Реактивная печь: пошаговая инструкция по изготовлению самодельной конструкции

Печь-ракета – это современный аналог отопительных устройств Кан и Ондоль, изобретенных много лет назад китайскими и корейскими умельцами. Этот агрегат служит для обогрева дома и, по отзывам владельцев, потребляет примерно на 80-90% меньше топлива в сравнении с обычными печами.
В основе действия реактивных отопительных агрегатов лежит принцип пиролиза, при котором твердое топливо под влиянием высоких температур распадается с выделением газа. Последний сжигается в камере сгорания с отдачей большого количества тепла. Такой метод позволяет получить больший КПД, чем при отапливании твердым топливом.

Особенностью ракетных печей является характерный гул при запуске, который исчезает при достижении рабочей температуры. Именно благодаря этому звуку такой тип печей получил название «Ракета».

Что такое печь-ракета и чем она хороша?

Печь-ракета или реактивная печь получила свои впечатляющие названия только за характерный звук, который она издаёт при нарушении режима эксплуатации (избыточная подача воздуха в топку): он напоминает рёв реактивного двигателя. Вот и всё, больше ничего общего с ракетами у неё нет. Работает она, если не вдаваться в детали, так же, как и все её сёстры: в топке горят дрова, дым выбрасывается в дымоход. В норме печь издаёт тихий шелестящий звук.

Вариант обустройства реактивной печи

Откуда же берутся эти загадочные звуки? Расскажем обо всём по порядку. Вот что следует знать о ракетной печи:

1. По назначению она является отопительно-варочной.
2. «Ракета» может быть оборудована таким важным и нужным элементом, как лежанка. Печи других видов с такой опцией (русская, колпаковая) являются гораздо более громоздкими и сложными.
3. По сравнению с обычными металлическими печами время работы на одной закладке топлива несколько увеличено — с 4 до 6 часов. Это объясняется тем, что данный теплогенератор создан на основе печи с верхним горением. Кроме того, благодаря наличию саманной штукатурки, печь после топки отдает тепло ещё в течение 12 часов.
4. Печь разрабатывалась для эксплуатации в полевых условиях.

Преимущества конструкции

• Энергонезависимость.
• Простота конструкции: применены самые доступные детали и материалы, при необходимости упрощённую версию печи-ракеты можно собрать за 20 мин.
• Способность работать с достаточно высокими характеристиками на низкокачественном сыром топливе: коре, щепе, тонких сырых ветках и пр.

Принцип действия ракетной печи предоставляет пользователю определённую свободу в выборе её дизайна. Кроме того, агрегат можно соорудить таким образом, что на виду останется только небольшая его часть и в смысле эстетики интерьеру помещения будет нанесён минимальный урон.

Реактивная печь с лежанкой

Как видно, реактивной печи есть чем похвастаться. Но в первую очередь любителей печного дела привлекает сочетание простоты конструкции и неплохих, хотя и не самых высоких, характеристик при работе на бросовом топливе. Эти самые характеристики — изюминка «ракеты». Попробуем понять, как удалось добиться таких показателей.

КПД твердотопливного теплогенератора зависит от многих факторов, но едва ли не самым определяющим является степень дожигания пиролизных газов. Появляются они вследствие термического разложения органического топлива. От нагрева оно как бы испаряется — большие углеводородные молекулы распадаются на маленькие, образующие горючие газообразные вещества: водород, метан, азот и др. Эту смесь часто называют древесным газом.

Небольшая печь-ракета

Жидкое топливо, например, отработанное масло, распадается на древесный газ практически сразу и он сгорает тут же — в топке. А вот с древесным топливом дело обстоит иначе. Распад твёрдых веществ на пригодный для сжигания летучий продукт — древесный газ — происходит в несколько этапов, причём промежуточные ступени тоже имеют газообразную форму. То есть мы имеем следующую картину: сначала из древесины выделяется некий промежуточный газ и для того, чтобы он превратился в газ древесный, то есть распался ещё больше, необходимо продлить воздействие на него высокой температуры.

И чем более влажным является топливо, тем более «затянутым» становится процесс полного распада. Но газы-то имеют свойство улетучиваться: в обычной печи промежуточная фаза по большей части высасывается тягой в дымоход, где она остывает, так и не успев превратиться в древесный газ. В результате вместо высокого КПД мы получаем нагар из тяжёлых углеводородных радикалов.

В печи-ракете, наоборот, созданы все условия для окончательного распада и дожигания выделяющихся промежуточных газов. В сущности, применён очень простой приём: сразу за топкой имеется горизонтальный канал с хорошей теплоизоляцией. Газы в нём движутся не так быстро, как в вертикальной трубе, а толстая теплоизолирующая шуба не даёт им остыть. Благодаря этому, процесс распада и дожигания осуществляется в более полном объёме.

На первый взгляд такое решение может показаться примитивным. Но простота эта обманчива. Инженерам и исследователям пришлось немало повозиться с расчётами, чтобы увязать необходимую силу тяги с оптимальным режимом горения и многими другими факторами. Таким образом, печь-ракета является очень тонко настроенной теплотехнической системой, при воспроизведении которой очень важно соблюсти правильное соотношение основных параметров.

