Главная > Газовые приборы > Печь на реактивной тяге. Ракетные печи: особенности, преимущества, самостоятельная сборка и топка печи

Печь на реактивной тяге. Ракетные печи: особенности, преимущества, самостоятельная сборка и топка печи

Среди автономных отопительных систем в частных домах особенно выделяется печь ракета (ее также называют печью на реактивной тяги). Устройство можно изобрести самостоятельно из подручных материалов, поэтому по стоимости такая печь всегда выигрывает у покупных моделей. О других преимуществах, принципе работы и пошаговой инструкции по изготовлению печи ракеты своими руками – в этой статье.

Принцип работы и преимущества конструкции

Название устройства говорит само за себя. Действительно, принцип работы такой печи напоминает функционирование ракетного двигателя, работающего на твердом топливе. Кратко его можно описать таким образом:

  1. Дрова и уголь закладываются в вертикальный бункер, после чего раскаленные газы поднимаются вверх.
  2. Газы попадают в так называемую зону дожигания – здесь они подвергаются вторичному горению из-за сильно разогретого пространства.
  3. Дожиганию способствует не первичный, а вторичный воздух, поступающий через дополнительный канал подачи.
  4. Далее газы следуют по сложной системе дымоходов, которые монтируют в капитальных конструкциях с целью полного прогрева всех помещений.

Подобная конструкция дает довольно много ощутимых преимуществ по сравнению с обычной печью:


Конечно, есть у этой конструкции и определенные недостатки, однако их немного:

  • Прежде всего, разгоревшуюся ракету не стоит оставлять без присмотра – но строго говоря, это правило применимо ко всем печам. Если газы создают слишком высокое давление, прогрев может резко усилиться, что потенциально может вызвать пожар.
  • В печь на реактивной тяге не стоит закладывать даже едва влажную древесину. Из-за паров воды промежуточные продукты сгорания не смогут догореть до конца, в итоге возникнет обратная тяга, и пламя ослабеет.
  • Наконец, в случае с баней ракета не подойдет. Имеется в виду, что конструкция не годится для парилки, прогрев которой осуществляется за счет инфракрасного излучения. А подобного излучения ракета дает явно недостаточно.

ЭТО ИНТЕРЕСНО. Название «ракета», возможно, имеет и другое объяснение. В случае неправильное работы печь начинает гудеть внутри, как ракета. Это объясняется тем, что подается слишком много топливо, и давление газа резко увеличивается. Оптимальный режим подачи топлива обеспечивает тихое потрескивание дров, как в обычной печи.

Наглядное описание устройства печи ракеты можно увидеть здесь.

Правила топки ракеты

Ввиду особенностей конструкции такая печь требует соблюдения особых правил топки. Однако все они достаточно простые:

  • Прежде всего, в такое устройство закладывают исключительно сухую древесину – в любом виде: ветви, поленья, сучья и т.п.
  • До начала закладывания древесины печь следует хорошо прогреть. Это делается традиционным способом – жжется бумага, картон, лучинки, береста. При этом важно прислушаться к звуку – он должен явно измениться (или вообще затихнуть), когда конструкция прогреется достаточно сильно, чтобы приступить к закладке поленьев.
  • Все время прогрева дверца удерживается в закрытом состоянии. Поэтому важно заложить достаточное количество материала, чтобы более уже не заглядывать в печь.
  • Как и обычно, сила тяги регулируется поддувалом. Однако определить, нужно ли открывать или постепенно закрывать заслонку, следует опять же по звуку. Если система затихает, требуется подать новые порции воздуха. Если же она гудит слишком сильно, заслонку нужно перекрыть.

Разновидности конструкций: простые и сложные

Строго говоря ракеты имеют одно и то же устройство. Классификация конструкций основана на сложности той или иной системы – прежде всего на таких признаках:

  • наличие/отсутствие сложной, разветвленной системы дымохода, позволяющей протапливать большие помещения;
  • наличие/отсутствие дополнительных приспособлений, например, теплого спального места (лежанки).

Базовый вариант

Сконструировать подобную систему можно буквально за час, потому что для этого понадобится только бочка, труба, играющая роль камеры сгорания, и материал для изоляции (шлак, зола и т.п.). Принцип работы очень прост:

  • Дрова закладываются в нижнюю часть камеры сгорания.
  • Восходящий поток воздуха поступает с той же стороны.
  • Топливо разгорается, а слой теплоизоляции удерживает большую часть энергии, направляя ее вверх.
  • Разогретый воздух движется по трубе и нагревает стоящие на ней предметы.

Очевидно, что подобная ракета отлично подойдет для полевой кухни, но для прогрева помещения такая печь не годится – пары выходят непосредственно в трубу.

Конструкция с дымоотводом

Такая конструкция представляет собой усовершенствованный базовый вариант, который отлично подойдет для небольших помещений. Благодаря дымоотводу все газы покидают камеру сгорания и выводятся на улицу. По сути, это та же буржуйка, но дающая больше тепла.

Чтобы КПД был максимально высоким, при создании такой системы нужно учесть несколько особенностей:

  1. Самое главное – утеплить саму трубу. Обычно ее делают двойной, а между внутренними поверхностями, в полости засыпают теплоизоляционный материал – можно также использовать золу.
  2. Принципиальное отличие – наличие канала для поступления так называемого вторичного воздуха. Именно благодаря этому приему в камере происходит полное сгорание, соответственно, топливо расходуется по максимуму. Продукты реакции почти полностью состоят из безопасных веществ: это углекислый газ и пары воды.
  3. И еще один важный момент – труба для отвода дыма располагается в нижней трети конструкции. Таким образом, раскаленные пары попадают сначала вверх, там ударяются о глухие поверхности, догорают, выделяют тепло по максимуму, остывают и только после этого попадают в отвод, а затем выходят за пределы помещения.

Такую усовершенствованную конструкцию можно изготовить из подручных материалов. Особой популярностью пользуются использованные пустые газовые баллоны. Они имеют прочные стенки и хорошо прогреваются. Важно только полностью спустить все остатки газа перед началом работы.

Конструкция с лежанкой

Наконец, самая совершенная, действительно капитальная конструкция, которую необходимо сооружать для дома. Принцип функционирования такой печи ракеты не меняется, однако системы дымоходов усложняется, чтобы нагретой энергии хватило не только на сам дом, но и на спальное место – лежанку.

Дымоходы изготавливаются из термостойких пластиков и других устойчивых к температуре материалов. Трубы, как правило, монтируются в виде сложной зигзагообразной системы, что дает возможность топливу сгореть в полном объеме.

Особенности конструкции следующие:

  1. Печь, т.е. непосредственно камера сгорания располагается в изголовье или в ногах. Дымоход – с противоположной стороны.
  2. Обычно изготавливают достаточно большую нагревательную поверхность, чтобы наряду со спальным местом обеспечить возможность приготовления еды.
  3. Иногда рядом с лежанкой монтируют 1-2 ступеньки, на которых можно сидеть и прогревать спину. В особенности это характерно для традиционного азиатского подхода к обустройству интерьера – как известно, во многих культурах пищу принимают за низкими столиками, сидя на полу.
  4. В нашем отечественном варианте можно создать подобие углового дивана и стилизовать его под спальное место. Получается довольно интересно с точки зрения дизайна и в то же время практично.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ. Изготовление лежанки требует особенно тщательных расчетов – необходимо, чтобы толщина конструкции была оптимальной: на поверхность должна хорошо прогревать, но не обжигать. Вместе с тем в основе системы лежит обычная печь, например, из газового баллона.

Изготовление печи ракеты с лежанкой: чертежи, инструкция, видео

Далее подробно рассматривается инструкция, как можно в домашних условиях сконструировать печь такого типа с лежанкой. Это наиболее сложная конструкция, поэтому все остальные варианты уже входят в нее. Таким образом, приведенный ниже алгоритм работы можно считать универсальным.

Чертеж конструкции

За основу можно взять такой чертеж (слева – печь, снизу – лежанка в разрезе, сверху – схема изолирующей футеровки).

Цифрой 1 обозначены:

  • а – поддувало – это основной регулятор силы тяги; сдвигая заслонку, можно увеличивать или ослаблять огонь;
  • б – камера, где сгорает топливо; крышка должна закрываться наглухо, чтобы вся система была герметичной;
  • в – вспомогательное поддувало, которое также называют каналом подачи вторичного воздуха; именно благодаря свежим порциям кислорода все дрова и уголь отдают максимум энергии, выгорая почти полностью;
  • г – труба стандартного диаметра 15-20 см;
  • д – первичный дымоход стандартного диаметра 7-10 см.

Важно учесть следующие особенности конструкции:

  • Труба должна быть средних размеров – достаточно определить ее интуитивно: не очень длинная и не слишком короткая.
  • Труба отделяется большим слоем теплоизоляции, потому что именно в этом случае обеспечивается подача тепла на целевые поверхности – лежанку. Используются дорогие жаростойкие материалы или саман – глина с измельченной соломой.
  • Диаметр трубы определяются основной функцией системы. Если главная задача состоит в том, чтобы сделать теплую лежанку, диаметр делается довольно небольшим: 7-8 см. Если же основная цель в том, чтобы протопить комнату, диаметр увеличивают до 9-10 см.

Цифрой 2 обозначены:

  • а – крышка, которая закрывает корпус;
  • б – нагревательная плоская поверхность для приготовления пищи за счет энергии разогретых газов;
  • в – изоляционный металлический слой;
  • г – каналы, в которые попадает нагретый газ и отдает тепло в помещение;
  • д – нижняя часть корпуса;
  • е – выход газов.

