Всегда самые простые и удобные решения пользуются большой популярностью. Особенно, когда дело касается отопительных сооружений. Так вот ракетная печь — идеально подойдёт для использования в частном доме, так как умельцы сами смогут её сконструировать, не сильно опустошая кошелёк. Тем более, что принцип печи-ракеты даёт возможность подстроиться под любой дизайн дома.Такой же принцип использовался в Корее и Китае для обогрева своих домов зимой. Плюс в том, что дров при таком виде отопления тратится значительно меньше, чем в традиционной русской печи.
Работа этой печи основуется двумя базовыми принципами:
Ракетную печь можно топить вторичными материалами, обрезками деревьев и практически всем потенциально горящим, так как на выходе из печи из-за высоких температур горения в самой печи выделяется практически только углекислый газ и водяной пар. Длинный дымоход обеспечивает полное охлаждение, вследствие чего возможны выделения воды. При правильной конструкции данной печи топливо должно гореть только в нижней части, постепенно оседая.
Одновременное использование ракетной печи для приготовления пищи и для отапливания помещения делает её универсальной.
Реактивная печь с лежанкой — наиболее производительный вариант для дома
Несмотря на столь бешеную популярность в мире, в странах СНГ реактивная печь длительного горения известна лишь единицам. И это довольно странно, ведь в некоторых регионах нашей страны холода длятся более, чем полгода.
Ракетная или реактивная печь, вопреки своему названию, не подразумевает ничего сверхъестественного в своей конструкции. Никаких турбин здесь вы не найдете. Но все же есть в такой конструкции нечто сходное с космическим транспортом — и это поток пламени, отличающийся высокой интенсивностью, а также характерное гудение, возникающее в процессе работы.
Реактивные печи отопления устроены предельно просто, но несмотря на это в них используются передовые методики сжигания топлива. Рассмотрим, что же делает данную конструкцию столь эффективной:
Важно! Самая простая конструкция «ракеты» представляет собой трубу большого диаметра с характерным изгибом. При этом один ее участок является короче другого. Он устанавливается горизонтально и предназначается для закладки дров.
Рассмотрим процесс работы печи более подробно:
Совет! Чтобы реактивная тяга в печи стала еще сильнее, конструкцию следует оборудовать топочной дверцей. Работает это следующим образом: когда сечение воздушного канала уменьшается, то происходит прекращение подачи кислорода в топку. Таким образом, традиционный процесс горения перерастает в пиролиз, при котором древесина начинает тлеть и разлагаться. При этом процесс прогорания топлива замедляется, а потому тепло выделяется дольше.
Важно! Самая простая печь-ракета своими руками обычно используется для разогрева или приготовления пищи. Для этого необходимо лишь установить специальную площадку на вертикальном участке печи.
Несмотря на всю простоту своего устройства, печь реактивного горения имеет целый ряд преимуществ:
К недостаткам таких агрегатов относятся:
Существует несколько вариантов подобного оборудования:
Важно! Самыми сложными в изготовлении являются кирпичные агрегаты, поскольку они требуют определенных навыков каменщика. Однако при наличии детальных порядовок и элементарной прилежности, с работой сможет справиться даже начинающий специалист.
Теперь рассмотрим поподробнее, что же представляет собой каждый из вышеописанных вариантов.
Такие конструкции являются наиболее простыми по устройству. Они представляют собой трубы, которые могут быть или согнутыми, или сваренными из отдельных отрезков. В данной конструкции может быть лишь одно усовершенствование; оно касается монтажа специальной перегородки, посредством которой обустраивается зольник. В ней предусматривается специальная прорезь, посредством которой происходит воздушный подсос.
Очень часто в нижней части загрузочной камеры устанавливается колосник, посредством которого осуществляется подача воздуха прямо в зону горения. В проем, предназначенный для закладки дров, устанавливается специальная дверца, необходимая для регулировки подачи воздуха.
