объем зольника на выходе из печи во внешний горизонтальный дымовой канал должен быть не менее 5% от объема колпака (барабана).
9. Внешний дымоход должен иметь площадь поперечного сечения от 1,5 до 2S.
10. Толщину утепляющей подушки из самана, которую делают под внешним дымоходом, выбирают в пределах от 50 до 70 мм.
11. Толщину саманной обмазки лежанки выбирают равной 0,25D (для барабана диаметром 600 мм) и 0,5D для колпака диаметром 300 мм.
12. Внешняя дымовая труба должна иметь высоту не менее 4 метров.
13. Длина газохода в лежанке зависит от диаметра колпака. Если он сделан из 200-литровой бочки (диаметр 60 см), то можно делать лежанку длиной до 6 метров. Если же колпак изготовлен из газового баллона (диаметр 30 см), то лежанка не должна быть длиннее 4 метров.

Строя стационарную ракетную печь, нужно уделить особое внимание качеству футеровки вертикального участка жаровой трубы (райзера). Для этого можно использовать огнеупорный кирпич марки ШЛ (шамот легкий) или мытый речной песок. Для защиты футеровки от дымовых газов ее выполняют в металлической оболочке, используя для этого старые ведра или лист оцинковки.

Засыпка из песка выполняется послойно. Каждый слой уплотняют и слегка обрызгивают водой. Сделав 5-6 слоев, им дают неделю для просушки. Термозащиту из шамота сделать проще, но пространство между внешней оболочкой и кирпичом также придется засыпать песком, чтобы не было пустых полостей (рис.4).

После высыхания засыпки, верхний обрез футеровки обмазывают глиной и только после этого продолжают монтаж реактивной печи-ракеты.

Преимущества и недостатки ракетных печей

Важное достоинство правильно построенной конструкции – всеядность. Такую печь можно топить любым видом твердого топлива и древесных отходов. Причем, влажность древесины особой роли здесь не играет. Если же кто-то утверждает, что такая печка может работать только на хорошо высушенных дровах, то это значит, что при ее строительстве были допущены грубые ошибки.

Тепловая отдача ракетной печи, основой которой является барабан из бочки, весьма внушительная и достигает 18 кВт. Печка из газового баллона способна развить тепловую мощность до 10 кВт. Этого вполне достаточно для отопления комнаты площадью 16-20 м2. Отметим также, что регулировка мощности ракетных печей производится только за счет изменения объема загружаемого топлива. Подачей воздуха изменить теплоотдачу невозможно. Регулировку поддувалом используют только для ввода печи в рабочий режим.

Поскольку количества тепла, генерируемого ракетной печью весьма велико, то не грех использовать его для таких бытовых нужд, как подогрев пищи (на крышке барабана). А вот использовать такой очаг для нагрева воды, используемой в системе радиаторного отопления нельзя. Любое внедрение в печную конструкцию змеевиков и регистров негативно сказывается на ее работе, ухудшая или останавливая процесс пиролиза.

Полезный совет: перед тем, как приступить к возведению стационарной реактивной печи, изготовьте упрощенную походную конструкцию из металла или глины. Так вы отработаете основные приемы сборки и получите полезный опыт.

К минусам ракетных печей можно отнести невозможность их применения в банях и гаражах. Их конструкция рассчитана на аккумулирование энергии и длительный обогрев. Поэтому она не может дать много тепла в короткий промежуток времени, как это необходимо в парилке. Для гаражей, в которых хранятся горючесмазочные материалы, печь с открытым пламенем тоже не лучший вариант.

Собираем ракетную печь своими руками

Проще всего собирается походно-садовый вариант реактивной печи. Для этого вам не придется закупать кладочные материалы и готовить саман для обмазки.

Несколько металлических ведер, стальная труба из нержавейки для жарового канала и мелкий щебень для засыпки – вот и все нужно для того, чтобы сделать ракетную печь своими руками.

