Читайте в статье
Ракетные печи (РП) появились в США на границе XX–XXI веков и были призваны заменить традиционные «буржуйки» в виду крайней неэффективности последних.
Они, аналогично русским печам, предназначены для обогрева спального места, однако в отличие от последних потребляют во много раз меньше дров, а после окончания топки отдают тепло 5–15 часов, то есть идентичны кирпичным тонкостенным печам.
История появления
Одними из авторов этой спорной конструкции являются Янто Эванс и Лесли Джексон, которые даже выпустили книгу о своих разработках, в которой называют РП сверхэффективной. В книге представлены не только пошаговые инструкции по возведению ракетных печей различных размеров, но также картинки со схемами, чертежи.
В основе их трудов лежит попытка добиться от традиционной металлической печи, которую в России называют «буржуйкой», экономичного расхода дров.
Во время своих экспериментов они преследовали две цели:
- улучшить сгорание дров, получая больше тепловой энергии с того же объема древесины и сокращая количество не окисленного углерода в дыме;
- более эффективно использовать тепловую энергию, ведь в обычной «буржуйке» раскаленный дым без всякой пользы вылетает в трубу.
Разработанная ими уникальная горелка обеспечивала более эффективное горение древесины, чем традиционная колосниковая топка (отличия от колосниковой), но достигалось это увеличением количества подаваемого воздуха, что одновременно приводило к охлаждению дыма.
По сравнению с «буржуйками» такая конструкция действительно была эффективной, но вот обогреть дом полностью она не могла, вместо этого ракетная печь с массивным теплонакопителем (РПМТ) обогревала лишь небольшое пространство, остальной же дом оставался холодным.
Подобная конструкция была эффективна лишь в южных регионах, в северных же ее есть смысла ставить в домах с минимальными теплопотерями, к примеру, построенными из самана (Дом из самана) и оснащенными рекуперационной системой вентиляции, а также отличающийся небольшими размерами (10–30 м2).
Устройство и принцип работы
Чтобы понять принцип работы РПМТ, необходимо рассматривать ее как совокупность отдельных элементов, в каждом из которых происходят какие-то процессы.
Вот эти элементы:
- Топливник.
- Участок пиролиза.
- Камера дожига.
- Зольник.
- Колпак.
- Теплоаккумулятор.
- Дымовая труба.
Топливник
В отличии от остальных печей, в которых топливник одновременно является и местом горения дров, в РП он служит лишь для хранения топлива и его подачи к колосниковой решетке. Благодаря тому, что топливник представляет собой прямоугольную трубу, установленную под углом 60–90 градусов, дрова по мере прогорания скатываются вниз и оказываются на колосниковой решетке.
Снаружи топливник закрыт откидывающейся крышкой, поэтому поступления воздуха через него не происходит, что и исключает горение топлива в нем. Внутри топливника, по бокам или снизу, расположен канал подачи воздуха, двигаясь по которому, последний нагревается, поэтому минимально охлаждает зону горения.
Участок пиролиза
Пиролиз (пиролизный газ и его применение) – это термическое разложение углеводородов, результатом которого является появление водяного пара и горючих пиролизных газов. Минимальная температура, при которой начинается этот процесс, составляет 250 градусов, причем чем она выше, тем эффективней протекает процесс.
Пиролизный участок расположен рядом с колосниковой решеткой и захватывает часть топливника, однако из-за того, что воздух поступает только снизу и низом уходит в камеру дожига, огонь, охвативший нижнюю часть дров, не идет вверх. Ведь в верху нет притока воздуха, а значит нет горения и роста температуры.
Когда РП выходит на рабочий режим, температура на участке пиролиза превышает 500 градусов, из-за чего стенки раскаляются и краснеют. Наиболее эффективно пиролиз протекает в тех печах, где топливник и камера дожига утеплены, там температура может достигать отметки 1000 градусов.
Чем выше температура на участке пиролиза, тем меньше отходов остается после сгорания древесины, ведь выгорает даже древесный уголь.
Камера дожига
Температура на участке пиролиза ограничена малой подачей воздуха, ведь там древесину превращают в горючий газ и нагревают его до температуры, при которой начинается реакция окисления углерода и водорода, а основное горение происходит в камере дожига, представляющей собой перевернутую «Г».
При этом возникает интересный физический эффект – раскаленные и частично горящие газы, благодаря огромной температуре, стремятся вверх, что создает тягу даже при отсутствии дымовой трубы.