Самое главное, что нужно учесть при проектировании и изготовлении этого элемента конструкции, – это герметичность. С одной стороны, надежность всех стыков обеспечивает пожарную безопасность. С другой – полный прогрев всех дымоходов, без значительных энергопотерь.

Цифрами 3 и 4 обозначены:

  • а – дополнительная очистная камера для удаления отходов из дымоходов, расположенных непосредственно под спальным местом;
  • б – дверца этой камеры, обеспечивающая герметичность всей системы;
  • 4 – фрагмент дымохода, залегающий под спальным местом (иногда его называют «боров»).

Наконец, цифрой 5 обозначены:

  • а – смесь глины с соломой, играющая роль теплоизолятора;
  • б – смесь глины со щебнем – это основной теплоизоляционный слой; изготавливают смесь такой же консистенции, как и для кладки кирпичной стены;
  • в – жаростойкая футеровка (ее можно сделать из песка и огнеупорной глины, взятых в одинаковых массовых количествах);
  • г – песок;
  • д – глина для кладки печей.

Монтаж лежанки

Схема спального места выглядит так.

Габариты можно подобрать самостоятельно исходя из своих потребностей. Технология простая:

  1. Сначала изготавливается каркас из брусьев квадратного сечения 10*10 см. Параметры ячеек стандартно 60*90 см под самой печью и 60*120 см под спальным местом.
  2. На каркас закладываются шпунтованные деревянные рейки (ширина 4 см).
  3. Далее делаются закругления, если конструкция предусматривает такой вариант.
  4. На поверхность пола следует положить картон из специальных жаропрочных материалов – из волокон базальтовых пород. По размерам он полностью повторяет контуры лежака, а в высоту должен достигать не менее 0,5 см.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ. Под поверхностью печи картон усиливается листом оцинкованного железа. Вдоль всей лежанки следует залить саман (глину с соломой) и тщательно разровнять по бортам. Следует понимать, что сохнет раствор 3-4 недели, поэтому именно с этого этапа начинают монтаж всей системы.

Монтаж корпуса печи

Теперь – о конструкции самой печи ракеты. Прежде всего, нужно сделать корпус из металлической трубы, в идеале – газового баллона. Схема процесса представлена ниже.

Технология следующая:

  1. Срезают верх баллона. Отверстие закрывается кругляком из закаленной стали. Спускаясь к низу на 5 см, следует сделать дополнительный срез, чтобы сконструировать крышку.
  2. По края этой крышки приваривают «юбку» из стального листа небольшой толщины (2-3 мм).
  3. В юбке монтируют отверстия на одинаковом интервале (для болтов).
  4. Нижний фрагмент баллона отрезают (с отступом на 7 см).
  5. На дне изготавливается круглое отверстие параметрами, соответствующими дымоходу, который потом войдет в баллон.
  6. Затем на внутреннюю поверхность крышки следует приклеить шнур из асбеста и подержать под прессом несколько часов. Именно этот шнур сделает систему полностью герметичной.
  7. В корпусе баллона создается резьба.
  8. Далее убирают крышку, чтобы асбест сохранил упругость.

Монтаж топливного бункера

Это довольно простой этап, который требует хорошего навыка проведения сварочных работ. Сварка всех фрагментов осуществляется в соответствии с чертежом. Причем угол с подачей дров выбирается достаточно острый: 50-60 градусов. Последовательность действий следующая:

  1. Сначала монтируют главное поддувало, а в его нижней четверти создают вторичный канал подачи воздуха – для этого достаточно вставить пластину из жаропрочной стали (толщиной 4-5 мм).
  2. В конце трубы создают отверстие – по размеру продолжения дымохода (с учетом того, что продолжающая труба пойдет под углом 90о).
  3. Далее монтируют дверцу, с помощью которой можно усиливать или уменьшать тягу за счет подачи воздуха.
  4. Далее нужно сделать сплошную футеровку, но слой наносится только на нижнюю часть, в то время как боковые поверхности и верхняя панель остается без футеровки.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ. Наложение футеровки – очень ответственный этап, поскольку именно от слоя во многом зависит прогрев. Если раствор стекает, нужно уменьшить порцию и положить новый слой, а после его высыхания – следующий.

Теплоизоляция трубы

Следующий этап – заполнение опалубки смесью теплоизоляции (по высоте бортов). В итоге высота опалубки с учетом смеси должна быть около 10-11 см.

Барабан и очистная камера

  1. С помощью трубы или стального листа монтируют обечайку.
  2. Дно барабана можно также сделать из металлического листа, при этом в середине следует сконструировать отверстие диаметром, меньшим по отношению к параметру баллона на 4 мм.
  3. Саму конструкцию с топкой устанавливают строго прямо, контролируя работу с помощью строительного уровня.
  4. Очистную камеру необходимо сделать из листа оцинкованной стали, которая устойчива перед тепловой коррозией. За основу можно взять такой чертеж.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ. Дверцу, ведущую в камеру, делают квадратной формы 16*16 см. При этом сначала на внутреннюю поверхность проема нужно установить прокладку, обеспечивающую герметичность системы.

Установка барабана

Барабан, который сделан из газового баллона, монтируется только после полного просыхания смеси в опалубке. Ее удаляют, а баллон устанавливают поверх застывшей смеси, образовавшей твердый слой. Взаимное расположение всех элементов представлено на схеме.

Завершающий этап

На последних этапах нужно выполнить следующие работы:

  1. Установка очистной камеры.
  2. Монтаж слоя теплоизоляции.
  3. Заполнение опалубки саманом (глиной с соломой).
  4. Монтаж гофрированной трубы.

Именно такая труба позволяет учесть любые особенности конструкции и сделать поворот в любом месте практически под любым углом. Конкретное направление и длина зависит от проекта конструкции. Наиболее распространенные варианты показаны на фото.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ. Непосредственно перед началом эксплуатации печь ракету обязательно проверяют. После того, когда раствор высох, нужно разжечь бумагу или бересту, не добавляя дров и тем более угля. Печь должна хорошо прогреться, и гудящий звук должен смениться на шелест. Только после этого можно подложить дрова.

И напоследок – наглядное описание процесса изготовления печи ракеты с лежанкой и варочной плитой на видео.

Скажем сразу: ракетная печь – простое и удобное отопительно-варочное устройство на древесном топливе с хорошими, но не исключительными параметрами. Ее популярность объясняется не только броским названием, но более тем, что ее может сделать своими руками и не печник и даже не каменщик; при необходимости – буквально за 15-20 мин.

И еще тем, что, вложив немного больше труда, можно в доме получить прекрасную лежанку, не прибегая к постройке сложной, дорогой и громоздкой русской или колпаковой печи. Причем сам принцип устройства печи-ракеты дает большую свободу дизайну и проявлению творческих способностей.

Ракетная печь - устройство на древесном топливе

Но едва ли не более примечательна «реактивная печь» огромным количеством связанных с ней, временами совершенно несуразных выдумок. Вот, к примеру, несколько выхваченных наугад перлов:

  • «Принцип работы печи такой же, как у прямоточного реактивного двигателя МИГ-25». Да МИГ-25 и его потомок МИГ-31 возле прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ПВРД), что называется, и в кустиках не присаживались. На 25-м и 31-м стоят двухконтурные турбореактивные двигатели (ТРДД), четверка которых потом тянула Ту-144 и тянет до сих пор другие машины. А любая печь с любым реактивным двигателем (РД) – технические антиподы, см. ниже.
  • «Печь на обратной реактивной тяге». Это печка хвостом вперед летит, или как?
  • «А как она такую трубу продует?» Печь без наддува в трубу не дует. Наоборот, дымоход из нее тянет, на естественной тяге. Чем выше труба, тем лучше тянет.
  • «Печь-ракета это сочетание голландской колпаковой печи (sic!) с русской лежанкой». Во-первых, противоречие в определении: голландская печь – канальная, а любая колпаковая – что угодно, кроме голландки. Во-вторых, лежанка русской печи прогревается совсем не так, как ракетной.

Примечание: на самом деле печь-ракету прозвали так потому, что в неправильном режиме топки (о чем далее) она издает громкий свистящий гул. Правильно настроенная ракетная печь шепчет или шелестит.

Эти и подобные им несообразности, понятно, сбивают с толку и мешают сделать ракетную печь как следует. Так что давайте-ка разберемся, что о ракетной печи есть правда, и как этой правдой правильно воспользоваться, чтобы эта действительно хорошая печка проявила все свои достоинства.

Печь или ракета?

Для полной ясности нужно еще разобраться, почему печь не может быть ракетой, а ракета – печью. Любой РД – это тот же ДВС, только в роли поршней, шатунов с кривошипом и трансмиссии выступают сами истекающие газы. В поршневом ДВС уже в момент сгорания высокая температура рабочего тела создает большое давление, которое толкает поршень, а он уж движет всю механику. Движение поршня активное, рабочее тело толкает его туда, куда и само стремится расшириться.