Если изготовление и регулировка агрегата были выполнены правильно, газы будут двигаться как положено, издавая при этом лёгкий шелест; при нарушении режима или неправильной сборке печи вместо устойчивого газового вихря в газоходе образуется нестабильный, с многочисленными локальными завихрениями, вследствие чего будет слышен ревущий ракетный звук.

Недостатки

1. Реактивная печь управляется вручную, к тому же пользователю постоянно приходится следить за ней и осуществлять регулировку.
2. Поверхность некоторых элементов нагревается до высоких температур, так что при случайном прикосновении пользователь может получить ожог.
3. Область применения несколько ограничена. К примеру, реактивная печь не может использоваться в бане, так как она не способна быстро прогреть помещение.

Следует учитывать и ещё одно обстоятельство. Его нельзя считать недостатком печи, это, скорее, важная особенность. Дело в том, что «ракета» была изобретена в США. А граждане этой страны, где любая идея может принести хороший заработок, не столь охотно делятся своими наработками, как это было принято, к примеру, в Советском Союзе. На большинстве чертежей и схем, получивших распространение, не отображена или искажена важнейшая информация. К тому же к некоторым применяемым в ней материалам у нас просто нет доступа.

В результате у домашних мастеров, особенно тех, кто не владеет тонкостями печного дела и теплотехники, вместо полноценной реактивной печи зачастую получается некое устройство, которое поглощает топливо в огромных объёмах и постоянно зарастает копотью. Таким образом, полная информация о ракетной печи народным достоянием пока не стала и к заморским картинкам следует относиться с большой осторожностью.

Вот, например, популярная у нас схема реактивной печи, которую многие пытаются использовать в качестве образца.

Чертёж: как устроена печь

Чертёж мобильной печи-ракеты

На первый взгляд всё кажется понятным, на самом же деле многое осталось «за кадром».

Например, огнеупорная глина просто обозначена термином Fire Clay — без указания сорта. Не указано массовое соотношение перлита и вермикулита в смеси, из которой выложены тело печи (на схеме — Core) и футеровка элемента под названием Riser. Также на схеме не уточняется, что футеровка должна состоять из двух частей с различной функцией — теплоизолятора и теплоаккумулятора. Не зная об этом, многие пользователи делают футеровку однородной, из-за чего характеристики печи существенно падают.

Виды реактивных отопительных приборов. Выбор конструкции для самостоятельного изготовления

Народными умельцами разработано несколько конструкций ракетных печей, пригодных для мобильного или стационарного использования:

• переносные агрегаты из металлических труб, жестяных банок или вёдер;
• реактивные отопительные приборы из газового баллона;
• печи, построенные из шамотного кирпича и металлической ёмкости;
• отопительные теплогенераторы с лежанкой.

Наиболее сложными в изготовлении являются конструкции, постройка которых требует навыков каменщика. Тем не менее, при наличии детальных схем порядовых раскладок, с этой работой справится даже начинающий домашний мастер.

Переносная печь-ракета

Переносные ракетные печи изготавливаются промышленностью серийно

Походные варианты представлены простейшими конструкциями, в основе которых лежит всё та же согнутая или сваренная из отдельных отрезков труба. Усовершенствования коснулись лишь установки перегородки для обустройства зольника, в которой делается прорезь для подсоса воздуха. Нередко нижнюю часть загрузочной камеры снабжают колосниковой решёткой для подачи воздуха непосредственно в зону горения. Проём для закладки дров оснащают дверцей, которой впоследствии регулируют подачу воздуха.

Требования к мобильной конструкции распространяются ещё и на удобство во время приготовления пищи, поэтому верхний срез дымохода обязательно должен быть оборудован подставкой для металлической посуды.

Агрегат из газового баллона

Использование газового баллона является следующей ступенью в развитии реактивных отопительных приборов. Более сложная конструкция позволяет значительно увеличить тепловую мощность и экономичность печи. Всё, что потребуется для изготовления установки — бытовой газовый баллон или бочка из-под ГСМ, отрезки толстостенных стальных труб и металлический лист толщиной 3–5 мм.

Печь-ракету из газового баллона можно использовать для обогрева небольших хозяйственных помещений

При наличии отрезка стальной трубы с толстыми стенками и диаметром более 30 см, ракетную печь можно изготовить из него. Этот вариант позволит избежать трудоёмких операций, связанных с разборкой заводской ёмкости для газа.

Как работает подобная конструкция можно видеть на приведённой схеме. Дрова, загруженные в топливник, сгорают благодаря притоку воздуха через загрузочное окно. Дожигание горючих газов происходит в трубе, установленной внутри баллона за счёт подачи вторичного воздуха. Чтобы усилить эффект, внутреннюю камеру утепляют, благодаря чему удаётся поднять температуру внутри выше 1000 °С. Раскалённые газы по ходу движения ударяются в колпак и попадают во внешнюю камеру, стенки которой выступают в качестве теплообменника. Отдав свою энергию, продукты сгорания выводятся через дымовую трубу, врезанную в нижнюю часть с обратной стороны баллона.

Чтобы создать тягу, необходимую для устойчивой работы ракетной печи, верх дымохода поднимают не менее чем на 4 м относительно загрузочного окна.

