Монтаж печи-ракеты своими руками: чертежи, модели и процесс изготовления

Преимущества и недостатки пиролизных печей

Ничто в этом мире не является идеальным, поэтому даже дровяные печи длительного горения не лишены недостатков. Основными из них являются следующие:

• Цена на современные технологичные пиролизные печи длительного горения с хорошими показателями по КПД будет довольно высокой. Впрочем, можно существенно сэкономить средства, сконструировав отопительный прибор своими руками.
• Пиролизные котлы промышленного производства зачастую требуют обеспечения дополнительным бесперебойным электропитанием своих вспомогательных узлов: систем нагнетания воздуха (наддува камеры сгорания), насосов водяного отопительного контура, датчиков, и.т.д.
• Печи длительного горения являются более привередливыми в плане требований ко влажности дровяных поленьев. Недостаточно просушенные дрова, помещенные в топку пиролизного котла, легко могут потухнуть, прекратив работу всей отопительной системы.
• По сравнению с газовыми (электрическими) котлами, бойлерами или колоноками, печи длительного горения имеют значительно большие размеры, а также требуют наличия дополнительного свободного пространства для хранения дров.
• Подбрасывать топливо для пиролизного котла придется вручную, эту операцию нереально полностью на 100% автоматизировать.
• Более сложное устройство водяного контура по сравнению с отопительными установками иных типов. Дело в том, что слишком переохлажденный теплоноситель, вернувшись из батарей в теплообменник котла, может прервать тление дров и погасить топку. Чтобы избежать подобную ситуацию, приходится монтировать дополнительную трубу (так называемый «байпасс»), позволяющую подмешивать к холодной воде уже подогретую. Естественно, с ростом сложности конструкции контура отопления увеличивается и общая стоимость всего устройства.

На первый взгляд, перечень недостатков дровяных печей длительного горения кажется весьма внушительным. И у многих возникает закономерный вопрос: почему этот тип печей настолько популярен и пользуется таким хорошим спросом? Ответ прост и очевиден: все недостатки пиролизной установки с лихвой компенсируются теми преимуществами, которые получает хозяин такого устройства:

Энергия топлива используется практически на 100%. Все загруженные дрова сгорят дотла, полностью передав свое тепло отапливаемому помещению. Качественные печи длительного горения промышленного изготовления имеют фантастические показатели коэффициента полезного действия, вплоть до 90 процентов. Для большей наглядности мы приведем ниже таблицу, в которой сравнивается эффективность работы котлов различных видов.

Сравнение показателей эффективности использования топлива в котлах разных типов

• Дровяные печи длительного горения удобны и просты в обслуживании, они почти не производят никаких отходов. От дров не остается ничего, кроме горсти золы.
• Экологичность отопительной системы. При полноценном пиролизном горении в атмосферу выделяется только водяной пар и углекислый газ. Во время работы качественной пиролизной печи вы не почувствуете никаких посторонних неприятных запахов, по сравнению с печкой обычной. Это объясняется тем, что источником таких ароматов являются недогоревшие сложные органические соединения. В печи длительного горения окисление топлива происходит на 100%, потому ее спокойно можно топить даже производственными отходами.
• Одной «заправки» поленьями хватает на 10-15 (а иногда и более) часов непрерывной работы. Настолько долго ни одна обычная дровяная печка гореть не сможет.
• Система отопления на базе пиролизного котла очень быстро прогревает дом и входит в рабочий режим.
• Мощность работы отопительного прибора, использующего эффект пиролиза, можно легко и плавно регулировать, так же, как и газового либо электрического. В отличие от обычных твердотопливных установок, в печи длительного горения основное тепло выделяет сжигаемый в отдельной камере газ. Соответственно, управляя уровнем подачи кислорода в топку мы с легкостью изменим и тепловыделение всей системы.

Печь из кирпича

По своему устройству ракетная печь из кирпича мало чем отличается от металлической, но требует больших трудозатрат. Разница в том, что все огневые каналы агрегата выполняются из шамотного кирпича, а колпак делается все из той же бочки.

Всю конструкцию, кроме выступающего колпака, рекомендуется опустить ниже уровня пола, для чего выкапывается неглубокая яма. Ее дно уплотняется, а затем по опалубке заливается небольшой бетонный фундамент толщиной 100 мм. После его застывания начинают кладку, применяя раствор из огнеупорной глины.После окончания кладки и отвердевания раствора яму засыпают, а сверху на огневой канал одевают железную бочку без дна, полость между ней и кирпичом засыпают утеплителем.