Совет! Поскольку мобильная печка предназначена в основном для приготовления пищи, то в верхнем срезе дымоходной трубы желательно предусмотреть подставку для установки посуды.
Это следующий этап в эволюции отопительных приборов реактивного типа. Благодаря усложненной конструкции, такая печь обладает большими показателями экономичности и тепловой мощности. При этом изготовить такую печь можно из подручных средств. Понадобится баллон из-под газа, несколько обрезков стальных труб с толстыми стенками, а также лист металла, имеющий 5 мм в толщину.
Совет! Вместо баллона для корпуса может использоваться бачок из-под ГСМ или отрезок трубы, диаметр которой превышает 30 см. Обязательным требованием является наличие толстых стенок конструкции.
Особенности работы печи из баллона заключаются в следующем:
Важно! Для создания оптимального уровня тяги необходимо расположить верх дымоходной трубы на 4 метра выше загрузочного окна.
Комбинированная печка представляет собой агрегат, изготовленный из металлической бочки и кирпича. При этом шамотный кирпич используется не как облицовочный материал, именно из него выкладываются внутренние камеры и топливник. Таким образом, получается стационарный отопительный аппарат, который изготовлен из материалов высокой теплоемкости, а потому отлично накапливает тепло, осуществляя его отдачу в течение нескольких часов.
Совет! Это оптимальный вариант для обогрева жилых помещений.
Один из недостатков реактивных печей заключается в выведении большей части тепла посредством дымохода. Однако этим грешат практически все конструкции, работающие на твердом топливе. И в данном случае этот минус можно легко исключить посредством существенного увеличения длины дымоходных каналов.
Речь идет о реактивных печах с лежанкой, которые являются отличным воплощением данной идеи. Такие агрегаты могут быть изготовлены из бутового камня или кирпича, в качестве декора используя пластичную массу, созданную из опилок и глины. Высокая теплоемкость используемых материалов позволяет таким конструкциям удерживать тепло в течение всей ночи, что вкупе с экономичностью делает подобные конструкции прекрасным выбором для помещений жилого типа.
Рассмотрим изготовление печи с лежанкой. Благодаря своим высоким техническим характеристикам она является элитой среди отопительных приборов. Это наиболее сложная по устройству конструкция, но благодаря предоставленным ниже схемам и чертежам, построить ее будет не так уж и тяжело. Среднее время строительства составляет около трех дней.
Пошаговая инструкция предполагает проведение следующих работ:
Совет! Чтобы сделать фундамент более прочным, можно использовать арматуру или строительную сетку, которая укладывается сверху на кирпичное основание.
Совет! Выкладывая внутренний канал, необходимо строго контролировать вертикальность конструкции, используя для этого строительный уровень или обвес.
Совет! Опилки в замазке выполняют роль щебня в бетоне. Они используются для того, чтобы такая поверхность не растрескалась в процессе высыхания.
Важно! Если канал не установить, то печью будет осуществляться потребление теплого воздуха непосредственно из помещения.
Совет! Проводить испытания конструкции следует только после полного высыхания обмазки самана. Если же запустить печку раньше, можно вызвать тем самым растрескивание декоративного слоя.
Печь ракетного типа — это экономичный вариант для обогрева жилья и приготовления пищи. Такая конструкция отличается сравнительной простотой, но при этом имеет высокий КПД и длительность автономной работы.
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.
Но едва ли не более примечательна «реактивная печь» огромным количеством связанных с ней, временами совершенно несуразных выдумок. Вот, к примеру, несколько выхваченных наугад перлов:
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.
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.
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.
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…
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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:
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.
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.
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.
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.
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:
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
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.
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.
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 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
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.
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:
Подобная конструкция дает довольно много ощутимых преимуществ по сравнению с обычной печью:
Конечно, есть у этой конструкции и определенные недостатки, однако их немного:
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.