Комбинированная ракетная печь из кирпича и металлической бочки

Использование шамотного кирпича для обустройства топливника и внутренних камер реактивного отопительного прибора переводит «ракету» в разряд стационарных конструкций. Высокая теплоёмкость используемых материалов позволяет накапливать тепло и отдавать его в течение нескольких часов, поэтому подобные агрегаты нередко устанавливают в жилых помещениях.

Устройство печи с огнеупорной футеровкой рабочей зоны

Реактивная печь с лежанкой

Как и другие твердотопливные печи, «ракета» имеет недостаток в том, что большая часть тепла уходит через дымоход. Несмотря на это, отдельные преимущества её конструкции позволяют с лёгкостью избавиться от этого минуса. Всё дело в том, что агрегат назвали реактивным неспроста, а из-за высокой скорости иссечения горящих газов. Вот эту его особенность как раз и можно обернуть во благо, значительно увеличив длину дымоотводящих каналов.

Схема реактивной печи с лежанкой

Эта идея нашла свою реализацию в массивных стационарных конструкциях с лежанкой в форме дивана или кровати. Её с успехом изготавливают из кирпича или бутового камня, декорируя пластичной массой из глины и опилок. Благодаря высокой теплоёмкости используемых материалов печь может удерживать тепло всю ночь, что в сочетании с высокой экономичностью делает отопительный агрегат весьма привлекательным для монтажа в жилых помещениях.

Выбирая конструкцию для изготовления в домашних условиях, надо учитывать особенности её эксплуатации. В качестве походного варианта выбирают мобильную установку — её будет достаточно, чтобы согреться, просушить одежду и приготовить обед. Для того чтобы время от времени обогревать небольшие технические помещения используют переносную конструкцию из газового баллона. Если же требуется отапливать небольшой загородный домик или дачу, то лучшего варианта, чем реактивный отопительный агрегат с лежанкой, попросту не существует.

Разновидности реактивных печей

На сегодняшний день существует только два вида печей этого типа:

1. Полноценная стационарная отопительно-варочная ракетная печь (её ещё называют большой).
2. Малая ракетная печь: применяется для приготовления пищи в тёплое время года. В отличие от первого варианта является переносной и имеет открытую топку (предполагается использование на открытом воздухе). Очень популярна среди туристов, так как имеет компактные размеры и при этом способна развить мощность до 8 кВт.

Устройство малой печи-ракеты

Как уже говорилось, реактивная печь проста в изготовлении, поэтому мы рассмотрим полноценный вариант.

Детали и функционирование реактивного теплогенератора

Элементарная ракетная печь представляет собой устройство из двух фрагментов трубы, соединённых отводом под углом в 90 градусов. Топочной камерой в этом теплогенераторе обычно служит зона в горизонтальной части конструкции. Но иногда топливо закладывают в вертикальный участок аппарата, для чего печь-ракету сооружают из двух труб разной длины, монтированных вертикально и связанных общим горизонтальным каналом.

Через печь проходит первичный и вторичный воздух

Функционирование реактивной печи основано на двух действиях: беспрепятственном прохождении древесных газов по трубе и дожигании газов, вырабатываемых при сгорании топлива. Щепки и дрова в топку этого теплогенератора подкладывают после того, как там загорится легко воспламеняемый материал вроде бумаги. На открытое сечение трубы ставят тару с водой или другим содержимым. При этом между конструкцией и установленной ёмкостью оставляют небольшое пространство, необходимое для создания тяги.

Процессы, протекающие внутри стационарной реактивной печи, напоминают работу пиролизных отопительных агрегатов

Конструкция и принцип действия

Печь, которую мы попытаемся изготовить, изображена на рисунке.

Печь-ракета: фронтальный разрез

Как видно, её топочная камера (Fuel Magazine) является вертикальной и снабжена плотно закрывающейся крышкой (препятствует подсосу лишнего воздуха), как в печи с верхним горением (зольник обозначен термином Primary Ash Pit). Именно этот агрегат и был взят за основу. Но традиционный теплогенератор с верхним горением работает только на сухом топливе, а создатели «ракеты» хотели научить её с успехом переваривать и влажное. Для этого было сделано следующее:

1. Был подобран оптимальный размер поддувала (Air Intake), так чтобы количество поступающего воздуха было достаточным для дожигания газов, но при этом они не остывали сверх меры. В этом случае принцип верхнего горения обеспечивает некую саморегуляцию: если огонь сильно разгорится, он становится препятствием для поступающего воздуха.
2. За топкой был установлен хорошо утеплённый горизонтальный канал, называемый туннелем горения (Burn Tunnel) или жаровой трубой. Чтобы скрыть назначение этого элемента, на схеме его обозначили ничего не говорящим значком пламени. Теплоизоляция (Insulation) должна иметь не только низкую теплопроводность, но и низкую теплоёмкость — вся тепловая энергия должна остаться в газовом потоке. В жаровой трубе промежуточный газ распадается на древесный (в начале участка), который затем полностью сгорает (в конце). При этом температура в трубе достигает 1000 градусов.
3. За жаровой трубой был установлен вертикальный участок, называемый внутренним или первичным дымоходом (Internal or Primary Vent). На схемах скрытные американцы часто обозначают этот элемент ничего не поясняющим термином Riser. Фактически первичный дымоход представляет собой продолжение жаровой трубы, но его разместили вертикально, чтобы создать промежуточную тягу, а заодно сократить горизонтальную часть печи. Как и жаровая труба, первичный дымоход имеет теплоизолирующее покрытие.