Торец конструкции обмазывают таким же раствором, а потом верху надевают самую большую бочку – колпак. К ее нижней части приваривают дымоходный патрубок, для уточнения всех размеров используются чертежи ракетной печи.

Основные сведения о печи-ракете

• Данная печь относится к варочно-отопительным
• Оборудованная лежанкой или несколькими лежанками ракетная печка превращается в эксклюзивный интерьерный декор при всей своей функциональности. Ракетные печи сравнивают с русскими печами по удобству и теплотехническим плюсам, но при этом габариты ракетной печки значительно скромнее
• Одна топливная закладка обеспечивает тепловой цикл до шести часов. Если правильно оштукатурить металл корпуса ракеты слоем особого раствора (древний способ штукатурки — саман, смесь особых глин с соломой), то ракета и ее лежанки будут теплым до половины суток
• Печь-ракета пришла к нам из Америки, и предварительно предназначали данную конструкцию для полевых условий. Печки были переносными, компактными и сравнительно легкими (для печи). Данные печки «для природы» очень популярны и в настоящее время, но конструкция и принцип работы настолько понравились, что появление стационарных комнатных и дворовых печей было предопределено. Домашние печки-ракеты используют тот же принцип, но сделаны из традиционного печного кирпича и/или глиняного саманного раствора.

Достоинства ракетных печей:

• Конструкция замечательно простая, а доступность и дешевизна материалов создают все условия для изготовления ракет своими руками
• Печка неприхотлива, в ней успешно сгорает любое топливо. Никаких капризов к влажности — будет гореть сырая древесина, влажные сучья, листва, любое низкокачественное топливо. Печь создавалась именно для работы на любом горючем, в условиях дождя, сырости и прочего природного экстрима. Единственное — чем больше влаги, тем больше сажи и тем менее возможен пиролизный процесс, но в походных условиях данный фактор неактуален
• Печка полностью энергонезависима
• Топливо расходуется экономично, а КПД очень высокий, если сравнивать со стационарными печами

О недостатках печей-ракет:

• Данная ракета работает только с ручным управлением, никакая автоматизация невозможна ввиду простоты конструкции. И регулировка процесса горения, и контроль, а также загрузка топлива и чистка производятся исключительно ручным методом
• Ракета-печь устроена так, что без жестких мер обеспечения безопасности пользоваться ей недопустимо. Дети не должны допускаться к «ракете», поскольку велики риски ожога. Для того, чтобы получить травму от раскаленного металлического корпуса ракеты, иногда достаточно даже не прикосновения, а просто находиться очень близко к ракете, находящейся в рабочем режиме
• Для бани печки-ракеты не пригодны, поскольку до прогреть банное помещение и воздух до нужных температур за короткое время ими невозможно

По простейшей схеме возможно изготовить реактивную печку в кратчайшие сроки — за несколько минут, имея два десятка кирпичей. Раствор при этом не нужен. Получится действующая походная печка, имеющая конструкцию: в первом ряду устраивают сплошное основание и горизонтальный выступ, во втором оставляют отверстие для топливной закладки, а еще из трех рядов кирпича формируют подобие дымоходной трубы, одновременно являющейся опорой для посудного инвентаря — казана, чугунка или толстостенной кастрюли.

Но эффективный «ракетный» вариант печи для дома намного сложнее и требует точной конструкции и выполнения согласно размерам и расчету. Дымовой газ в данном случае пойдет по специальным каналам, которые проходят под лежанками. Имеются варианты с водяными контурами, встроенными в простые конструкции ракетных печек.

Эксклюзивные глиняные печи известной немецкой фирмы, занимающейся биодизайном — отличный вариант для коттеджа: экологичный, функциональный и очень эстетичный — настоящий подарок поклонникам эко-стиля. Подобные печи имеют весьма непростую конструкцию, скрытую за обтекаемым дизайном.

Плюсы ракетных печей обусловили интерес к ним и популярность «ракет» для домашнего использования — на даче, во дворе частного дома и для поездок на природу. Возможность готовить еду на живом огне всегда привлекает, но перед тем, как приступить к эксплуатации реактивной печки, необходимо принять все меры по обеспечению пожарной безопасности.