При сжигании топлива в камере сгорания РД тепловая потенциальная энергия рабочего тела тут же преобразуется в кинетическую, как у падающего с высоты груза: поскольку раскаленным газам открыт выход в сопло, они туда и устремляются. В РД давление играет подчиненную роль и нигде не превышает первых десятков атмосфер, этого при любом мыслимом сечении сопла мало, чтобы разогнать до 2,5М мигарь или вывести на орбиту спутник. По закону сохранения импульса (количества движения) летательный аппарат с РД при этом получает толчок в обратную сторону (импульс отдачи), это и есть реактивная тяга, т.е. тяга от отдачи, реакции. В ТРДД второй контур создает вокруг реактивной струи невидимую воздушную оболочку. Вследствие этого импульс отдачи как бы стягивается в направлении вектора тяги, поэтому ТРДД намного экономичнее простого ТРД.

В печи преобразования видов энергии друг в друга нет, потому она и не двигатель.Печка просто распределяет потенциальную тепловую энергию должным образом в пространстве и времени. С точки зрения печи, у идеального РД КПД = 0%, т.к. он за счет топлива только тянет. С точки зрения реактивного движка, у печи КПД = 0%, она только рассеивает тепло и ничуть не тянет. Наоборот, если давление в дымоходе поднимется до или выше атмосферного (а без этого откуда возьмется реактивная тяга или активное усилие?), печь как минимум задымит, а то и отравит жильцов или пожар устроит. Тяга в дымоходе без наддува, т.е. без затрат энергии со стороны, обеспечивается за счет разности температур по его высоте. Потенциальная энергия тут опять же, ни в какую другую не преобразовывается.

Примечание: в ракетном РД топливо и окислитель подаются в камеру сгорания из баков, или сразу в нее заправляются, если РД на твердом топливе. В турбореактивном двигателе (ТРД) окислитель – атмосферный воздух – нагнетается в камеру сгорания компрессором с приводом от турбины в потоке выхлопных газов, на вращение которой расходуется некоторая доля энергии реактивной струи. В турбовинтовом двигателе (ТВД) турбину рассчитывают так, чтобы она отбирала 80-90% мощности струи, которая передается на воздушный винт и компрессор. В прямоточном воздушно-реактивном двигателе (ПВРД) подача воздуха в камеру сгорания обеспечивается скоростным напором на гиперзвуке. Опытов в ПВРД проводилось много, но серийных самолетов с ним не было, нет и не предвидится, уж больно ПВРД капризен и ненадежен.

Кан или не кан?

Среди мифов о ракетной печи есть и не совсем абсурдные, и даже в чем-то обоснованные. Одно из таких заблуждений – отождествление «ракетки» с китайским каном.

Автору довелось еще в детстве побывать зимой в Приамурье, в районе Благовещенска. Китайцев там по селам и тогда жило много, драпали кто куда от культурной революции Великого Председателя Мао и его напрочь отмороженных хунвэйбинов.

Зима в тех краях не московская, мороз в –40 обычное дело. И что поразило, и пробудило интерес к печам вообще – как обогревались канами китайские фанзы. В русские деревни дрова везут возами, из труб дым столбом. И все равно, в избе из бревнышек не в детский обхват к утру углы изнутри обмерзали. А фанза выстроена вроде дачного домика (см. рис.), окна затянуты рыбьим пузырем или вовсе рисовой бумагой, в кан подкладывают пучочки щепок или веточек, но в помещении всегда тепло.

Однако тонких теплотехнических премудростей в кане нет. Это обычная, только маленькая, кухонная плита с нижним выходом в дымоход, а большая часть самого дымохода – длинный горизонтальный канал, боров, на котором устроена лежанка. Дымовая труба, пожарной безопасности ради – вне здания.

Эффективность кана определяется прежде всего создаваемой им тепловой завесой: лежанка огибает если не весь периметр изнутри, кроме двери, то 3 стены уж точно. Что лишний раз подтверждает: конструкция и параметры печи должны быть увязаны к таковыми обогреваемого помещения.

Примечание: корейская печь ондоль действует по принципу теплого пола – очень низкая лежанка занимает почти всю площадь комнаты.

Во-вторых, в самую стужу каны топили аргалом – высохшим пометом жвачных животных, домашних и диких. Его теплотворная способность довольно велика, но горит аргал медленно. Фактически, уже костерок из аргала – печь длительного горения.

Не в русском обычае то и дело совать в печь прутики, и гнушались наши мужики готовить еду на скотских фекалиях. Но путешественники прошлого аргал как топливо весьма ценили, собирали по пути и везли с собой запас, старательно оберегая от намокания. Н. М. Пржевальский в одном из своих писем утверждал, что без аргала он не смог бы провести свои экспедиции по Центральной Азии без потерь. А у брезговавших аргалом англичан на базу возвращалось 1/3-1/4 личного состава отрядов. Правда, набирался он из сипаев, индийских солдат на английской службе, и пандитов – шпионов, завербованных из местного населения. Так или иначе, но изюминка печи-ракеты вовсе не в лежанке на борове. Чтобы до нее добраться, придется научиться думать по-американски: все первоисточники по ракетной печи оттуда, а несусветные домыслы порождены только и только недопониманием.

Как разбираться с ракетами?

С нашим взглядом на вещи изучать оригинальную техдокументацию печей-ракет нужно осмотрительно, но вовсе не из-за дюймов-миллиметров, литров-галлонов и тонкостей американского технического жаргона. Хотя и они тоже много значат.

Примечание: хрестоматийный пример – «Naked conductor runs under the carriage». Литературный перевод – голый кондуктор бежит под вагоном. А в оригинальной статье из «Petroleum Engineer» это значило «Неизолированный провод проходит под тележкой крана».

Печь-ракету придумали члены обществ выживания – люди со своеобразным даже по американским меркам образом мыслей. Кроме того, они не были связаны какими-либо стандартами и нормами, но, как и все американцы, машинально все всегда пересчитывали на деньги с учетом собственной выгоды; человек с иным мировоззрением в Америке просто не уживется. А инстинктивная корысть неминуемо порождает эгоцентризм. Добрых дел он отнюдь не исключает, но не по душевному порыву, а из расчета на дивиденды. Не в этой жизни, так в той.

Примечание: насколько средний житель величайшей в истории империи всего боится, можно понять, только достаточно долго с ними пообщавшись. А социопсихологи там из кожи вон лезут, убеждая, что жить, томясь в страхе – нормально и даже круто. Подоплека понятна: запуганная биомасса легко прогнозируема и управляема.

Без обогрева и готовки, понятно, не выживешь. Для чего нужна печь. До поры, до времени выживатели довольствовались походными печками. Но затем, по признаниям самих американцев, в 1985-86 гг. на них произвели огромное впечатление два кинофильма, вышедшие в прокат с небольшим промежутком и триумфально обошедшие все экраны мира: советская фантастическая пародия на весь род людской «Кин-дза-дза» и голливудский «На следующий день» (The Day After), о глобальной ядерной войне.

Выживатели поняли, что после ядерной зимы никакой экстремальной романтики не будет, а будет планета Плюк в галактике Кин-дза-дза. Довольствоваться новоявленным плюканам придется «ка-це» в малом количестве, плохими, дорогими и трудно доступными. Да, вдруг кто не смотрел «Кин-дза-дза» – ка-це по-плюкански спичка, мерило богатства, престижа и могущества. Нужно было придумывать свою печь, ни одна из существующих на послеядерный плюк не рассчитана.

Американцы очень часто наделены острым умом, но глубокий встречается как редчайшее исключение. Вполне нормальный и с IQ повыше среднего гражданин США может искренне не понимать, как это до другого не доходит то, что он сам уже «догнал» и как это кому-то еще может не нравиться то, что его самого устраивает.

Если уж американец уразумел суть идеи, то он доводит изделие по ней до возможного совершенства – а вдруг покупатель найдется, сырую-то железину не продашь. Но техдокументация, на вид красивая и аккуратная, может быть составлена по сути крайне небрежно, а то и умышленно искажена. А что тут такого, это мое ноу-хау. Может, продам кому. Плюк то ли будет, то ли нет, а пока ноу-хау денег стоит. В Америке такое отношение к делу считается вполне честным и достойным, зато там клинический алкоголик на работе стопарь ни за что не пропустит и пары болтиков домой на хозяйство не утянет. На том, в общем-то, вся Америка и стоит.

А русская широта души – тоже палка о двух концах. Наш мастер чаще всего просто по эскизу сразу понимает, как эта штука работает, но в мелочах оказывается небрежен и к исходникам чрезмерно доверчив: как это, чтобы братан-умелец своего же обманывал. Если чего нет, ну и не нужно значит. Вроде ясно, как там все крутится – уже и руки чешутся. А там, может быть, пока дело дойдет до молотка, зубила и сопутствующей словесности, еще считать и считать. Да еще важные моменты могут быть опущены, завуалированы или заведомо неверны.

Примечание: автора данной статьи знакомый американец спросил однажды – а как это мы, действительно тупые, выбрали президентом очень умного Рейгана? А вы, действительно умные, терпите в Кремле слюнявого маразматика с крашеными бровями? Правда, тогда в Америке никому и в дурном сне не привиделось бы, что в следующем столетии в Овальном кабинете водворится чернокожий гражданин с мусульманским именем, а его первая леди вскопает возле Белого дома огород и станет там выращивать репу. Times is changing, как пел когда-то Боб Дилан совсем по другому поводу…

Источники недоразумений

Есть в технике такая штука – закон квадрата-куба. Попросту, при изменении размеров чего-то площадь его поверхности меняется по квадрату, а объем – по кубу. Чаще всего это значит, что изменить общие размеры изделия по принципу геометрического подобия, т.е. просто выдерживая пропорции, нельзя. Применительно к печам на твердом топливе закон квадрата-куба действителен вдвойне, т.к. топливо тоже ему подчиняется: тепло оно выделяет с поверхности, а его запас содержится в объеме.