Ввиду особенностей конструкции такая печь требует соблюдения особых правил топки. Однако все они достаточно простые:
Строго говоря ракеты имеют одно и то же устройство. Классификация конструкций основана на сложности той или иной системы – прежде всего на таких признаках:
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:
Очевидно, что подобная ракета отлично подойдет для полевой кухни, но для прогрева помещения такая печь не годится – пары выходят непосредственно в трубу.
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:
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.
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:
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.
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.
За основу можно взять такой чертеж (слева – печь, снизу – лежанка в разрезе, сверху – схема изолирующей футеровки).
Цифрой 1 обозначены:
Важно учесть следующие особенности конструкции:
Цифрой 2 обозначены:
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:
Наконец, цифрой 5 обозначены:
Схема спального места выглядит так.
Габариты можно подобрать самостоятельно исходя из своих потребностей. Технология простая:
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.
Теперь – о конструкции самой печи ракеты. Прежде всего, нужно сделать корпус из металлической трубы, в идеале – газового баллона. Схема процесса представлена ниже.
Технология следующая:
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:
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.
Следующий этап – заполнение опалубки смесью теплоизоляции (по высоте бортов). В итоге высота опалубки с учетом смеси должна быть около 10-11 см.
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.
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.
На последних этапах нужно выполнить следующие работы:
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.
Этот прибор, несмотря на наши бравые космические достижения, в нашей стране еще пока мало, кому известен. И уж совершенно точно, только единицы интересуются тем, как сделать ракетную печь своими руками, поскольку не понимают принципа ее работы.
Это относительно новое слово в отечественной отопительной среде, пришедшее из Германии. Залогом небывалой популярности на родине выступают простая дешевая конструкция вкупе с высоким КПД и при малейшем отсутствии признаков сажи. Учитывая то, что изготовить самостоятельно оборудование совсем несложно, мы расскажем, как это сделать, приведем чертежи, рекомендации специалистов, видео и фото.
Как ни странно, но само название «ракетная печь» никакого отношения ни к космосу, ни к собственно ракетам не имеет. Единственная аналогия, которая может отдаленно об этом напомнить - струя пламени, поднимающаяся наверх в мобильных установках.
Конструктивная особенность печи заключается в наличии колпака, куда поступают дымовые газы и где происходит окончательное сгорание осадка. Под колпаком температура уже в течение первых 2-х часов повышается до 1000 0 С, в результате чего все сгорает без осадка, а выхлоп формируется только в виде пара и углерода. При этом газы свободно циркулируют по каналам без принудительной тяги, которая обычно создается дымоходной трубой.
Такая конструкция позволяет использовать печь не только для отопления помещения, но и для нагрева пиши или воды (на колпаке). Если дымоход пустить через определенный участок комнаты, вплоть до лежака, он также будет нагреваться.
В числе основных преимуществ ракетных печей можно отметить следующее:
Самая простая ракета работает по формуле прямого горения - это мобильные конструкции, которые легко собираются в походных условиях буквально из подручных материалов и также легко демонтируются.
Если речь идет только о первых этапах самостоятельного изготовления ракетной печи (см.видео), то знакомство все же стоит начать с простейшей конструкции. Походная печка представлена в виде загнутого отрезка трубы, где объединены топливная камера и зольник.
Для топлива к нижней части приваривается стальная пластина, на дне которой прорезается отверстие для подсоса воздуха.
Можно для изготовления использовать любую прямую цилиндрическую емкость - на чертеже печи ракеты видно, как происходит процесс прямого горения.
Видео 1 Простая конструкция переносной варочной ракетной печи
Если под рукой есть 20-30 кирпичей, простую ракетную печь можно сделать своими руками всего за несколько минут. Причем для кладки не понадобится никаких клеящих составов.