Стационарная печь

Стационарные модели имеют колпак, чтобы тепло в помещении сохранялось дольше. В такой печке сжигание топлива происходит по другому сценарию. Начало процесса сгорания дров такое же – поступление воздуха ограничено. Это вызывает выделение пиролизных газов, которые дожигаются в нижнем участке вертикальной трубы или короба, куда вторичный воздух подводится отдельно.
Стационарная реактивная печка

Раскаленный газ, оказавшись вверху, начинает остывать и опускается в свободный межкамерный объем, а затем – в дымоход. Это происходит следующим образом:

1. Силы гравитации заставляют более холодные, а значит, тяжелые сгоревшие газы устремляться вниз, где они попадают в дымоход.
2. Этому способствуют и постоянно поддерживаемое давление от подкладываемых дров и стабильно высокая температура газов.
3. Естественная тяга в дымоходной трубе.

Все это создает эффективные условия для сгорания дров и появляется возможность пристроить к «ракете» дымовой канал с произвольной геометрией. В основном длинные и сложные дымоходы нужны для того, чтобы лучше обогреть помещение.
Порядовка кирпичной печи-ракеты

Главный недостаток всех печей на твердом топливе – невозможность удержать бо́льшую часть тепла в доме. Но положительные качества позволяют нивелировать отрицательные моменты – высокая скорость выхода газов позволяет организовывать сложные вертикальные или горизонтальные дымоходы с несколькими каналами. Реализация этого принципа на практике – русская печь. В реактивной печи с горизонтальным многоканальным дымоходом тоже можно оборудовать теплую лежанку, как показано на схеме ниже.
Печь с лежаком из горизонтальных ходов

Реактивная ракета-печка – вариант домашнего отопления, дешевле которого бывает только даром. Человек, знакомый с азами строительства, может сложить комбинированную печь из кирпича в исполнении, подходящем для любого домашнего интерьера. Основной задачей по облагораживанию внешнего вида будет декорирование железного колпака и крышки топливника – все остальное не будет находиться на виду.
Промышленная мобильная модель «Робинзон»

Модернизация ракетного теплогенератора

Чтобы расширить область применения реактивных отопительных печей, их дорабатывают, повышая удобство и универсальность конструкции. Площадку, предназначенную для приготовления пищи, в мобильных конструкциях нередко заменяют полноценной плитой. Такую варочную поверхность удобно использовать на собственном подворье в хозяйственных целях — для приготовления еды домашним животным или в период консервации заготовок на зиму. Особенностью печи-ракеты этого типа является широкий и плоский горизонтальный канал, в который направляются раскалённые газы из сопла. Проходя под поверхностью плиты, они разогревают её докрасна, после чего уходят в вертикальный дымоход. Удобные ножки придают конструкции устойчивости, а оригинальная форма позволяет использовать агрегат в качестве подставки или столика в то время, когда он не используется по назначению.

Реактивная печь с плитой — необходимая вещь на загородном участке

В жаровую трубу реактивной печи нельзя устанавливать жидкостный теплообменник, однако это не значит, что её нельзя использовать в качестве теплогенератора водяной отопительной системы. Для этого «ракету» оснащают своеобразным контуром из радиаторных пластин, которые создают в зоне дожигания своеобразный лабиринт. Благодаря их нагреву осуществляется отвод тепла из камеры дожигания к водяной рубашке. Эффективность работы агрегата зависит от площади и теплоёмкости пластин, поэтому их выполняют в виде массивных металлических полос площадью до ¾ сечения жарового канала. Надо сказать, что подобный теплообменник лучше всего использовать для получения горячей воды, используя саму ракетную печь традиционным способом.

Схема ракетного агрегата, оборудованного водяным контуром

Оригинальной конструкцией обладает печь-ракета с конвектором. Для увеличения теплоотдачи на поверхность внешнего кожуха монтируют вертикальные трубки, выполняющие ту же роль, что и воздушные каналы булерьяна. Холодный воздух захватывается в нижней части трубчатых теплообменников и нагревается по мере продвижения вверх. Таким образом обеспечивается принудительная конвекция, которая ещё больше повышает тепловую эффективность установки.

Кожух ракетного теплогенератора, оборудованный конвектором

4

Ракетное отопление из баллона – поработаем со сварочным аппаратом

Для сооружения ракеты выбираем жаропрочный и невзрывоопасный баллон. Оптимально для этих целей подходит цельнометаллический 50-литровый резервуар, в котором хранят пропан. Такой баллон имеет стандартные размеры: высота – 85 см и сечение – 30 см.

Такие параметры идеальны для самостоятельного изготовления печи. Скромные размеры и небольшая масса баллона не затрудняют работу с ним. При этом в готовой ракете разрешается сжигать любое древесное топливо. Можно также брать пропановые баллоны на 27 либо 12 л. Из них получаются компактные переносные печки. Но мощностные показатели подобных устройств невелики. Использовать их для обогрева комнат, дачных домиков нецелесообразно.