Примечание: следствие из закона квадрата-куба – любая конкретная конструкция печи имеет некую допустимую вилку ее размеров и мощности, в пределах которой обеспечиваются заданные параметры.

Почему, к примеру нельзя сделать буржуйку размером с холодильник и мощностью где-то этак киловатт на 50-60? Потому, что буржуйка, чтобы она хоть как-то грела, должна быть сама внутри нагрета не менее чем до 400-450 градусов. А чтобы прогреть до такой температуры объем холодильника при заданной теплоотдаче, дров или угля нужно столько, сколько в него не поместится. От мини-буржуйки толку тоже не будет: тепло уйдет через внешнюю поверхность печи, выросшую относительно ее объема, а топливо его больше, чем может, не отдаст.

На печь-ракету закон квадрата-куба действует втройне, т.к. она «вылизана» по-американски профессионально. С нашенским кондачком от нее лучше держаться подальше. Вот, к примеру, здесь на рис. американская разработка, которую, судя по ее востребованности, многие наши умельцы берут за прототип.

Оригинальный чертеж мобильной печи-ракеты

С тем, что здесь не указаны точно сорт огнеупорной глины (fire clay) наши-то еще разберутся. Но, если честно, кто обратил внимание, что, судя по отсутствию внешнего дымохода и наличию транспортировочных отверстий (carrying pipe), эта печь мобильная с открытой топкой? А главное – на то, что на ее барабан пошел 20-галлонный бочонок диаметром в 17 дюймов (431 мм с мелочью)?

Судя по конструкциям из рунета – никто вообще. Берут сию штукенцию и подгоняют по принципу геометрического подобия под отечественную 200-л бочку диаметром 590 мм по наружи. Устроить поддувало многие догадываются, но бункер оставляют открытым.Не указаны точно пропорции вермикулита с перлитом для футеровки райзера и формования тела печи (core)? Футеровку делаем однородной, хотя из дальнейшего будет ясно, что она должна состоять из изолирующей и аккумулирующей частей. В результате – печь ревет, топливо ест только сухое, и много, а еще до конца сезона зарастает внутри гарью.

Как родилась печь-ракета?

Итак, уже без фантастики с футурологией, выживателям понадобилась печь для обогрева дома, работающая с высоким КПД на низкокачественном случайном древесном топливе: влажной щепе, ветках-прутиках, корье. Которое, кроме того, нужно будет догружать, не останавливая печи. И просушить в дровнике скорее всего не будет возможности. Теплоотдача после протопки нужна не менее 6 час, чтобы высыпаться; угореть во сне на Плюке ничуть не лучше, чем в Америке. Дополнительные условия: в конструкции печи не должно быть сложных металлоизделий, неметаллических материалов и узлов, требующих для изготовления производственного оборудования, а сама печь должна быть доступна для постройки неквалифицированным работником без применения электроинструмента и сложных технологий. Разумеется, никаких наддувов, электроники и прочих энергозависимостей.

От кана сразу взяли лежанку, но как быть с топливом? Для колпаковой печи оно требуется высококачественное. Печи длительного горения работают хоть на опилках, но только сухих, и не допускают останова с догрузкой. Их все же взяли за основу, очень привлекал высокий КПД, достигаемый простыми способами. Но в попытках заставить «длинные печки» работать на плохом топливе выяснилось еще одно обстоятельство.

Что такое древесный газ?

Высокая эффективность печей длительного горения достигается во многом за счет дожигания пиролизных газов. Пиролиз – термическое разложение твердого топлива на летучие горючие вещества. Как оказалось (а у выживателей есть свои исследовательские центры с высококлассными специалистами), пиролиз древесного топлива, особенно влажного, достаточно долго продолжается в газовой фазе, т.е. только что выделившимся из дерева пиролизным газам требуется еще довольно много тепла, чтобы образовалась смесь, способная догореть полностью. Эту смесь назвали древесным газом, woodgas.

Примечание: в рунете woodgas породил еще путаницу, т.к. в американском просторечии gas может означать любое топливо, ср. напр. gas station – автозаправочная станция, заправка. При переводе первоисточников не зная американского технического, получалось, что woodgas – просто древесное топливо.

До того древесного газа никто не увидел: в обычных печах он образуется сразу в топке, за счет избытка энергии пламенного горения. Конструкторы печей длительного горения пришли к тому, что первичный воздух нужно подогревать, а отходящие газы задерживать в значительном объеме над большой массой топлива, просто методом проб и ошибок, так что древесный газ и они проглядели.

Не так оказалось при топке пучками веточек: здесь первичные пиролизные газы тяга сразу тащила в дымоход. Древесный газ мог бы образоваться в нем на некотором удалении от топки, но первичная смесь к тому времени остывала, пиролиз прекращался, а тяжелые радикалы из газа оседали на стенки дымохода нагаром. Который быстро затягивал канал полностью; с этим явлением хорошо знакомы любители, строящие печи-ракеты наобум. Но исследователи-выживатели в конце концов поняли, в чем дело, и все-таки сделали нужную печь.

Who are you, the Rocket Stove?

Есть в технике негласное правило: если кажется, что создать устройство по заданным требованиям невозможно, то почитай, умник, школьные учебники. Т.е., обратись к основам. В данном случае – к основам термодинамики. Выживатели больным самолюбием не страдают, они к основам и обратились. И нашли главный принцип работы своей печи, не имеющий аналогов в других: медленное адиабатическое дожигание пиролизных газов в слабом потоке. В печах длительного горения дожигание равновесное изотермическое, требующее большого буферного объема, подверженного закону квадрата-куба, и запаса энергии в нем. В пиролизных газы в дожигателе расширяются почти по адиабате, но практически в свободный объем. А теперь – учимся мыслить по-американски.

Как работает печь-ракета?

Схема конечного плода трудов выживателей представлена на левой части рис. Топливо загружается вертикально в бункер (Fuel Magazine) и горит, постепенно оседая вниз. Воздух в зону горения поступает через поддувало (Air Intake). Поддувало должно обеспечить избыток воздуха, чтобы его хватило на дожигание. Но не чрезмерный, чтобы холодный воздух не остудил первичную смесь. При вертикальной загрузке топлива и глухой крышке бункера регулятором, впрочем, не весьма эффективным, выступает само пламя: слишком разгоревшись, оно оттесняет воздух.

Устройство ракетных печей

Далее начинаются вещи уже нетривиальные. Нам нужно прогреть, и с хорошим КПД, большую печь. Закон квадрата-куба не пускает: мизерное тепло сразу рассеется настолько, что и пиролиз не дойдет до конца, и термоградиента изнутри наружу не хватит на теплоотдачу в помещение; все высвистит в трубу. Закон этот вредный, в лоб его не прошибешь. Ладно, посмотрим в основах, нет ли там чего, что ему не подвластно.

А как же, есть. Тот самый адиабатический процесс, т.е. термодинамический без теплообмена с окружающей средой. Нет теплообмена – квадраты отдыхают, и кубы можно свести хоть в наперстку, хоть к небоскребу.

Представим себе полностью изолированный от всего объем газа. Допустим, в нем выделяется энергия. Тогда температура и давление начнут расти, пока не прекратится энерговыделение, и застынут на новом уровне. Прекрасно, топливо мы сожгли полностью, горячие дымовые газы можно выпускать в теплообменник или теплоаккумулятор. Но как это сделать без технических сложностей? А главное – как, не нарушая адиабаты, подавать воздух для дожигания?

А мы сделаем адиабатический процесс неравновесным. Как? Пусть первичные газы сразу от очага горения уходят в трубу, покрытую высококачественной изоляцией с малой собственной теплоемкостью (Insulation). Назовем эту трубу для себя жаровой или туннелем горения (Burn Tunnel), но не подпишем (ноу-хау! Не догоняешь – денег давай за чертежи-консультации! Без теории, разумеется. Кто же основной капитал в розницу распродает.) На схеме, чтобы не обвинили в «непрозрачности», обозначим пламенем.

По длине жаровой трубы показатель адиабаты меняется (это и есть неравновесный процесс): температура сначала немного упадет (образуется древесный газ), затем резко возрастет, газ догорит. Можно выпускать его в накопитель, но мы ведь забыли – а что газы по жаровой трубе потянет? Наддув означает энергозависимость, и точной адиабаты не будет, а что-то в смеси с изобарой, т.е. упадет КПД.

Тогда удлиним трубу вдвое, сохранив изоляцию, чтобы тепло зря не ушло. «Холостую» половину загнем вверх, сделав на ней изоляцию послабее; как сохранить просачивающееся через нее тепло, подумаем чуть позже. В вертикальной трубе появится разность температур по высоте, а, значит – тяга. И хорошая: сила тяги зависит от разности температур, а при средней в жаровой трубе около 1000 градусов добиться разницы в 100 на высоте около 1 м несложно. Итак, пока мы сделали маленькую экономичную печку-буржуйку, теперь нужно подумать, как ее тепло использовать.

Да, тут не мешает дополнительно подшифроваться. Если назвать вертикальную часть жаровой трубы первичным или внутренним дымоходом (Primary or Internal Vent), то и об основной идее догадаются, не мы же на свете самые умные. Ну… назовем первичный дымоход самым общим техническим термином для вертикальных трубопроводов с восходящим током – райзером (riser). Чисто по-американски: правильно и непонятно.