Вторичный воздух, необходимый для окисления углерода, подводят по специальному каналу, который проходит вплотную с раскаленной стенкой участка пиролиза, благодаря чему кислород нагревается и не охлаждает находящуюся в камере смесь.
Двигаясь вверх, поток раскаленных газов увлекает за собой воздух (эффект Бернули), благодаря чему оба вещества перемешиваются и там, где рядом с одной молекулой углерода расположены две молекулы кислорода, происходит реакция окисления с выделением тепла и пламени.
Меняя количество поступающего воздуха, добиваются наиболее эффективного дожига газов, благодаря чему из камеры выходят языки пламени, температура которых превышает 1000 градусов.
Зольник
Этот элемент расположен под колосниковой решеткой, поэтому в него падают негорючие остатки древесины. В некоторых РП через зольник подводят первичный воздух к участку пиролиза, такой способ хоть и менее эффективен, зато проще в реализации.
Обычно эту деталь изготавливают в виде выдвижного ящика, который вытаскивают и опорожняют по мере наполнения золой.
Колпак
Колпак, он же теплообменник, устанавливают над трубой камеры дожига, а его основной задачей является изъятие тепла из продуктов горения и нагрев окружающего пространства.
Температура дымовых газов на выходе из камеры дожига составляет в среднем 900 градусов (800–1100), а уже на выходе из теплообменника температура дыма падает до отметки 25–350 градусов. Это происходит из-за крайне маленькой мощности горелки, поэтому мы рекомендуем дым направлять в трубу, минуя любые теплонакопители, в этом случае будут минимальные проблемы с конденсатом.
Теплоаккумулятор
В своей книге Янто Эванс и Лесли Джексон рекомендуют после теплообменника ставить теплоаккумулятор, по их классификации, массивный теплонакопитель. Проблема в том, что ракетная горелка обладает крайне малой тепловой мощностью, поэтому любой теплонакопитель, вне зависимости от его размеров, будет охлаждать дымовые газы, что приведет к выпадению конденсата.
Если бы мощность РП была достаточной, то выпавший в начале топки конденсат высыхал бы уже к середине протапливания, однако этого не произойдет, ведь количество выделенного тепла прямо пропорционально количеству сожженных дров.
Поэтому уже через месяц теплонакопитель пропитается дегтем, креозотом и другими веществами, входящими в состав конденсата, а также обладающими сильным резким запахом, которым вскоре пропитается весь дом.
Единственный способ справиться с этой проблемой — увеличить мощность РП, из-за чего теплообменник превратится в аналог (печи из бочки), поэтому его поверхность нагреется до нескольких сотен градусов и находиться рядом с ним будет некомфортно. Это лишит РПМТ шарма, описанного в соответствующей книге, и сделает невозможным обогрев минимальным количеством дров.
Дымовая труба
По уверениям Янто Эванса и Лесли Джексон для нормальной работы РПМТ не требуется высокая дымовая труба, ведь тягу формирует не труба, а теплообменник. Доля истины в этом есть, ведь раскаленные газы гораздо легче воздуха, поэтому стремятся вверх, а встречаясь со стенками колпака, остывают и движутся вниз, то есть работает тот же принцип, что и в обычной колпаковой печи.
Вот только без длинного дымохода любой более-менее сильный порыв ветра может опрокинуть пламя и погнать дым в обратную сторону. В кирпичных печах этого не происходит из-за большой мощности топочной камеры, а вот владельцы газовых котлов нередко встречаются с ним.
Те, кто поставят в своих домах РПМТ, но не оснастят их длинным утепленным дымоходом, рискуют встретиться с опрокидыванием дыма даже при небольшом ветре, поэтому им придется устанавливать на трубу приспособления, исключающие такое развитие событий.
Также им придется постоянно сталкиваться с проблемой конденсата, ведь после теплонакопителя температура дыма вряд ли превысит 100 градусов, а это не хватит для испарения жидкости.
Преимущества и недостатки
Единственным преимуществом РП является обогрев относительно небольшого пространства с минимальным расходом дров, обеспечивая экологичное сжигание с минимальным выбросом токсичных недогоревших газов.
По словам Янто Эванса и Лесли Джексон, нет смысла отапливать весь дом, достаточно лишь обогреть пространство, где работает или обитает человек, при этом во всем остальном доме допустима температура чуть выше нуля градусов, чтобы не замерзала вода.
Поэтому установка РПМТ в обычном доме, без хорошего утепления и продуманной системы вентиляции, а также забора воздуха для работы печи не из помещения, а с улицы, бессмысленна.