Примечание. Кому-то из читателей, знакомых с устройством пиролизных печей, может показаться, что к основанию первичного дымохода было бы неплохо подать вторичный воздух. Действительно, горение древесного газа при этом было бы более полным, а КПД печи — более высоким. Но при таком решении в потоке газов образуются вихри, вследствие чего отравляющие продукты горения частично проникают в помещение.

Далее перед инженерами стояла задача отобрать тепло горячих газов, имеющих температуру около 900 градусов.

Ёмким теплоаккумулятором, способным выдержать такую температуру, является шамотный кирпич (выдерживает до 1600 градусов), но печь, как помнит читатель, предназначалась для полевых условий, поэтому нужен был более доступный и недорогой материал. Лидером в этом отношении является саман (на схеме обозначен термином Thermal Mass), но для него температурный предел составляет 250 градусов. Чтобы остудить газы, вокруг первичного дымохода был установлен тонкостенный барабан из стали (Steel Drum), в котором они расширяются. На крышке этого барабана (Optional Cooking Surface) можно готовить пищу — её температура составляет около 400 градусов.

Чтобы усвоить ещё больше тепла, к печи был присоединён горизонтальный дымоход с лежанкой (Airtight Duct) и только потом — наружный дымоход (Exhaust Vent). Последний оборудовали вьюшкой, которая закрывается после протопки: она не даст теплу из газохода лежанки улетучиться на улицу.

Чтобы трубу внутри лежанки можно было время от времени чистить, сразу за барабаном была установлена вторичная зольная камера (Secondary Airtight Ash Pit) с герметично закрывающейся прочистной дверцей. Основная часть нагара из-за резкого расширения и охлаждения газов оседает именно в ней, поэтому прочистку наружного дымохода приходится делать крайне редко.

Поскольку вторичную зольную камеру приходится открывать не чаще двух раз в год, вместо дверцы можно применить более простую конструкцию — крышку на винтах с прокладкой из асбеста или базальтового картона.

Достоинства и недостатки

Чтобы полностью разобраться с механизмом работы печи-ракеты и приступить к ее изготовлению, стоит изучить все плюсы и минусы подобного оборудования.

Среди главных преимуществ реактивной печи для обогрева дома, сделавшие ее такой популярной, отмечают следующее:

• минимальное количество используемого материала и простота изготовления;
• высокая теплоотдача печи с дожигом выделяемых газов благодаря принципу пиролиза в работе;
• невысокая цена необходимых строительных материалов, а значит, низкая себестоимость агрегата;
• возможность закладывать в топку горючее, не останавливая работу печи;
• равномерное распределение тепла в большом помещении благодаря изолированному дымоходу, проложенному по периметру или через комнату;
• неприхотливость в работе, возможность саморегуляции движения газов по дымоходу посредством тяги.

В то же время в работе реактивных печей имеются следующие недостатки:

• для топки простейшего устройства используется только сухая древесина, поскольку наличие дополнительной влаги может привести к неправильной работе агрегата и даст обратную тягу; если использовать топливо с излишней влагой в более сложной конструкции, отопительное устройство не прогреется до температуры, оптимальной для процесса пиролиза;
• во время работы реактивного агрегата есть необходимость постоянно находиться рядом, следя за соблюдением правил техники безопасности;
• мощности печи-ракеты достаточно для поддержания комфортной температуры помещения, но не хватает для парилки, потому в бане ее использовать не удастся.

Расчёт печи

Прежде чем говорить о размерах печи, обратим внимание читателя на важный момент. В отношении всех твердотопливных теплогенераторов действует закон квадрата-куба. Суть его можно пояснить на простом примере.

Представьте куб со стороной в 1 м. Его объем составляет м3, а площадь поверхности — 6 м2. Соотношение объёма к площади поверхности — 1:6.

Увеличим объём тела в 8 раз. Получился куб со стороной 2 м, площадь поверхности которого составляет 24 м2.

Таким образом, поверхность увеличилась только в 4 раза и теперь соотношение объёма к поверхности составляет 1:3. В печах от объёма зависит количество выделяемого тепла и его мощность, а от площади поверхности — теплоотдача. Эти параметры взаимосвязаны, поэтому бездумно масштабировать ту или иную схему печи, подгоняя под нужные для себя размеры, нельзя — теплогенератор может вообще оказаться неработоспособным.

При расчёте ракетной печи задаются внутренним диаметром барабана D, который, как было сказано выше, может варьироваться в пределах от 300 мм (печь на 15 кВт) до 600 мм (печь на 25 кВт). Эта «вилка» как раз и обусловлена законом квадрата-куба. Также мы будем использовать производную величину — площадь поперечного сечения барабана S: S = 3.14 * D^2 /4.