Печь из большого газового баллона: смотрится интересно, выглядит опасно

Для строительства печи кроме баллона потребуются:

трубы из стали сечением 15, 7 и 10 см (первые две пойдут на организацию вертикального внутреннего канала, третья – на дымоход);профильное трубное изделие 15х15 см (из него мы сделаем загрузочный отсек и топливник);3-миллиметровый по толщине лист металла;плотное (100 и более кг/куб. м) волокно из базальта (оно будет выполнять функцию теплоизоляционного материала).

В интернете представлены различные чертежи для создания печки из баллона. Мы предлагаем руководствоваться этой схемой.

Алгоритм изготовления ракетной баллонной установки прост. Сначала стравливаем весь газ из емкости. Затем выворачиваем вентиль, наполняем резервуар водой (доверху) и обрезаем по шву верхнюю его часть. Вырезаем с двух боковых сторон газового баллона окошки, которые требуются для подключения дымохода и монтажа топливной камеры.

После этого вставляем профильное трубное изделие в емкость, соединяем ее с каналом (вертикальным). Последний выводим через дно резервуара. Далее выполняем все необходимые действия, ориентируясь на представленный чертеж, а также на видео, которое мы предлагаем домашним мастерам для ознакомления.

В конце работ привариваем обрезанную часть емкости на ее место, анализируем все полученные швы на проницаемость. В сделанную конструкцию нельзя допускать бесконтрольного попадания воздуха. Если швы надежные, подсоединяем к самодельной системе дымовую трубу. К днищу баллона-ракеты привариваем ножки. Устанавливаем печку на стальной лист с параметрами 1,5х1 м. Агрегат готов к применению!

Принцип работы ракетной печи

Хотя устройство ракетной печи является достаточно простым, но оно удачно использует целых два принципа работы, заимствованных от других видов твердотопливных отопительных приборов:

• принцип дожигания древесных газов, выделяющихся при горении (пиролиз);
• принцип свободного перетекания газов по каналам (без побуждения от естественной тяги дымохода).

Вначале разберем устройство ракетных печей прямого горения, предназначенных только для готовки еды. Здесь топливником служит короткий горизонтальный участок трубы, который затем поворачивает кверху. Конструкция проста до безобразия, что и показано на рисунке:

Топливо закладывается в трубу и поджигается, в результате чего появляется восходящий поток раскаленных газов, стремящийся подняться по вертикальному участку и выйти наружу. Здесь на срезе трубы и устанавливается емкость для пищи или воды. Конечно же, между кастрюлей и трубой предусматривается просвет для выхода продуктов горения. Это достигается за счет различных металлических подставок.

Поскольку обогревать помещения таким агрегатом невозможно, конструкция отопительной ракетной печи была дополнена теплообменным устройством и каналами для отвода дымовых газов. Чтобы сохранить на вертикальном участке трубы высокую температуру, он утепляется любым огнеупорным материалом. Далее, для интенсивного отбора тепла сопло сверху накрывается колпаком, например, обычной металлической бочкой. В нижней части огневой горизонтальной трубы выполняется отдельный канал для подачи вторичного воздуха.

Теперь принцип работы ракетной печи выглядит несколько иначе. Во-первых, в конце горизонтального огневого канала происходит дожигание пиролизных газов благодаря поступлению вторичного воздуха. Во-вторых, продукты горения, имеющие высокую температуру, скапливаются под верхом колпака (бочки), создавая некоторое избыточное давление. По мере передачи теплоты наружу сквозь металлические стенки эти газы остывают и устремляются вниз.

Поскольку снизу остывающие газы подпираются новым горячим потоком, то опуститься тем же путем они не могут, а проходят через пространство между стенками трубы и бочки, благополучно выходя в дымоходный канал. Протекание процессов хорошо отражает схема ракетной печи:

Итак, благодаря пиролизу КПД сжигания древесины повышается, а использование свободного перетока газов создает саморегулирующуюся систему, ограничивающую поступление свежего воздуха в топливник. Воздушная смесь подается по мере остывания продуктов горения под колпаком, освобождающих место для ее новой порции. Избыточное давление раскаленных газов «выталкивает» остывшую часть наружу, поэтому работа печи мало зависит от наличия тяги в дымоходе.