В этом и кроется главный недостаток ракетной печи – она предназначена для решения узкого круга задач, например:
- готовки еды в полевых условиях на открытом огне с минимальным расходом дров;
- обогрева небольшого пространства (2–5 м3) в хорошо утепленных домах;
- обогрева хорошо утепленных домов площадью 10–20 м2 при использовании системы «Живой дома».
Кроме того, подобная конструкция крайне требовательная к влажности дров, поэтому сырые, или даже пролежавшие год в сарае поленья, скорее всего будут гореть крайне плохо, а даже за время одной топки конденсата набежит не меньше четверти литра.
Из-за того, что тягу создает не дымоход, а труба теплообменника, любой, даже не слишком сильный порыв ветра, может привести к опрокидыванию пламени, после чего весь дым пойдет в помещение, поэтому топить такие печи без постоянного присмотра нельзя.
Варианты реализации
Существует 3 основных варианта реализации РП:
- Варочная печь.
- Обогреватель с теплообменником.
- РПМТ.
Варочный вариант изготавливают из различных материалов, наиболее популярными из которых являются:
- сталь;
- кирпич;
- глинопесчаная смесь (глинобитный вариант).
Обогреватель ракетной печи с теплообменником изготавливают из кирпича или глинопесчаной смеси, а колпак делают из кирпича или металла, чаще всего стальной бочки различной емкости.
Ракетную печь с массивным теплонакопителем делают из:
- кирпича;
- бетона;
- глинопесчаной смеси.
Как построить печь самому?
В этом разделе мы расскажем, как своими руками, используя подручные материалы, построить различные варианты ракетной печи для гаража или дачи, включая РПМТ, а также поможем избежать наиболее частых ошибок. Для постройки каждого типа подобной печи потребуется свой набор инструментов и материалов, однако ничего сложного или дефицитного не будет.
Варочная
Это самый примитивный вариант РП, для реализации которого вам даже не потребуются инструменты. Все что нужно – это ровная, хорошо утрамбованная площадка и 20–30 полнотелых кирпичей, хотя если сложить печь на кладочный раствор (как сделать раствор), то она будет более долговечной.
Сама печь представляет собой кладку «четверик», сложенную из шамотной лещадки размером 230х115х40 мм, обрезанной до длины 215 мм и поставленной на ребро, благодаря чему сечение канала составляет 175х175 мм.
На втором и третьем ряду создают зольник и щель для подсоса воздуха. Можно улучшить конструкцию, приделав к ней кирпичный топливник с вертикальной или горизонтальной укладкой дров, главное, чтобы он был в несколько раз ниже камеры дожига.
Если же вас интересует, как сделать такую же ракетную печь из металла, из круглой или квадратной трубы, то читайте эту статью (РП из профильной трубы).
Обогреватель с теплообменником
Такой обогреватель будет эффективно выполнять функцию варочной печи, однако это снизит общую теплоотдачу, поэтому мы рекомендуем делать его именно в отопительном варианте, порядовку которого вы найдете ниже.
Благодаря тому, что теплообменник нагревается до температуры 250–400 градусов, эта конструкция составляет серьезную конкуренцию печам из бочек (ГК печи из бочек), ведь греет сопоставимо с ними, а потребляет намного меньше дров.
Если обложить теплообменник снаружи керамическим кирпичом, то температура его наружной поверхности редко будет превышать 70 градусов, зато после протопки он будет греть 10–20 часов, то есть вы получите экономичный аналог маломощной теплоемкой печи.
Чтобы построить такую конструкцию, вам потребуются:
- Шамотный кирпич или лещадка.
- Керамический кирпич.
- Базальтовая или каолиновая вата.
- Стальная или нихромовая проволока.
- Обычный и шамотный кладочный раствор.
- Стальная бочка (объем зависит от размера печи).
- Поддувальная дверца.
- Варочная плита (если вы хотите готовить на ней).
- Нержавеющая сталь различной толщины для изготовления водогрейного бака и желоба отвода конденсата.
- Керамический кран для слива конденсата и пластиковые или нержавеющие трубы к нему.
Также вам потребуются инструменты:
- болгарка (углошлифовальная машина, УШМ) с дисками по металлу и камню;
- сварочный полуавтомат с проволокой по нержавейке;
- дрель с набором сверл по металлу и насадкой для перемешивания раствора;
- обычный или лазерный уровень;
- отвес;
- рулетка;
- молоток;
- кельма;
- емкости для замешивания раствора и замачивания кирпича.