Таблица: основные параметры

Таблица: максимально допустимая длина газохода с лежанкой

Таблица: объём вторичной зольной камеры

Промежуточные значения рассчитываем пропорционально (интерполируем).

Печь «Антошка»

Этот востребованный вариант туристическо-походного типа печи потребует несколько больше времени на самостоятельное изготовление. Печь-ракета модели «Антошка» отличается удобством конструкции. Особенность печи этого типа – присутствие дополнительной нагреваемой в процессе работы агрегата плоскости.
Она является также подставкой для емкости (варочная панель) и усилителем нагревания помещения. Следовательно, печь «Антошка» может быть использована для обеспечения горячей водой дачного дома или туристического лагеря.

Печь «Антошка»

Материалы

Для того чтобы самостоятельно изготовить печку, нужно приобрести следующий набор материалов:

• Трубы квадратной формы (с параметрами материала 15 см×15см×3 мм. Учитывается и длина, которая в этом варианте должна быть 40,5 см) — 1 шт и (15см×15см×3 мм, также длина элемента равняется 18 см) — 1 шт и (10 см×10см×3 мм, с длиной изделия 60,5 см) – 1 шт.
• Пластинка металл/сталь (30см×15см×3 мм ) – 1 шт.
• Пластина также выполненная из хорошего, устойчивого к нагреванию металла (параметры должны быть такими – 15см×15см×3 мм ) -1 шт.
• Металлический качественно выполненный уголок (5см×5см×3, длина 30 см) – 1 шт.
• Уголок из металла большего размера (5см×5см×3, длина 40,5 см) – 1 шт.

Дополнительно потребуется арматура/прут диаметром 8 мм, длина материала составляет в этом варианте исполнения 30 см – таких прутов потребуется приобрести 4 шт.

Для изготовления собственными усилиями колосниковой решетки потребуется арматура диаметром 8 мм, длина ее равна 17 см – 8 штук

Важно не забыть приобрести треугольные металлические косынки, которые потребуется использовать для установки варочной панели, сталь в них должна быть 3 мм – 2 штуки

Инструменты

Для проведения всех необходимых работ потребуются, как и в прошлом варианте:

• Болгарка.
• Сварка (для надежного крепления всех элементов).
• Маркер.
• Ножницы по металлу (для работы с мелкими элементами).

Также нужно иметь защитные очки и перчатки.

Этапы изготовления

Для изготовления печи «Антошка» потребуется сделать:

• Разметить имеющуюся в материалах трубу (поставить ее вертикально).
• Сделать на ней затем аккуратные срезы, выполнив их под углом в 300.
• В задней части трубы, предназначенной для топки, вырезать отверстие, размер которого составляет 12×10 см.

Вторая часть работ:

В нижней части элемента также важно не забыть вырезать отверстие, размер которого немного увеличится и будет составлять по чертежу 15×15 см. Далее потребуется произвести соединение этих двух элементов. Задняя стена топки должна быть заварена заранее подготовленной для этого пластиной из огнестойкой и качественной стали.

После к нижнему отверстию вариации ракетной печь робинзон снаружи нужно приварить отрезки металлических прутов. Расстояние, на котором проводится работа, составляет 1-1,2 см. далее работа предполагает следующие действия:

• Для изготовления такой части агрегата отопления, как камера поддува (поступления воздуха) используется отрезок размером 18 см, являющейся частью квадратной трубы. Без нее функционирование печи в целом не допускается по соображениям безопасности.
• На нем нужно сделать срез под углом в 300 (в итоге размер этой часть конструкции составляет 10×18 см).

Получившаяся деталь должна иметь дно и две стенки. Ее лучше всего поставить на подставки – так достигается комфорт для последующей работы. Их изготавливают из металлических уголков, прикрепляют путем приваривания к дну конструкции.

Далее начинается работа над основной частью печи (верхней). Шаги будут следующими:

Топка будущей печи (верхнему отверстию) – к ней приваривается или иным способом крепится (если сварка отсутствует) имеющаяся в комплектации материалов труба

Ее важно крепить в строго вертикальном положении. Здесь важно помнить, что требуется соблюдать максимальную аккуратность. Изделия треугольной формы, выполненные из металла (на качестве здесь лучше не экономить), нужно поставить на ребро, что повысит устойчивость этой части конструкции для создания необходимой комбинации элементов. Затем их приваривают/прикрепляют к трубе и дополнительно к верхней части конструкции. Продолжается создание агрегата тем, что к краю топочного отверстия, который находится вверху (передний по отношению к мастеру, выполняющему работу) приваривается пластина размером 3дм×1,5 дм×3 мм.

Завершающая часть создания: нужно приварить к верхней части вертикально расположенной трубы уголки – это будет подставка, на которую устанавливается емкость для приготовления пищи или разогрева еды. Арматуру нужно согнуть (900 — полуокружность), получившиеся уголки привариваются к трубе с четырех сторон на расстоянии 30 см друг от друга.

Материалы и инструменты

Барабан печи можно выполнить из стандартной бочки объёмом 200 л и диаметром 600 мм. Закон квадрата-куба позволяет уменьшить диаметр барабана до 50%, так что для небольшой печи этот элемент можно изготовить из газового баллона бытового назначения или жестяных вёдер.