Теперь вспомним о теплоотдаче после протопки. Т.е. нам нужен дешевый, всегда доступный и очень емкий теплоаккумулятор. Изобретать тут нечего, саман (Thermal Mass) еще первобытные придумали. Но он не огнестоек, более 250 градусов не держит, а у нас на устье райзера около 900.

Преобразовать высокопотенциальное тепло в среднепотенциальное без потерь несложно: нужно дать газу возможность расшириться в изолированном объеме. Но, если оставить расширение адиабатическим, то объем понадобится слишком большой. А значит – материало- и трудоемкий.

Пришлось опять идти на поклон к основам: сразу по выходе из райзера газы пусть расширяются при постоянном давлении, изобарически. Для этого необходим отвод тепла наружу, порядка 5-10% тепловой мощности, но оно не пропадет и даже окажется полезным для быстрого прогрева помещения при утренней топке. А дальше по ходу газов – остывание изохорическое (в постоянном объеме); таким образом практически все тепло уйдет в аккумулятор.

Как это сделать технически? Накроем райзер тонкостенным железным барабаном (Steel Drum), он же пресечет теплопотери из райзера. «Друм» получается высоковат (райзер сильно торчит вверх), но не беда: мы его на 2/3 высоты обмажем тем же саманом. Присоединяем лежанку с герметичным дымоходом (Airtight Duct), наружный дымоход (Exhaust Vent), и печь почти готова.

Примечание: райзер и накрывающий его барабан с виду похожи на печной колпак над вытянутым вверх хайлом. Но термодинамика здесь, как видим, совсем другая. Пытаться улучшить колпаковую печь, надстраивая хайло, бесполезно – только лишний материал и работа уйдут, а печка лучше не станет.

Осталось решить проблему прочистки канала в лежанке. Китайцам для этого приходится кан время от времени ломать и муровать заново, но мы же не в I в. до н.э. живем, когда кан придумали. Мы устроим сразу после барабана вторичный зольник (Secondary Airtight Ash Pit) c герметичной прочистной дверцей. Вследствие резкого расширения и охлаждения в нем дымовых газов все в них, что не догорело, тут же конденсируется и оседает. Чистота внешнего дымохода гарантируется этим на годы.

Примечание: вторичную прочистку придется открывать раз-два в год, так что с петлями-задвижками можно не морочиться. Сделаем просто крышку из металлического листа на винтах с прокладкой из минерального картона.

Малая ракета

Следующей задачей конструкторов было создать на том же принципе малую печь непрерывного горения для приготовления пищи в теплое время года. В отопительный сезон для стряпни пригодна покрышка барабана (Optional Cooking Surface) большой печи, она нагревается примерно до 400 градусов. Малая печь-ракета должна была быть переносной, но зато ее допустимо было сделать с открытой топкой, т.к. когда тепло, готовить можно и на открытом воздухе или под навесом.

Вот тут конструкторы отомстили закону квадрата-куба, заставив его работать на себя: совместили топливный бункер с поддувалом см. на рис. в начале раздела справа. В большой печи так делать нельзя, точная регулировка режима печи по мере оседания топлива (см. далее) окажется невозможной.

Здесь же объем поступающего первичного воздуха (Primary Air) оказывается невелик относительно площади тепловыделения и воздух уже не может остудить первичную смесь до прекращения пиролиза. Его подача регулируется щелью в крышке бункера (Cover Lid). Бункер, наклонный под 45 градусов, оптимизирует авторегулировку мощности печи под стандартные кулинарные процедуры, но сделать его сложнее.

Вторичный воздух для дожигания древесного газа в малой печи поступает через дополнительные отверстия в устье райзера или просто подтекает под конфорку, если на ней стоит варочная посудина. Если малая печь размера, близкого к предельному (около 450 мм в диаметре), то для полного дожигания может понадобиться надставка-обечайка, Optional Secondary Woodgas Frame).

Примечание: подавать вторичный воздух к устью райзера большой печи через отверстия в барабане (что повысило бы КПД печи) нельзя. Хотя давление во всем газодымовом тракте и ниже атмосферного, как и положено в печи, из-за сильных завихрений дымовые газы будут выбрасываться в помещение. Тут сказывается вредная для печи их кинетическая энергия; это, пожалуй, единственное, что роднит печь-ракету с реактивным двигателем.

Малая печь-ракета произвела революцию в классе походных печей, особенно туристких. Печка-щепочница (печка Бонда на Западе) поможет сварить похлебку или переждать буран в одно-двухместной палатке, но группу, застигнутую в весеннем походе запоздалым ненастьем, не спасет. А малая ракетная печь лишь немного больше, ее можно быстро сделать нигде из ничего, но способна развить мощность до 7-8 кВт. Впрочем, о печах-ракетах из чего попало мы поговорим далее.

Также малая ракетная печь породила множество усовершенствований. Напр., Габриэль Апостол снабдил ее отдельным поддувалом и широким бункером. Получилась печка, пригодная для устройства компактной и довольно мощной водогрейки, см. видео ниже. Большую печь-ракету тоже модифицировали, об этом мы расскажем немного в конце, а пока остановимся на вещах более существенных.

Видео: водогрейка на основе ракетной печи конструкции Габриэля Апостола

Как топить ракету?

У ракетной печи с печами длительного горения есть общее свойство: запускать их нужно только на теплую трубу. Для малой это несущественно, но большая на холодный дымоход только зря сожжет топливо. Поэтому большой ракетной печи перед загрузкой штатного топлива в бункер после длительного перерыва в топке и растопкой необходим разгон – протопка бумагой, соломой, сухой стружкой и т.п., их помещают в открытое поддувало. Об окончании разгона судят по изменению тона гула печи или его затиханию. Тогда можно загружать топливо в бункер, а его розжиг произойдет сам собой от разгонного топлива.

Печь-ракета, к сожалению, не относится к печам, полностью самонастраивающимся под качество топлива и внешние условия. В начале горения штатного топлива дверцу поддувала или крышку бункера в малой печи открывают полностью. Когда печь сильно загудит, прикрывают ее «до шепота». Далее в процессе топки необходимо постепенно прикрывать доступ воздуха, ориентируясь по звуку печи. Вдруг воздушная заслонка захлопнулась на 3-5 мин – ничего страшного, если ее открыть, печь снова разгорится.

Зачем такие сложности? В процессе прогорания топлива приток воздуха в зону горения усиливается. Когда воздуха слишком много, печь взрёвывает, но не радуйтесь: теперь избыточный воздух охлаждает первичную газовую смесь, а звук усиливается оттого, что устойчивый вихрь в райзере сбивается в беспорядочный комок. Пиролиз в газовой фазе прерывается, никаких древесных газов не образуется, печь потребляет слишком много топлива, а в райзере оседает нагар из сажи, сцементированной битуминозными частицами. Это, во-первых, пожароопасно, но до пожара дело скорее всего не дойдет, канал райзера довольно быстро зарастет нагаром полностью. А как его чистить, если у вас покрышка барабана несъемная?

В большой печи самопроизвольная смена режима происходит скачком, когда верх палочек опустится до нижнего обреза бункера, а в малой – постепенно, по мере оседания топливной массы. Поскольку при стряпне на печи опытная хозяйка надолго от нее не отходит, конструкторы и сочли возможным ради компактности совместить в ней бункер с поддувалом.

С большой печью такой фокус не пройдет: высокий райзер тянет очень сильно, и воздушная щель нужна настолько тонкая (а ведь ее нужно еще и регулировать), что добиться стабильного режима печи невозможно. С отдельным поддувалом проще: округлую в разрезе массу топлива воздуху легче обтекать с боков, слишком разгоревшееся пламя туда его и отжимает. Печка получается до некоторой степени саморегулирующейся; правда, в очень небольших пределах, так что манипулировать поддувальной дверцей все равно время от времени приходится.

Примечание: делать бункер большой печи ради простоты без плотной крышки, как часто творят, нельзя. Из-за нерегулируемого дополнительного притока воздуха сквозь топливную массу добиться стабильного режима работы печи вряд ли окажется возможным.

Материалы, размеры и пропорции, футеровка

Теперь посмотрим, какой должна быть самодельная печь-ракета из доступных нам материалов. Тут тоже нужна оглядка: не все, что в Америке под рукой, у нас тоже, и наоборот.

Из чего?

Для большой печи с лежанкой более-менее достоверные опытные данные есть для изделий с барабаном из 55-галлонной бочки диаметром 24 дюйма. 55 галлонов это 208 с мелочью литров, а 24 дюйма – почти точно 607 мм, так что наша 200-литровка вполне подойдет без дополнительного пересчета. Сохраняя параметры печи, диаметр барабана удается уменьшить вдвое, до 300 мм, что позволяет сделать его из 400-450 мм жестяных ведер или бытового газового баллона.

На поддувало, бункер, топку и райзер пойдут трубы разного размера, см. ниже, круглые или профильные. Так можно будет сделать изолирующую футеровку топочной части из смеси равных долей печной глины и шамотного щебня, не прибегая к кирпичной кладке; о футеровке райзера поговорим подробнее ниже. Горение в печи-ракете слабое, поэтому термохимия газов щадящая и толщина стали всех металлических частей, кроме газопровода в лежанке – от 2 мм; последний можно сделать из тонкостенного металлогофра, здесь дымовые газы уже полностью выдохлись и по химии и по температуре.