Вот порядок действий:
- Изучите книгу, ссылка на которую есть в начале статьи, особое внимание уделите информации, изложенной на страницах 28–32, ведь там указаны правильные соотношения сечений и размеров элементов печи.
- Определите оптимальные размеры своей печи. Если вам нужны варочная поверхность и водогрейный бак, то учитывайте их.
- Подберите место для установки РП, ведь она будет эффективно нагревать лишь небольшое пространство, а значит, лучше ставить ее там, где вы проводите больше всего времени.
- Тело печи, то есть топливник, участок пиролиза и камеру дожига (трубу) выкладывайте из шамотного кирпича в четверть, это обеспечит их быстрый прогрев без сильного перегрева.
- Обязательно утепляйте трубу (камеру дожига), ведь чем меньше в ней будут теплопотери, тем эффективней сгорят и догорят пиролизные газы.
- После того, как вы сложите эту трубу, устанавливайте металлическую бочку (перед установкой убедитесь, что она герметична), затем стык металла и кирпича тщательно обмажьте кладочным раствором, можно даже саманом, то есть с добавлением соломы.
- Прочистные отверстия закрывайте вышибными кирпичами, они более герметичны, чем чугунные дверки.
- Дым отводите на улицу через утепленную трубу.
- Обязательно предусмотрите места для скопления конденсата и способ его слива без потери герметичности всей системы.
- После окончания кладки просушите печь, как описано тут.
РПМТ
Главное отличие этой конструкции от описанной в предыдущем разделе заключается в том, что все еще горячий дым (температура 300–400 градусов без водогрейного котла) не отводят на улицу, теряя драгоценное тепло, а пускают на нагрев какой-то встроенной мебели.
Причем делать такую мебель желательно из самана, а каналы в ней из нержавеющей стали, причем располагая их под уклоном, это позволит отводить и сливать конденсат, который будет там образовываться постоянно.
Ведь из-за малой мощности самой печи невозможно прогреть эту встроенную мебель до такого уровня, чтобы выпавший конденсат испарялся, а оставшаяся после него сажа сгорала.
Несмотря на то, что Янто Эванс и Лесли Джексон утверждают достаточность низкого дымохода, мы рекомендуем делать его длиной несколько метров – чем он выше, тем ниже шанс опрокидывания пламени в печи. Учитывая, что температура дыма в трубе редко превышает 50 градусов, необходимо создать условия для отвода конденсата от нее, в противном случае она развалится через несколько лет.
Создавать встроенную обогреваемую мебель можно различными способами, например, построить опалубку и заполнить ее густым саманным раствором с битым бетоном в качестве наполнителя, или сделать по глинобитной технологии, о которой мы рассказывали тут. Главное условие – сечение каналов должно соответствовать сечению остальных элементов печи, а их общая длина не должна превышать 6–9 метров.
Ракетная печь на отработке
Основные элементы печи на отработке ничем не отличаются от обычной РП или РПМТ, разница только в наличии испарителя, о котором мы подробно рассказывали тут (Печи на отработанном масле: устройство, принцип работы, преимущества) и дымососа.
Сама же ракетная топка (камера дожига), равно как и все остальные элементы, одинаково хорошо работают на любом виде топлива.
Где брать чертежи?
Единственными достоверными источниками чертежей подобных печей являются книга «Ракетные печи» и ветки обсуждений на тематических форумах.
На тех же форумах вы найдете обсуждения, касающиеся принципов работы подобных конструкций и опыт их реального применения, потому что книга, да еще и написанная на основании опыта, полученного в Африке и Южной Америке, это одно, а эксплуатация в России — совсем другое.
Поэтому мы подготовили ссылки на самые интересные из таких обсуждений:
- www.forumhouse.ru.
- www.chipmaker.ru.
- forum.stovemaster.ru.
- fermer.ru.
- forum.guns.ru.
- popgun.ru.
- forum.anastasia.ru.
- rus-sur.ru.
- leiming.ru.
- www.yaplakal.com.
- stroiteli.info.
- forum.dwg.ru.
- egiki.ru.
- hunt72.ru.
Видео
В видео ниже автор показывает, как сделать печь ракету самому по чертежам из интернета, данная ракетная печь подойдет для использования на рыбалке, в гараже или во дворе частного дома:
Заключение
Ракетные печи являются хоть и весьма спорным способом обогрева дома, но отличаются крайне низким расходом дров, ведь они не только эффективно сжигают древесину, но и греют не всю комнату, а лишь небольшое пространство.
Кроме того, их установка оправдана только в небольших, но хорошо утепленных домах с продуманной системой вентиляции.