Поддувало, топка и первичный дымоход выполняются из круглых или профильных стальных труб. Значительная толщина стенки не требуется — можно обойтись парой миллиметров — горение в печи слабое. Дымоход в лежанке, по которому газы следуют в уже совсем остывшем виде, вообще можно изготовить из металлической гофры.

Для теплоизоляции (футеровки) топочной части потребуются бой шамотного кирпича (шамотный щебень) и печная глина.

Наружный обмазочный слой (теплоаккумулятор) будет выполнен из самана.

Так выглядит свежеприготовленный саман

Теплоизоляция первичного дымохода выполняется из лёгкого шамотного кирпича (марка ШЛ) или речного песка, богатого глинозёмом.

Такие детали, как крышки и дверцы, можно изготовить из оцинкованной стали или алюминия. В качестве уплотнителя применяются асбест или базальтовый картон.

Обратите внимание! Обычные покупные дверцы без уплотнителя применять нельзя: из-за паразитного подсоса воздуха КПД печи сильно упадёт.

Строительное сырьё для сооружения нестандартной печи

Производство реактивного отопительного оборудования потребует наличия:

• бочки объёмом 200 литров и диаметром 0, 6 метров, пустого баллона из-под сжиженного газа или вёдер из жести, чтобы соорудить барабан печи;
• квадратных или круглых труб из стали толщиной 2–3 мм, которые нужны для создания поддувала, топочной камеры и первичного дымохода;
• шамотного щебня и печной глины в качестве теплоизоляционных материалов;
• самана, служащего наружным обмазочным слоем;
• шамотных кирпичей;
• песка со дна реки;
• отрезки листов из стали, покрытом цинком, или алюминия для изготовления крышек и дверок;
• асбеста или картона из базальта, выполняющего задачи уплотнителя.

Из инструментов при сооружении печи-ракеты понадобится сварочный аппарат. А если планируется сделать отопительное оборудование из кирпичей, то придётся взять:

• мастерок;
• растворная лопатка;
• молоток-кирочку;
• расшивку;
• кувалду остроугольную;
• уровень;
• отвес;
• рулетку.

Подготовительные работы

В рамках подготовительных работ необходимо нарезать весь имеющийся прокат на заготовки нужных размеров. Если в качестве заготовки для колпака принято решение использовать газовый баллон, от него нужно отрезать приваренную верхнюю часть.

Подготовка газового баллона для использования в роли колпака

Обратите внимание! Если в баллоне остался газ, во время резки он может сдетонировать. В целях безопасности такие ёмкости режут только после заполнения водой.

Заметим, что в большинстве случаев ракетную печь делают именно из баллона. Такой агрегат способен обогреть помещение площадью до 50 м2. «Ракету» из бочки только в очень редких случаях приходится использовать на полную мощность.

С бочки, если печь делается из неё, также необходимо срезать верхнюю часть. Далее в бочке или в баллоне вырезают два расположенных друг напротив друга проёма, через один из которых будет заводиться жаровая труба, переходящая в первичный дымоход, а ко второму — подключаться газоход с лежанкой.

Инструменты

Чтобы построить печь ракетного типа своими руками нужно заранее подготовить комплект инструментов для работы, который должен состоять из:

• кельмы для зачерпывания и распределения раствора. Удобнее работать инструментом с несколько сдвинутой вбок рукоятью;
• кирки или молотка — кирки для обтёсывания отдельных частей кирпича;
• болгарки с алмазным диском для распиливания цельных блоков на четверти и половинки;
• киянки с резиновым наконечником для выравнивания кирпича в кладке;
• крученного шнура — причалки;
• строительного уровня;
• угольника и рулетки;
• лопаты.

Запастись нужно также двумя ёмкостями для приготовления раствора, бетона и металлической сеткой для просеивания ингредиентов.

Пошаговая инструкция

Вот примерный порядок действий, которого следует придерживаться при изготовлении данной печи:

Изготовление топки

Топку делают сварной, используя стальную трубу или листы. Крышка топки должна закрываться герметично. Её следует делать из стального листа, по периметру которого винтами или заклёпками фиксируется полоса из базальтового картона. Для более плотного закрывания крышку можно оснастить винтовым прижимным механизмом.

Так выглядят топка и зольник в простейшей печи-ракете

Зольная камера (на схеме обозначена как Primary Ash Pit) отделяется от основной части топки колосниковой решёткой, сваренной из прута диаметром 8–10 мм. Решётка должна устанавливаться на полочки из уголка, которые привариваются к внутренним стенкам.

Дверца зольной камеры также должна быть герметичной. Её делают из стального листа, к которому по всему периметру приваривается в два ряда стальная полоса. В паз между этими полосами укладывают асбестовый шнур или базальтовый картон.

Остаётся приварить к топке жаровую трубу.

Первичный дымоход

1. К трубе, выполняющей функцию первичного дымохода, необходимо приварить 90-градусный отвод и небольшой отрезок трубы, после чего эта Г-образная конструкция помещается внутрь бочки или баллона, то есть будущего барабана.
2. Отвод с приваренным к нему отрезком трубы следует вывести в один из проёмов в нижней части барабана так, чтобы первичный дымоход оказался расположенным строго по центру. Напомним, что верхний срез трубы должен располагаться хотя бы на 70 мм ниже верхнего края бочки (баллона).
3. После центрирования первичного дымохода его горизонтальный хвостовик, который был выведен в проём в барабане, приваривают к его краям сплошным швом по всему периметру.
4. После этого хвостовик первичного дымохода приваривают к жаровой трубе, а к барабану сверху приваривают покрышку.
5. Ко второму проёму в барабане следует приварить короткий отрезок трубы, который будет играть роль вторичного зольника. В нем нужно выполнить окно для прочистки. По его краям встык нужно приварить шпильки, к которым будет прикручиваться крышка (напомним, что мы решили в этом месте дверцу не устанавливать, поскольку открывать её приходится достаточно редко).
6. По периметру крышки винтами или заклёпками следует закрепить полосу из базальтового картона.

Монтаж дымохода

К выходу вторичного зольника привариваем горизонтальную часть дымохода, на которой впоследствии будет устраиваться лежанка. Если газоход предполагается делать из металлогофры, то сначала к зольнику необходимо приварить короткий патрубок, а уже к нему — присоединить при помощи хомута гофру.

На заключительном этапе к горизонтальному газоходу крепят наружный дымоход.

Футеровка топочной части

Металлическая часть печи готова, теперь её нужно правильно оштукатурить теплоизолирующим и теплоаккумулирующим составами.

Футеровку топочной части (до первичного дымохода) следует выполнять смесью печной глины и боя шамотного кирпича, взятых в пропорции 1:1.

Футеровка первичного дымохода

Материалы, используемый для футеровки первичного дымохода — лёгкий шамотный кирпич или речной песок — являются пористыми, поэтому в открытом состоянии они быстро пропитаются нагаром и утратят теплоизоляционные свойства. Чтобы не допустить этого, футеровку на первичном дымоходе защищают стальным тонкостенным кожухом, а с торцов обмазывают печной глиной.

В соответствии с законом квадрата-куба соотношение объёма и площади поверхности барабана зависит от его диаметра, поэтому и футеровку первичного дымохода в зависимости от размеров печи делают по-разному. Три варианта показаны на рисунке.

Варианты футеровки первичного дымохода

Если футеровка выполняется шамотным кирпичом, полости между его фрагментами необходимо засыпать строительным песком. Если же применяется богатый глинозёмом речной песок, приходится прибегать к более сложной технологии:

1. Песок очищают от крупного мусора (тщательная подготовка не требуется).
2. В кожух засыпают слой небольшой толщины, трамбуют его и смачивают, так чтобы образовалась корка.
3. Таким же образом насыпают последующие слои. Всего их должно быть от 5 до 7.
4. Песчаную футеровку сушат в течение одной недели, затем замазывают её верх печной глиной и продолжают изготовление печи.

Последним шагом все части печи обмазывают саманом. Готовится он из следующих ингредиентов:

• глина;
• солома (14–16 кг на 1 м3 глины);
• песок (в небольшом количестве);
• вода.

Указанное соотношение соломы и глины является приблизительным. В некоторые сорта глины соломы можно добавить больше, в других — наоборот, её количество приходится уменьшать.

Подготовка к сборке отопительного оборудования

При выборе места для печи-ракеты ориентируются на некоторые правила:

• реактивное отопительное оборудование размещают только в помещении площадью не менее 16 м²;
• без половых досок под печью монтаж оборудования будет проще;
• над конструкцией, дающей тепло, запрещается располагать балки из древесины;
• если подразумевается, что дымовая труба будет идти через потолочные перекрытия, то отопительное оборудование ставят в середине дома;
• теплогенератор нельзя устанавливать вблизи наружного контура дома, иначе помещение будет терять нагретый воздух;
• реактивный прибор запрещается располагать рядом со стенами и перегородками их деревянных материалов.

Чтобы в реактивное отопительное оборудование было удобно подкладывать топливо, его разумнее ставить лицевой стороной напротив входа. Вокруг печи-ракеты важно оставить хотя бы метр ничем не занятой площади.

В маленьком доме строители советуют выделить для печи место в углу. При этом топка должна быть направлена в одну сторону, а лежанка (если она сделана) – в другую.

Печь стоит на специальной платформе, которая защищает от высокой температуры пол

Найдя подходящий участок для печи-ракеты, начинают подготавливать его к строительным работам. Если на пол в доме уложены доски, то в месте, где будет установлено оборудование, их потребуется убрать. Под вскрытым полом роют яму, дно которой обязательно прессуют.

До строительных работ следует замешать специальный раствор. Он состоит из песка и глины, соединённых в соотношении 1:1. Воды потребуется столько, чтобы строительное сырьё приобрело консистенцию сметаны, то есть ¼ часть от количества сухих ингредиентов.

Способы усовершенствования реактивной печи

Вместо лежанки на газоходе, можно соорудить водяную рубашку, которая будет подключаться к водяной системе отопления. Эту часть можно выполнить и в виде змеевика из медной трубы, намотанной на дымоход.