Сооружение ракетной печи своими руками

Реактивную печку несложно соорудить самостоятельно. Сначала необходимо подобрать подходящий для вас вариант конструкции и сделать чертеж. При необходимости можно использовать готовые схемы, сделанные профессионалами. Многих подкупает простота изготовления ракетной печи и возможность обойтись без использования дорогих материалов. При необходимости печку-ракету можно изготовить даже за 20–30 минут, например, из железной банки. Однако если приложить максимум усилий, то есть возможность получить для комнаты отдыха в бане удобное стационарное сооружение с прогреваемой лежанкой, способной заменить обычный диван. При этом «ракета» не потребует сложных порядовок, как у колпаковой или русской печей, представляющих собой массивные строения.

Печка-ракета из газового баллона

Для изготовления данной ракетной печи понадобится такой набор.

1. Использованный газовый баллон объемом 50 л под колпак.
2. Труба диаметром от 150 мм под топливную и загрузочную камеры.
3. Трубы диаметром 70 мм и 150 мм для райзера (первичного вертикального дымохода).
4. Негорючий утеплитель.
5. Труба 100 мм для выходного дымохода.

Отрезают верхнюю часть баллона. С боковых сторон вырезают проемы для топки и дымохода. Трубу под топку соединяют с райзером под углом 90 градусов. Первичный вертикальный дымоход состоит из двух вдетых в друга труб разных диаметров, пространство между которыми обязательно утепляют. В качестве утеплителя можно использовать прокаленный песок. Все детали ракетной печки тщательно сваривают друг с другом.

Не забудьте срезанный верх газового баллона после монтажа внутренних элементов ракетной печи приварить обратно. При необходимости можно сделать более мощный реактивный агрегат, используя в качестве колпака стандартную двухсотлитровую бочку. При этом размеры всех элементов печки увеличиваются.

Стационарная кирпичная печь с лежанкой

Чтобы соорудить ракетную печь с местом для отдыха, необходимо придерживаться определенного правила: размеры данной модели зависят от диаметра и площади поперечного сечения колпака, который накрывает райзер. Исходя из этого:

• высота колпака равняется 1,5–2 частям его диаметра;
• высота его обмазки глиной равна 2/3 высоты колпака;
• толщина глиняной обмазки – 1/3 диаметра колпака;
• площадь райзера составляет 5–6 % площади колпака;
• зазор между перевернутым дном колпака и верхним краем райзера должен быть не менее 7 см;
• длина горизонтального участка топки равна высоте вертикального первичного дымохода;
• площадь поддувала составляет 50 % от площади райзера;
• внешний дымоход имеет размер, равный 1,5–2 площади поперечного сечения колпака;
• толщина саманной подушки под горизонтальным дымоходом 50–70 мм;
• толщина саманного раствора лежанки равна 0,2–0,5 диаметра колпака;
• высота дымохода должна быть поднята над топкой на 4 м, что обеспечит достаточную тягу в печи.

Когда колпак сделан из двухсотлитровой бочки, то лежанку делают длиной до 6 м. А если из газового баллона, то горизонтальный дымоход не должен быть длиннее 4 м. И не забудьте позаботиться о качестве футеровки райзера. Для этого используют легкий шамотный кирпич. Подойдет и речной песок, который должен быть чистым.

Печь с лежанкой

Другие конструкции ракетной печки

Малогабаритная «ракета» из кирпича – это еще один самый простой вариант постройки печи такого типа своими руками. Для ее сборки не требуется цементный раствор. Достаточно уложить кирпичи друг на друга. Также существуют модели ракетной печи с водяной рубашкой, позволяющие не только отапливать помещение, но и обеспечивать владельца горячей водой.

Компоненты жаробетона недешевы и для замеса нужна бетономешалка. Но его теплопроводность много ниже, чем у других агрегатов. Новая ракетная печь стала работать стабильнее и появилась возможность часть тепла выпустить наружу в виде ИК-излучения через жаропрочное стекло. Получилась ракетная печь-камин.

Принцип работы

Горячие газы вместо дымохода попадают в специальный колпак, где они догорают (отсюда и отсутствие сажи). Температура при этом еще больше повышается, а давление, напротив, снижается. Цикл постоянно повторяется и вскоре печь выходит на режим горения с максимальной тягой (сила последней зависит от конструктивных особенностей и качества монтажа).

Ракетная печь

Температура в колпаке может достигать 1200ᵒС, вследствие чего все отходы сгорают почти без остатка, а выхлоп состоит преимущественно из углекислого газа и водяного пара.

Реактивные печи

К преимуществам можно отнести:

• высокий КПД;
• отсутствие сажи;
• высокую температуру;
• возможность использования в качестве топлива шишек, сырых веток, сухих растительных стеблей – при температуре в 1200ᵒ горит почти все;
• низкий расход топлива – примерно в четыре раза ниже, чем в стандартной конструкции.