Для внешней обмазки лучший теплоаккумулятор – саман. При соблюдении указанных ниже размеров теплоотдача ракетной печи в самане после топки может достигать 12 час и более. Остальные детали (дверцы, крышки) – металлические из оцинковки, алюминия и т.п., с герметизирующими прокладками из минерального картона. Обычная печная фурнитура подходит мало, обеспечить ее герметичность трудно, а щелястая печь-ракета работать как следует не будет.

Примечание: печь-ракету желательно снабдить вьюшкой во внешней дымовой трубе. Хотя газовая вьюшка в высоком райзере запирает общий дымовой тракт наглухо, сильный ветер снаружи может преждевременно вытянуть тепло из лежанки.

Размеры и пропорции

Базовые расчетные величины, к которым привязываются остальные – диаметр барабана D и площадь его поперечного сечения по внутри S. Все прочее, исходя из размера наличной железины, определяется следующим образом:

  1. Высота барабана H – 1,5-2D.
  2. Высота обмазки барабана – 2/3H; обрез обмазки дизайна ради можно делать косым криволинейным, тогда 2/3H нужно выдержать в среднем.
  3. Толщина обмазки барабана – 1/3D.
  4. Площадь поперечного сечения райзера – 4,5-6,5% от S; лучше держаться в пределах 5-6% от S.
  5. Высота райзера – чем больше, тем лучше, но зазор между его обрезом и покрышкой барабана должен быть не менее 70 мм; его минимальная величина определяется вязкостью дымовых газов.
  6. Длина жаровой трубы – равна высоте райзера.
  7. Площадь сечения жаровой трубы (огнепровода) – равна таковой райзера. Огнепровод лучше сделать из квадратной профтрубы, так режим печи будет стабильнее.
  8. Площадь сечения поддувала – 0,5 от ее же топки и райзера. Более стабильный режим печи и его плавную регулировку даст прямоугольная профтруба со сторонами 2:1, уложенная плашмя.
  9. Объем вторичного зольника – от 5% исходного объема барабана (без учета объема райзера) для печи из бочки до 10% его же для печи из баллона. Интерполяция для промежуточных размеров барабана – линейная.
  10. Площадь сечения внешнего дымохода – 1,5-2S.
  11. Толщина саманной подушки под внешним дымоходом – 50-70 мм; если канал круглый, считается от нижней его точки. Если лежанка на деревянных полатях, подушку под дымоходом можно уменьшить вдвое.
  12. Высота обмазки лежанки над внешним дымоходом – от 0,25D для барабана в 600 мм до 0,5D для 300-мм. Можно меньше, но тогда теплоотдача после протопки будет короче.
  13. Высота внешней дымовой трубы – от 4 м.
  14. Допустимая длина газохода в лежанке – см. след. разд.

Предельная тепловая мощность печи-ракеты из бочки составляет примерно 25 кВт, печи из газового баллона – около 15 кВт. Регулировка мощности – только размером загрузки топлива. Подачей воздуха печь вводится в режим, и ничего более!

Примечание: в первоначальных печах выживальщиков сечение райзера бралось в 10-15% S в расчете на совсем мокрое топливо. Потом там же, в Америке, появились печи-ракеты с лежанкой для бунгало, рассчитанные на воздушно-сухое топливо и более экономичные. В них сечение райзера уменьшено до рекомендуемых и здесь 5-6% S.

Футеровка райзера

От теплоизоляции райзера во многом зависит экономичность ракетной печи. Но американские футеровочные материалы нам, увы, недоступны. По запасам высококачественных огнеупоров США не имеют себе равных, там они считаются стратегическим сырьем и даже проверенным союзникам продаются с оглядкой.

Из наших доступных материалов по теплотехнике их можно заменить легким шамотным кирпичом марки ШЛ и обычным самокопаным речным песком с большой примесью глинозема, правильно уложенным, см. ниже. Однако материалы эти пористые, в печи они быстро пропитаются нагаром. Тогда печь заревет при любой подаче воздуха, со всем вытекающим. Поэтому нам нужно окружать футеровку райзера металлической обечайкой, а торец футеровки обязательно замазывать печной глиной.

Схемы футеровки для 3-х видов печей показаны на рис. Суть здесь в том, что при уменьшении размеров барабана доля его непосредственной теплоотдачи через днище и нефутерованную часть возрастает по закону квадрата-куба. Поэтому при сохранении нужного термоградиента в райзере мощность футеровки можно уменьшать. Это дает возможность соответственно увеличить относительное сечение кольцевого опуска дымовых газов в барабане.

Схемы футеровки райзера в ракетных печах

Зачем? Во-первых, снижаются требования к внешнему дымоходу, т.к. внешняя тяга теперь лучше тянет. А раз тянет лучше, то и допустимая длина борова в лежанке падает медленнее, чем размеры печи. В итоге, если печь из бочки прогревает лежанку с боровом длиной до 6 м, то вдвое меньшая из баллона – 4 м.

Как футеровать песком?

Если футеровка райзера шамотная, то остаточные полости просто засыпают строительным песком. Речной самокопаный для футеровки целиком из песка тщательно готовить не нужно, достаточно выбрать крупный мусор. Но насыпают его послойно, в 5-7 слоев. Каждый слой утрамбовывают и обрызгивают до образования корки. Затем всю засыпку сушат неделю, замазывают верхний обрез глиной, как уже сказано, и продолжают постройку печи.

Ракета из баллона

Из вышесказанного понятно, что выгоднее делать печь-ракету из газового баллона: меньше работы, меньше неприглядных частей на виду, а лежанку прогревает почти такую же. Тепловая завеса или теплый пол в сибирский мороз обогреют мощностью 10-12 кВт помещение в 50 кв. м и более, так что и здесь баллонная ракета оказывается выгоднее, большую из бочки редко когда придется запускать на полную мощность с максимальным КПД.

Умельцы, видимо, это тоже поняли; по крайней мере некоторые. К примеру, здесь на рис. – чертежи баллонной печи-ракеты. Справа – оригинал; автор, похоже, с умом разбирался в изначальных разработках и в общем получилось у него все правильно. Слева – необходимые усовершенствования с учетом использования воздушно-сухого топлива и прогрева лежанки.

Чертежи печи-ракеты из газового баллона

Плодотворная идея – отдельный подача подогретого вторичного воздуха. Печь будет экономичнее и жаровую трубу можно сделать короче. Площадь сечения его воздуховода – около 10% от сечения райзера. Печь работает всегда при полностью открытой вторичке. Вначале режим выставляют задвижкой первички; точно регулируют крышкой бункера. В конце топки печь взревет, но здесь это не так страшно, для прочистки райзера автором конструкции предусмотрена съемная крышка барабана. Она, понятное дело, должна быть с уплотнением.

Ракеты из чего попало

Баночные

Схема ракетной печи из банок

Туристы, охотники и рыболовы (многие из них – члены обществ выживания) скоро приспособили малую ракетную печь под походную из пустых жестянок. Свести влияние квадрата-куба к минимуму удалось, применив горизонтальную подачу топлива, см. схему справа. Правда, ценой некоторого неудобства: палочки по мере прогорания нужно подталкивать внутрь. Зато режим печи стал держаться железно. Каким образом? За счет автоматического перераспределения потоков воздуха через поддувало и над/сквозь топливо. Мощность баночной ракетной печи лежит в пределах 0,5-5 кВт в зависимости от размеров печи и регулируется примерно втрое величиной загрузки топлива. Основные пропорции также просты:

  • Диаметр камеры сгорания (combustion chamber) – 60-120 мм.
  • Высота камеры сгорания – 3-5 ее диаметров.
  • Сечение поддувала – 0,5 от его же камеры сгорания.
  • Толщина слоя теплоизоляции – не менее величины диаметра камеры сгорания.

Пропорции эти весьма приблизительные: изменение их вдвое не мешает печи работать, а КПД в походе не столь уж важен. Если изоляция из смоченной супеси, как описано выше, стыки деталей можно просто промазывать глиной (левая поз. на рис. ниже). Тогда печка после 1-2 топок приобретет прочность, позволяющую транспортировать ее без особых предосторожностей. Но вообще-то изоляция пойдет любая из подручных негорючих материалов, след. две поз. Конфорка любой конструкции должна обеспечивать свободный приток воздуха, 3-я поз. Сварная из стального листа печь-ракета (правая поз.) с песчаной изоляцией вдвое легче и экономичнее буржуйки той же мощности.

Компактные ракетные печи

Кирпичные

Печь-ракета из обломков кирпича

О больших стационарных ракетных печах распространяться не будем: в них вся исходная термодинамика враздрызг идет, и они лишены одного из главных достоинств изначальной печи – простоты постройки. Мы расскажем немного о ракетных печах из кирпича, глины или обломков камня, которые можно сделать за 5-20 мин, когда под рукой нет жестянок.

Вот, к примеру (см. ролик ниже), вполне полноценная по термодинамике печь-ракета из 16 кирпичей, уложенных на сухую. Озвучка английская, но там и без слов все понятно. Подобную ей можно сложить из обломков кирпича (см. рис.), булыжников, вылепить из глины. На 1 раз хватит печки, слепленной из жирной земли. Экономичность у всех у них не ахти, высота камеры сгорания маловата, но на плов или срочно обогреться хватит.

Видео: печь-ракета из 16 кирпичей (eng)

Новый материал

Схема печи Широкова-Храмцова

Из отечественных разработок заслуживает внимания печь-ракета Широкова-Храмцова (см. рис. справа). Авторы, не заботясь о выживании в плюке, применили современный материал – жаростойкий бетон, подогнав к нему всю термодинамику. Компоненты жаробетона не дешевы, для замеса нужна бетономешалка. Но его теплопроводность много ниже, чем у большинства прочих огнеупоров. Новая ракетная печь стала работать стабильнее, и появилась возможность часть тепла выпустить наружу в виде ИК-излучения через жаропрочное стекло. Получилась ракетная печь – камин.

Летают ли ракеты в бане?

А не подойдет ли печь-ракета для бани? Вроде бы на покрышке барабана каменку устроить можно. Или проточную вместо лежанки.

К сожалению, ракетная печь для бани не годится. Чтобы получить легкий пар, банная печь должна сразу прогреть тепловым (ИК) излучением стены, и тут же, или чуть погодя – воздух, конвекцией. Для этого печь должна быть компактным источником ИК и очагом конвекции. Конвекция от ракетной печи распределенная, а ИК она дает вообще мало, сам принцип ее устройства исключает существенные потери на излучение.

В заключение: печникам-ракетчикам

В удачных конструкциях ракетных печей пока больше интуиции, чем точного расчета. А посему – удачи и вам! – печь-ракета благодатное поприще для умельцев с творческой жилкой.опубликовано

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое сознание - мы вместе изменяем мир! © econet

Печь-ракета - это один из видов варочных печей, работающих на древесном топливе. Стационарные модели печей используются и для отопления.

Своё название она получила от гула, который раздаётся в начале протопки. При правильном режиме горение он затихает. Ракету напоминает и форма конструкции - вертикальный цилиндр . Печь также называется реактивной.

Сходный принцип использовался в Корее и Китае для обогрева домов зимой. Путешественники в прежние времена отмечали, что дров при этом тратится значительно меньше, чем в традиционной русской деревне.

Реактивные печи, чертежи изделий

Печки-ракеты подразделяются на переносные и стационарные . Первые устройства меньше по размерам и имеют более простую конструкцию. Она напоминает перевёрнутую букву «Г» . В нижнюю перекладину закладывается топливо. Благодаря вертикальной форме основной части возникает естественная тяга.

Фото 1. Чертёж и готовый вариант металлической печи-ракеты с указанием размеров, вид слева и сверху.

По мере повышения температуры устройство работает всё эффективнее. Его мощности хватает, чтобы быстро нагреть воду для приготовления еды на нескольких человек. Чтобы дрова не прогорели слишком быстро, нужно регулировать тягу в печи. Для этого прикрывают или закрывают полностью топливную дверцу.

Переносные реактивные печи выпускаются серийно . Наиболее популярны модели «Робинзон» и «Огниво» . Благодаря простоте конструкции их можно сделать самостоятельно.

Стационарные устройства устроены несколько сложнее. В колпаке воздуховодные каналы сделаны таким образом, что нагретый воздух сперва поднимается вверх. Передавая тепло внутренним стенкам, он постепенно опускается вниз. Затем проходит в дымоход, расположенный в нижней части.

Фото 2. Чертёж ракетной печи, изготовленной из кирпича и металлической бочки. Стрелками показаны части устройства.

Такая печь довольно экономичная в использовании , так как в ней происходит сжигание не только дров, но и пиролизных газов. Дымоходный канал печи иногда не выводят из помещения сразу, а проводят внутри лежанки, сделанной из кирпича и/или глины. Такая лежанка нагревает помещение до комфортной температуры. Сама же конструкция изготавливается из труб большого диаметра, бочки или кирпича.

Важно! Устройство нуждается в предварительном прогреве перед топкой . Сначала зажигают бумагу, газету или ещё что-то быстро воспламеняющееся. И только в прогревшуюся топку укладываются дрова.

Печь-ракета длительного горения из кирпича

Поскольку кирпич аккумулирует тепло, такие устройства хорошо подходят для обогрева помещений. С учётом длительности горения, одной закладки топлива хватает на 6—8 часов поддержания комфортной температуры.

Иногда печь делается полностью кирпичной. Только фурнитура (дверцы) потребуется стальная или чугунная. В других случаях внешняя часть печного колпака делается из бочки или широкой трубы.

Внимание! Кирпичная печь требует отдельного фундамента , не связанного с тем, который строится для самого здания. Желательно планировать его расположение до начала строительства.

Устройство из трубы с водяным контуром, схема

Конструкция печи сваривается из железных труб разных диаметров .

Если предполагается отапливать небольшое помещение, колпак печи можно сделать из отработанного газового баллона .

В доме более внушительных размеров для этих целей подойдёт железная бочка.

Если на дымоходе печи установить водяной контур, то можно получить котёл длительного горения, который будет хорошо отапливать помещение.

Водяной контур обычно изготавливается из газовых баллонов.

«Робинзон»

Это простая и надёжная походная печь. Она способна довольно быстро (за 10 минут) вскипятить литр воды. При этом подкладывать дрова не потребуется.

Конструкция была разработана ещё в прошлом веке, но благодаря своим достоинствам используется до сих пор. «Робинзон» выпускается серийно, но его несложно собрать и самостоятельно.

Вам также будет интересно:

«Огниво»

Такая печь похожа на предыдущий вариант. Но топочная камера в ней короче и расположена под более тупым углом по отношению к дымоходу. Такая печка напоминает по форме перевёрнутую букву «Г».

Как сделать ракетную печку своими руками

У него есть несколько этапов — выбор подходящей конструкции; подбор материалов и инструментов; непосредственно изготовление.

Выбор проекта

Выбирая подходящий проект, учитывайте такие факторы:

  1. Назначение печи — требуется ли только приготовление еды или ещё и обогрев комнаты.
  2. Доступные материалы.
  3. Приблизительная мощность. От неё зависит, на сколько порций еды или на какой объём помещения хватит устройства.

Материалы

Для кирпичной конструкции потребуются:

  • шамотный (огнеупорный) кирпич;
  • огнеупорная смесь для кладки;
  • бетонный раствор (для основания);
  • минеральная вата;
  • асбест;
  • целая бочка или пустой газовый баллон для колпака (не обязательно);
  • печные дверцы — топочной камеры и зольника;
  • если колпак кирпичный — толстый лист из нержавеющей стали по размеру его сечения.

Для отделки печи применяются:

  • огнеупорная краска;
  • глина;
  • камни;
  • и т. п.

Для металлической возьмите:

  1. Круглую металлическую трубу диаметром около 150 мм и длиной не более 90 мм (лучше около 60 мм ).
  2. Профилированную (прямоугольную) трубу сечением в 100—120 мм и длиной около трети круглой.
  3. Вместо трубы прямоугольного сечения, можно взять лист стали толщиной 3 мм.
  4. 3 гайки.
  5. Стальные пруты, пластины или длинные болты для ножек.

Справка. Для лучшей тяги профилированную трубу берите со стороной не больше диаметра круглой.

Подготовка инструментов

Для изготовления пригодятся:

Изготовление, размеры устройств

Вариаций на эту тему множество. Рассмотрим изготовление двух принципиально разных типов реактивной печки. Это кирпичная печь с лежанкой, которая применяется в помещении, и походная, собранная из металла. При необходимости вносятся изменения, возможны комбинации методов (например, отопительно-варочное приспособление, но сделанное из труб, покрытых глиной или камнями).

Как сделать кирпичную печь с лежанкой

Первый этап — устройство фундамента. Под него выкапывается прямоугольное углубление, которое затем заполняется бетоном.

Для прочности лучше предварительно установить арматуру. Основание должно быть строго горизонтальным.

После застывания бетонного раствора начинается укладка кирпичей . Внешние стенки располагаются по периметру бетонной площадки. Формируется камера сгорания. С одной стороны от неё размещается топочная камера с отверстием для загрузки дров. С другой - идут воздуховодные каналы.

Важно! Каждый ряд кирпичей также проверяется уровнем. Это делается в обоих плоскостях — горизонтальной и вертикальной.

В камере сгорания также оставляют отверстие для чистки от золы , которое закрывается дверцей. Когда эта камера готова, на неё надевают металлическую бочку. Промежутки заполняются утеплителем, например, минеральной ватой.

Если же бочка не используется, сверху устанавливается плита для приготовления пищи . Под неё кладётся асбестовый утеплитель.

Дымоход подключается к каналу воздуховода и выводится на улицу.

Затем готовое устройство декорируется. Например, обмазывается глиной и покрывается краской. Другой вариант — оставить кирпичную кладку.

Реактивная печь для походов

Она состоит из двух отсеков , соединённых между собой. Чтобы собрать её, для начала обрежьте трубы под углом в 45° . Если вместо второй трубы взяли металлический лист, разрежьте его на такие части:

  • две со сторонами 300 мм и 150 мм ;
  • две — 300 мм и 100 мм ;
  • и одна 150 и 100 мм .

Фото 3. Готовая реактивная печка для походов. Устройство изготовлено из металлических труб.

Затем сварите их между собой. Потребуется также ещё одна пластина для разделения топливного отсека, её размеры 200 мм и 100 мм.

Все фрагменты свариваются между собой в соответствии со схемой. Круглую трубу крепят в нижней части прямоугольной и посередине относительно боковых сторон.

Из обрезков арматуры сваривается колосниковая решётка . Её удобно сделать выдвижной, чтобы закладывать дрова и затем задвигать внутрь топки.

От трубы отпиливаются 4 кольца. Они крепятся сверху, чтобы посуда не перекрывала отверстие для тяги.