Схема печи-ракеты с водяным контуром

Ещё один способ усовершенствования — организация подачи в жаровую трубу подогретого вторичного воздуха.

Чертёж печи-ракеты из баллона с подачей вторичного воздуха

При таком исполнении КПД печи окажется более высоким, но в первичном дымоходе будет более интенсивно откладываться копоть. Чтобы её можно было легко удалить, крышку барабана необходимо сделать съёмной. Естественно, она должна быть оснащена уплотнением.

Усовершенствованный вариант печи-ракеты из баллона

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

Как топить печь-ракету

Ракетная печь, как и теплогенераторы с верхним горением, работает с высокими характеристиками только в том случае, если её дымоход является достаточно горячим. Поэтому перед тем как загрузить в топку основное топливо, агрегат нужно хорошо прогреть (если, конечно, имел место длительный простой и печь успела остыть). Для этого применяют любое «быстрое» топливо, например, опилки, бумагу, солому и пр., которое закладывают в поддувало.

Затихание гула или изменение его тональности свидетельствует о том, что печь достаточно прогрета и в топку можно закладывать основное горючее. Поджигать его не нужно — оно разгорится от углей, оставшихся после прогорания «быстрого» топлива.

Растапливают печь-ракеты через топливник

Настраиваться под внешние условия и качество топлива, как, например, Bullerjan, реактивная печь не умеет. Регулировку приходится брать на себя пользователю. После закладки основного топлива заслонку поддувала нужно полностью открыть, а как только агрегат загудит — прикрыть до появления шелестящего звука.

В дальнейшем по мере сгорания топлива заслонку приходится прикрывать всё сильнее, все так же добиваясь тихого шелеста. Если прозевать нужный момент, в топку начнёт поступать избыточное количество воздуха и пиролиз в жаровой трубе из-за остывания промежуточной газовой смеси прекратится. При этом печь напомнит о себе «ракетным» гулом.

Особенности сооружения

Чтобы сделать реактивную печь своими руками, не нужно обладать особыми навыками. Благодаря компактности и простоте исполнения изготовить ее можно за несколько часов.

Основа конструкции – две вертикальные камеры разного размера, внизу соединенные между собой общим каналом. Меньшая емкость называется камерой сгорания. Она применяется сначала для розжига, затем для горения дров.

Растапливают печь обычно с использованием легковоспламеняющихся материалов, таких как деревянная стружка, щепки, бумага, небольшие сухие веточки. С помощью специальных заслонок в нижнем отсеке топочной камеры можно регулировать силу тяги.

После того как прогреется вся система, включая дымоход и большую камеру, ракетная печь начнет выполнять свои функции по обогреву комнаты. Определить этот момент можно по тому, как гул, возникший в начале, стихнет.

Помещение нагревается от дымового канала, который проходит через комнату или по ее периметру. Продукты сгорания, пройдя по всей протяженности трубы и отдав тепло в помещение, наружу выходят холодными. То есть тепловая энергия по максимуму сохраняется внутри отапливаемой комнаты.

Варианты конструкции ракетных печей

Если нужно собрать печь-ракету своими руками, стоит воспользоваться чертежом переносной модели «Робинзон», ее конструируют из обрезков профильной трубы и металлической подставки на ножках. Все работы сводятся к сварке. Схемы достаточно вариативны, они допускают использование труб другого сечения, в этом случае все параметры нужно подгонять под пропорции.

Для изготовления больших отопительных агрегатов используют металлическую бочку на 200 л либо газовый баллон. Из этих элементов формируют наружный колпак, для сборки внутренних деталей используют шамотный кирпич или трубы среднего диаметра. Если взять за основу газовый баллон, можно получить на выходе как мобильную конструкцию, так и полноценный стационарный прибор с лежанкой.

Самым сложным этапом, предваряющим сборку, является расчет тепловой мощности устройства. Умельцы рекомендуют использовать готовые чертежи с указанием исходных материалов, при выборе схемы нужно сопоставить потенциальные размеры печи и отапливаемую площадь.

Для повышения КПД печей были разработаны модификации, способные прицельно собирать тепло:

• печь-плита,
• с водяным контуром,
• с лежанкой.

Первый тип оснащается расширенной варочной поверхностью, на которой одновременно можно использовать несколько емкостей. Вертикальная труба с топкой и дверцей находится непосредственно под плитой, под которой также проходит горизонтальный канал. Горячий воздух нагревает варочную поверхность и напрямую, и по каналу. Уличная модель имеет устойчивые ножки, обеспечивающие надежность и безопасность конструкции.

Печь с водяным контуром монтируется на бетонной основе, предотвращающей возникновение перекосов. Жаровой канал и топочное отделение, выложенные из кирпича, образуют нижнюю часть, здесь же предусмотрен зольник (дрова загружаются вертикально). Стальная труба в виде вертикального канала обеспечивается термоизоляцией и наружным корпусом. На последнем фиксируется теплообменник с водяной рубашкой.

Модель с лежанкой достаточно массивна, пристройка выглядит как софа или кровать. При желании здесь можно уложить матрас и использовать площадку как дополнительное спальное место. Лежанку выкладывают из камней, объединенных глиняной массой, или кирпичей.