Выкладываете из кирпича, как показано на фото, вертикальную камеру сгорания. При этом посуда на колпак ставится таким образом, чтобы не препятствовать движению выделяемых газов
Кирпичная печь ракетного типа своими руками:
Чтобы подобная конструкция работала хорошо, необходима теплая труба. Этот термин среди печников обозначает предварительный прогон щепок и бумаги, чтобы труба прогрелась. В холодной трубе будет застой газа, что затруднит нагрев. А уж если труба теплая, тогда при поджиге дров в канале появляется мощная тяга.
Для справки. В указанных выше простейших конструкциях из газового баллона или трубы есть существенный недостаток - вертикальная загрузка дров. С каждым разом приходится подвигать дрова в камеру, когда они прогорают и только после этого подкладывать. Стационарные ракетные печи на угле или длительного горения предусматривают уже вертикальную закладку, что многократно упрощает эксплуатацию.
Фото 6 Конструкция стационарной печи-ракеты
Для того, чтобы сделать такой агрегат своими руками, необходимо определиться с габаритами и конструктивными элементами.
Как работает ракета:
Как видно из чертежа, за основу принимается диаметр колпака (D), который закрывает верх трубы, и его поперечное сечение (S).
На основании этих показателей рассчитываются размеры ракетной печи:
Если вы делаете стационарную ракетную печь своими руками, обязательно обратите внимание на футеровку верхней части трубы. Это необходимо для изоляции жаровни от стенок печи, чтобы не допустить перегрева стенок. Для футеровки можно использовать шамотные кирпичи.
Примечательно, что в защите нуждаются не только стенки, но и сама футеровка. Для того, чтобы оградить ее от горючих газов, можно создать металлическую обшивку и засыпать ее речным песком. С этой целью можно использовать любой подручный металлический предмет - бочку, ведро, оцинковку.
Песок в ведро засыпается слой за слоем, при этом каждый обильно поливается водой для надлежащей утрамбовки. Когда наполнили защиту песком доверху, оставляете на 7-10 дней на просушивание.
Футеровка жаровни делается гораздо быстрее - на глиняный раствор укладывается шамотный кирпич, а в пространство между последним и стенкой также придется послойно засыпать песком - с водой и временем на просушку.
Все дальнейшие работы по монтажу ракетной печи реактивного типа продолжаются только послу того как высохнет не только футеровка, но и глиняная защита, которая наносится поверх верхнего среза.
Перед тем, как делать стационарную конструкцию, потренируйтесь на походном образце. Уже после первого опыта станет понятно даже, если вы не читали книги для ракетных печей.
В этой статье мы приведем пример походной установки, для чего не понадобятся никакие кладочные или отделочные материалы.
Необходимые материалы:
Шаг 1. Вырезаете в боковине одного из ведер отверстие по диаметру трубы на высоте 5 см от днища. Высоты должно хватит для того, чтобы засыпать в ведро щебень или песок.
Шаг 2. Разделяете трубу на 2 части - короткий загрузочный участок и блинное колено-дымоход.
Шаг 2. Вставляете трубу в отверстие в ведре.
Шаг 4. Вырезаете по аналогии с п.1 отверстие в ведре, но уже непосредственно в днище. Диаметр отверстия соответствует диаметру трубы. Вставляете трубу.
Шаг 5. Засыпаете в ведро песок или щебенку, которые будут выступать как аккумулятор тепла жаровой трубы.
Шаг 6. Изготовление ножек или подставки. Для этого подойдет обычная арматура, которую сгибают под давлением и вырезают основу.
Это усложненный усовершенствованный вариант, для изготовления которого понадобится уже использованный газовый баллон и прямоугольная труба 4 мм.
Схема остается точно такой же с тем лишь исключением, что горючие газы отводятся сбоку через отверстие, а не сверху, как это происходит с походными образцами.
Если есть необходимость готовить пищу или подогревать ее верхняя часть баллона с краном срезается, а поверх наваривается плоская пластина.
Видео 2 Делаем печь-ракету своими руками