В разборном варианте устанавливаются ножки . Снизу привариваются гайки, в которые затем вкручиваются длинные болты. Есть и другой способ. Прутья или обрезки стального листа привариваются ко дну. Это менее удобно в перевозке, зато нет необходимости в сборке.

Когда конструкция готова, её нужно покрасить . Применяется только огнеупорная краска. Это убережёт от коррозии, а также прикроет следы от пайки.

Возможные сложности

При укладке кирпичей непросто точно рассчитать размер отверстий под топочную и зольную дверцы. Поэтому можно выложить ряд с дверцей без раствора , «насухо», и прикинуть, как лучше её расположить. А затем уже выложить кирпичи, скрепляя раствором.

Делая печь из труб, сложно рассчитать место их соединения. Поэтому сначала отпиливается круглый фрагмент и приставляется к прямоугольному в нужном месте. Вокруг проводится линия маркером, по которой и делается вырез. Если топливная часть собирается из отдельных пластин, удобнее будет вырезать отверстие до их сварки между собой.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором демонстрируется процесс растопки походной печи-ракеты, рассказывается о характеристиках устройства.

Плюсы использования печи-ракеты

Реактивные печи довольно экономны и в использовании. Но для сверхэффективной работы важно, чтобы топливо было сухим, иначе вторичного сгорания газов не происходит.

​

Печь-ракета не подходит для установки в бане. Дело в том, что для нужного эффекта требуется, чтобы сначала нагрелись стены помещения. А при режиме, создаваемом данной печью, нагревается именно воздух.

В качестве отопительного прибора в доме для постоянного проживания такое устройство не всегда удобно.

Некоторые источники утверждают, что свое название ракетная печь (rocket stove) получила благодаря особому звуку, который она издает во время использования. Оговоримся сразу – сильный гул слышен только во время растопки, а затем, правильно сложенная печь гудеть не должна. Звук, который вы можете услышать от хорошо сложенной конструкции, будет больше напоминать шелест, шёпот, но никак, ни звук взлетающей ракеты.

КПД печи увеличивается благодаря особенностям конструкции, которая позволяет использовать не только тепловую энергию, получаемую в результате сгорания топлива, но и дополнительную часть тепла, образуемую во время дожига пиролизного газа.

Внимание! Этот газ образуется во время сгорания дров. Его воспламенение возможно только при достаточном уровне температуры. При большом доступе кислорода или в непрогретой печи такие газы охлаждаются, не воспламеняясь и свободно улетучиваются.

Конечно, печь ракета проста в изготовлении, удобна в использовании, практична, не требовательна к качеству древесного топлива. Однако ее работа зависит от правильности расчетов и точности изготовления всей конструкции.

Общая схема устройства печи выглядит следующим образом:

  • Несмотря на простоту конструкции, сверхэффективная ракетная печь длительного горения требует точного соблюдения пропорций ее частей:
  • Диаметр дымовой трубы не меньше диаметра топливного бункера;
  • Длина горизонтального отсека зоны горения не больше половины вертикального расширяющегося участка;
  • Высота бункера для топлива равна длине горизонтального участка;
  • Длина дымохода в 6-10 раза больше высоты вертикальной камеры вторичного сгорания.
  • Теплоизолирующая саманная обмазка лежанки не меньше 2/3 высоты, над трубой дымохода не менее 15 см.

Принцип работы

В вертикальный бункер загружается топливо. При правильном устройстве печи ракеты топливо горит только в нижней части, постепенно оседая под собственным весом. Горение в камере первичного сгорания поддерживается за счет подходящего кислорода, проникающего с потоком воздуха через поддувало. Затем топливные газы свободно передвигаются в зону дожига, в результате пиролизной реакции воспламеняются, прогревают камеру вторичного сгорания и колпак. За счет разности температур в камерах первичного горения и вертикального колпака создаётся тяга, а горячий воздух проходит в дымоходный канал. Система отвода продуктов сгорания состоит их внутренней части (обогреваемой жилище) и внешней (выводящей дым и газ из помещения наружу).

Во время работы топливо сгорает практически стопроцентно, а на выходе остается только вода и углекислый газ. Длинный дымоход обеспечивает почти полное охлаждение, поэтому из трубы может течь вода. И как следствие, не требуется высокая труба, чаще всего ее выводят просто продолжением горизонтального участка через стену.

Ракетную печь можно использовать одновременно и как средство для приготовления пищи, и для отопления небольшого помещения. Особенности конструкции позволяют прогревать поверхность колпака до 400°C, этот участок печи используется как варочная поверхность, а длинный дымоход чаще всего превращается в лежак, который способен отдавать тепло до 12 часов после протопки. Эффект теплоаккумулятора увеличивается при правильно выполненной футеровке (обмазке) корпуса дымохода.

Это интересно! Принцип реактивной печи без теплоаккумулирующего кожуха используется в малых, переносных походных конструкциях. Печки такого типа используют только энергию, вырабатываемую в результате прямого горения. В данном случае количество сжигаемого топлива увеличивается, а КПД печи значительно снижается, но для приготовления пищи и обогрева палатки ее вполне достаточно.

Ракетная печь своими руками

При изготовлении печи ракеты своими руками понадобятся следующие материалы:

  • Для печи большого объема – бочки от горюче-смазочных материалов, объемом 200 л и диаметром 600 мм. Для внешнего корпуса печи среднего размера используются газовые баллоны, диаметра 300 мм (возможно использование и жестяных ведер, 400-450 мм);
  • Для огнепровода печи на основе бочки ГСМ подготавливается 135 миллиметровая стальная круглая труба или профильная (120х120 мм). Под печь с внешним корпусом из газового баллона используются круглые трубы 70 мм или профильные 70 и 150 мм;
  • Вся конструкция складывается из жести или тонкой листовой стали толщиной 2-3 мм. (Более тонкая жесть может быть использована только для устройства дымохода).
  • Теплоизолирующие прокладки из минерального картона;
  • Для дымохода – гофротруба. Диаметр трубы должен быть в полтора раза больше диаметра огнепровода;
  • Кирпич огнеупорный, шамотный лом, глина, песок. Солома (для самана);
  • Фурнитура для печи (дверцы топливника и зольника). Обязательное требование – цельность, герметичность, которая обеспечивается прокладками из минерального картона.

Преимущества и недостатки

Главное преимущество – простота монтажа – нами уже упоминалось, однако, данный тип печей завоевал популярность благодаря еще дополнительному ряду особенностей.

  1. В качестве топлива можно использовать дрова, дерево любого качества и состояния. Конечно, для реакции горения пиролизных газов сырых дров потребуется большая температура, но и в таком случае в результате первичного сгорания топлива будет выделяться тепловая энергия, которой достаточно для кипячения воды, приготовления пищи;
  2. Несмотря на простоту конструкции, тепловая отдача, на которую способна печь ракета изготовленная на основе бочки ГСМ может достигать 18кВт. Таких параметров достаточно, чтобы обогревать помещение до 20 м². Малая печь (на основе газового баллона) при соблюдении всех правил установки и монтажа, может иметь мощность до 10кВт.
  3. Хорошо протопленная реактивная печка способна длительное время сохранять тепло, в течение полусуток (до 12 часов) не требуя дополнительных подтопок.

Однако, нельзя упомянуть о некоторых недостатках конструкций данного типа:

  1. Некоторые виды ракетных печей нельзя использовать для нагрева воды с последующей подачей в радиаторы или в систему горячего водоснабжения, т.к. в принципе присоединение дополнительных теплообменников (змеевиков) нарушает герметичность внутреннего бункера, или снижает его теплоизоляционные характеристики, что ведет к невозможности использования технологии дожига пиролизных газов;
  2. Общая регулировка работы печи возможна только за счет уменьшения или увеличения количества дров. Поддувало, которым регулируется поток воздуха, используется только для первичного розжига.
  3. Ракетная печь не относится к конструкциям быстрого действия. (Напротив, она требует достаточно длительного подготовительного времени на растопку и обогрев собственного корпуса и столь же долго остывает). Поэтому такую конструкцию невозможно использовать в гаражах, банях.

Видео

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:

  1. Попытаться найти готовое заводское изделие.
  2. 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.

 
Статьи по теме:
Притяжательные местоимения в русском языке
Притяжательные местоимения в русском языке
Русский язык богат, выразителен и универсален. Одновременно с этим он является весьма сложным языком. Чего стоят одни склонения или спряжения! А разнообразие синтаксического строя? Как быть, например, англичанину, привыкшему к тому, что в его родном языке
Святая праведная анна, мать пресвятой богородицы
Святая праведная анна, мать пресвятой богородицы
Все о религии и вере - "молитва св праведной анне" с подробным описанием и фотографиями.Память: 3 / 16 февраля, 28 августа / 10 сентября Праведная Анна Пророчица происходила из колена Асирова, была дочерью Фануила. Вступив в брак, она прожила с мужем 7 ле
Психология богатства: привлекаем деньги и успех силой мысли
Психология богатства: привлекаем деньги и успех силой мысли
Материальное благополучие - то, к чему стремится каждый человек. Для того, чтобы деньги всегда водились в кошельке, а дела завершались успешно, важно иметь не только хорошие профессиональные навыки, но и соответствующее мышление. Силой мысли можно воплоти
Полтавское высшее военное командное училище связи
Полтавское высшее военное командное училище связи
ПВИС - Полтавский Военный Институт Связи - высшее военное учебное заведение, выпускавшее офицеров-связистов для вооружённых сил СССР и Украины. История института 11 января в 1968 году было подписано Постановление Совета Министров СССР за №27, а 31 янва