Первый шаг – вырезание ножницами по металлу отверстия в нижнем ведре для пропуска жаровой трубы. Его нужно сделать на такой высоте, чтобы под трубой осталось место для щебеночной засыпки.

Второй шаг – установка в нижнее ведро жаровой трубы, состоящей из двух колен: короткого загрузочного и длинного для выхода газов.

Третий шаг – вырезание отверстия в днище верхнего ведра, которое надевается на нижнее. Оголовок жарочной трубы вставляют в него так, чтобы его срез был на 3-4 см выше днища.

Четвертый – засыпка мелкой щебенки в нижнее ведро на половину его высоты. Она нужна для аккумулирования тепла и термоизоляции жарового канала.

Последний шаг – изготовление подставки для посуды. Ее можно сварить из круглой арматуры диаметром 8-10 мм.

Более сложный, но при этом долговечный, мощный и эстетичный вариант ракетной печки требует использования газового баллона и толстой стальной трубы прямоугольного сечения.

Схема сборки при этом не меняется. Отвод газов здесь организован сбоку, а не вверху. Для приготовления пищи у баллона отрезают верхнюю часть с вентилем и на ее место вваривают плоскую круглую пластину толщиной 4-5 мм.

Печь-ракета длительного горения: технология изготовления своими руками

Простые способы обогрева помещений пользуются неизменной популярностью у мастеров-умельцев.

Печь-ракета (реактивная печь, rocket stove) — одна из самых интересных и новых для нашей страны технологий такого рода.

До своего появления в России ракетные печи успели обрести множество поклонников по всему миру — от США до Австралии.

Причиной тому — простота конструкции, дешевизна изготовления, высокая энергоэффективность. Конечно, с обогревом большого загородного дома ракета не справится, но если речь идет о даче, теплице, мастерской, хозблоке, то здесь она будет как нельзя кстати.

Принцип действия печи-ракеты

Стационарные печи ракетного типа снабжают специальными колпаками, функция которых — сохранение дымовых газов и их передача для обогрева помещения.

В процессе работы продукты сгорания нагреваются, достигают максимума температуры (до +1 000 °С), поднимаются под колпак, а затем начинают постепенно остывать и опускаться в канал дымохода.

При этом действуют одновременно три силы:

• гравитации, заставляющей более тяжелые и холодные массы газа опускаться;
• давления вновь поступающих раскаленных топливных продуктов;
• естественной силой тяги дымохода.

Общая мощность этих трех сил позволяет пристраивать к стационарным печам-ракетам дымовые каналы произвольной формы. Эта особенность используется для обустройства удобных подогреваемых лежанок.

Реактивные печи: плюсы и минусы

При всей простоте конструкции печи-ракеты обладают рядом преимуществ:

• надежностью;
• высоким КПД, ничуть не уступающим лучшим твердотопливным агрегатам;
• возможностью разогрева до температуры в 1 000 °С;
• возможностью использования в качестве топлива не только дров, но и хвои, стружки, опилок, коры и других древесных отходов;
• полным сгоранием топлива, отсутствием сажи;
• экологичностью — дым от реактивной печи состоит лишь из водяного пара и углекислоты;
• экономичностью — ракета использует в 3-4 раза меньше топлива, чем традиционные печи.

Главный минус «ракеток» — риск проникновения в помещение угарного газа. К недостаткам можно отнести и достаточно длительное время прогрева помещения, из-за чего невозможно использование таких печей, например, в банях.

Что касается эстетической ценности ракет, то здесь мнения разнятся, ведь для поклонников кантри-стиля они зачастую становятся настоящей находкой.

Технология сборки печи-ракеты длительного горения своими руками

Домашние мастера освоили производство как переносных реактивных печей из труб, ведер, жестяных банок, газовых баллонов, так и стационарных, в конструкции которых используются металлические бочки и огнеупорный кирпич.

Для монтажа большой кирпичной печи-ракеты с лежанкой понадобятся:

• красный кирпич;
• металлическая бочка 200 л;
• труба для дымохода;
• старое барбекю;
• жаростойкая краска;
• уплотнительные материалы;
• арматура;
• керамзит, глина, песок, солома, цемент.

Инструменты: лопата, кельма, щетка по металлу.

Подготовительный этап включает:

• обжиг и чистку бочки (она будет использоваться в качестве колпака);
• рытье ямы (25-30 см) для устройства горизонтального подземного дымохода.

Следующий этап — строительство фундамента, которое осуществляется в таком порядке:

• подготовка опалубки;
• углубление грунта в месте установки топки;
• закладка арматуры;
• укладка кирпича по периметру топки;
• заливка фундамента смесью песка и бетона.

После подсыхания раствора можно приступать к основному этапу работ:

1. Возведение 1-го ряда кирпичной кладки с отверстием для установки топки. В качестве раствора используется огнеупорная глина.
2. Формирование нижнего канала печи (2-й ряд), перекрытие канала с устройством двух отверстий: для топки и восходящего канала (3-й ряд).
3. Монтаж в металлическую бочку фланца для подсоединения дымохода.
4. Кладка восходящего канала в форме «сапожка».
5. Замазка основания саманом из глины, соломы, песка и воды; заполнение пустот керамзитом.
6. Присоединение трубы дымохода и установка перевернутой металлической бочки.
7. Окраска бочки огнеупорной краской (производится после пробного запуска печи).

Возможные неисправности

При работе реактивной печи нужно постоянно находиться рядом, следить за техникой безопасности. Избыток воздуха в топливнике ракеты провоцирует появление характерного гула. Режим работы, при котором возникает такое явление, малоэффективен и неэкономичен. Чтобы этого избежать, нужно вовремя прикрывать заслонку поддувала после прогорания основного топлива.

В идеале печь должна работать, издавая лишь тихий шелестящий звук. Именно периодическое появление гула космической ракеты, да еще мощный вертикальный поток пламени (как из сопла) и дали название этому интересному техническому изобретению.

Печь-ракета предельно проста по конструкции, и это только на руку домашним умельцам. Но все же строить ее нужно строго по технологии, иначе есть риск получить обычную буржуйку — постоянно покрывающуюся копотью и прожорливую.

При правильных расчетах размеров, диаметра топки и других параметров реактивная печь способна обеспечить комфорт в помещениях до 50 кв. м даже в самые лютые морозы.

Отзывы

Ольга:

«Сначала я не верила в затею мужа с ракетой. Но старую печь все равно нужно было менять — дымила, коптила, а тепла не давала. Теперь у нас в доме и тепло, и чисто, и запахов никаких.

Больше всего меня радует, что не нужно постоянно вычищать золу. Ну а дети без ума от теплой лежанки. Этой зимой они на ней не просто спали, а, можно сказать, жили. Мужу спасибо!»

В. В. Белов:

«Имею небольшое ИП — шиномонтаж (40 м 2 ). Здание капитальное, кирпичное. Отапливать электричеством — дорого, газом — нет возможности. Знакомый инженер посоветовал rocket stove.

Показал действующий образец (впечатлило), помог с расчетами и чертежами, консультировал в ходе строительства. Печь получилась экономная, прогревает равномерно, не дымит.

Не знаю, возможен ли такой же результат у самоделкиных, не имеющих специальных знаний. Но все равно рекомендую попробовать».

Семен:

«Мы с братом собрали эту чудо-печурку из того, что было (покупать вообще ничего не пришлось) всего за пару дней — дешево и сердито. Пока проводим тестирование, кое-что дорабатываем. Но уверены, что следующий Новый год впервые будем встречать на даче!»

Мастер-класс по изготовлению печи-ракеты длительного горения своими руками смотрите на видео: