Изготовление реактивной печи своими руками
Реактивная печь или печь-ракета появилась в результате отклонения от традиций изготовления оборудования для обогрева помещения. Её считают экономичным теплогенератором, конструкция которого элементарная. Поэтому многие задумываются о сооружении реактивной печи своими руками.
Содержание
Описание, достоинства и недостатки печи-ракеты
Теплогенератор для нагрева воздуха в помещении называется печью-ракетой или реактивной печью, так как при работе в случае чрезмерного поступления воздуха он издаёт особые звуки. Этот шум можно принять за рёв реактивного двигателя. В обычном режиме оборудование функционирует с едва слышимым шелестящим звуком.
Ракетная печь служит устройством для отопления дома и приготовления пищи. На сжигание одной партии дров в таком оборудовании уходит порядка 6 часов, больше, чем в стандартной металлической печи. Причина этому — создание теплогенератора на базе печи с верхним горением.
К преимуществам печи-ракеты относят:
- независимость от энергии топлива;
- простота конструкции, состоящей из доступных деталей, соединяемых за считанные минуты;
- возможность давать много тепла, несмотря на качество загружаемого топлива.
У реактивной печи обнаружены и некоторые недостатки:
- управление вручную, что подразумевает постоянный контроль работы оборудования;
- опасность получения ожога, ведь стенки оборудования становятся чрезвычайно горячими;
- нецелесообразность использования в бане, поскольку её не получится прогреть.
Виды
Агрегат, который во время работы издаёт ракетный гул, бывает:
- переносным (агрегат из металлических труб, вёдер или газового баллона);
- стационарным (созданным из шамотных кирпичей и металлической тары);
- оборудованием для нагрева воздуха с лежанкой.
Переносные конструкции изготавливают большими партиями, ведь они используются для походов. Основа этих теплогенераторов — труба, составленная из нескольких отрезков. Правда, такие конструкции, в отличие от агрегатов на базе шамотных кирпичей, не надёжны. Стенки из огнеупорных блоков увеличивают теплоотдачу реактивной печи. При желании к ней можно добавить лежанку в виде дивана или кровати, декорированной глиной или опилками.
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.
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.
Расчёт параметров (таблицы)
Объём печи следует определять со знанием дела, ведь именно он влияет на мощность и количество тепла, образуемого отопительным оборудованием. Рассчитывая габариты реактивного отопительного оборудования, используют показатель внутреннего диаметра барабана D, значение которого может колебаться в рамках 300–600 мм. Также нужно знать площадь поперечного сечения барабана. Для определения этого показателя печи-ракеты следует воспользоваться формулой: S = 3.14 * D^2 /4.
Основные размеры реактивной печи представлены в таблице:
Параметр | Значение |
Высота барабана Н | От 1,5D до 2D |
Высота теплоизоляционной обмазки барабана | 2/3Н |
Толщина теплоизоляционной обмазки барабана | 1/3D |
Площадь поперечного сечения первичного дымохода | От 0,045S до 0,065S (оптимально — от 0,05S до 0,06S). Чем выше будет первичный дымоход — тем лучше. |
Минимальный зазор между верхним краем первичного дымохода и крышкой барабана | 70 мм. При меньшем значении аэродинамическое сопротивление зазора для проходящих через него газов окажется чрезмерно большим. |
Длина и площадь жаровой трубы | Длина и площадь первичного дымохода |
Площадь сечения поддувала | Половина площади сечения первичного дымохода |
Площадь поперечного сечения наружного дымохода | От 1,5S до 2S |
Толщина подушки из самана под газоходом с лежанкой | 50–70 мм (при наличии под лежанкой деревянных полатей — от 25 до 35 мм) |
Высота обмазки над газоходом с лежанкой | 150 мм. Уменьшать не рекомендуется, иначе печь будет накапливать меньше тепла. |
Высота наружного дымохода | не менее 4 м |
Особое значение придаётся длине газохода с лежанкой. Максимально допустимые показатели отражены в таблице:
D (диметр) | Длина |
300 мм | 4 м |
600 мм | 6 м |
Объём вторичной зольной камеры — тоже важный показатель, зависящий от объёма барабана и первичного дымохода.
D (диметр) | Объём | |
300 мм | 0,1х(Vк — Vпд) | Где Vк — объем барабана, Vпд — объем первичного дымохода. |
600 мм | 0,05х(Vк — Vпд) |
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.
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 м?;
- 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.
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 1/4 часть от количества сухих ингредиентов.
Поэтапная инструкция по изготовлению своими руками
Если запланировано сделать печь-ракету из газового баллона, то трудностей можно не бояться. Действия по созданию оборудования из такого строительного сырья довольно просты:
- от баллона объёмом 50 литров отсекают верхнюю часть, чтобы соорудить своеобразный колпак;
- ориентируясь на указания в чертеже, друг с другом сваривают все детали изделия, то есть газовый баллон, трубу диаметром 10 см (будущий дымоход), трубу диаметром 7 см (внутренний канал) и ещё одну трубу с диаметром 15 см (топливник);
- пространство между двумя трубами заполняют материалом, сохраняющим тепло, например, песком, который был тщательно прокалён, то есть очищен от органических веществ;
- для придания конструкции устойчивости приваривают ножки.
Для сооружения ракетной печи с лежанкой, что подразумевает использование кирпичей, нужно действовать иначе:
- Зону для обустройства топливника углубляют, убирая 10 см грунта. Топочную камеру формируют из шамотных кирпичей. По контуру изготавливаемой конструкции создают опалубку. Чтобы основание было прочным, рекомендуется закладывать в него арматурную сетку или металлические прутья;
- Конструкцию заливают жидким бетоном. Затем ждут, когда раствор застынет, и доделывают работу. Кирпичи укладывают сплошной линией, создавая платформу для печи. После этого формируют стенки конструкции, выставляя несколько рядов кирпичных блоков;
- Обустраивают нижний канал конструкции, при этом одну линию кирпичей укладывают поперёк, чтобы перекрыть топочную камеру. Блоки расставляют, оставляя вертикальный канал и проём топки открытыми;
- Находят корпус от старого бойлера и срезают на нём верхнюю и нижнюю крышки. Внизу получившейся трубы устанавливают фланец, через который будет проходить горизонтальный теплообменник. Детали требуется соединить друг с другом сплошным сварным швом;
- В бочку вставляют выходной патрубок, после чего берут щётку по металлу и отскребают от стенок ёмкости ржавчину. Очищенную бочку обрабатывают грунтовочным составом, а чуть позже — краской, устойчивой к воздействию высокой температуры;
- Горизонтальный дымоход при помощи сварки соединяют с боковым отводом — будущим зольником. Для облегчения его чистки монтируют герметичный фланец;
- Выкладывают жаровую трубу из огнеупорных кирпичей. При этом внутри конструкции формируют канал высотой и шириной в 18 см. Занимаясь этим делом, постоянно пользуются строительным уровнем, который позволяет контролировать вертикальность изделия;
- Жаровую трубу накрывают защитным кожухом, а получившиеся зазоры закупоривают перлитом. Нижнюю область вертикального канала герметизируют сырой глиной, функция которой — предотвратить просыпание теплоизоляционного материала на пол;
- Из бойлера, на котором были срезаны верх и низ, формируют топливный бак. К нему обязательно приваривают ручку;
- Для улучшения вида конструкцию обрабатывают саманной замазкой, состоящей из древесных опилок и сырой глины. Первый компонент состава служит так же, как и щебень в бетоне, то есть предотвращает растрескивание стенок печи. Саманную замазку рекомендуется наносить и поверх перлитовой засыпки;
- Создают фасад печи, для чего из камня, кирпичей, самана и песка выкладывают печной контур. Изнаночную сторону конструкции заполняют щебнем, а лицевую — саманной смесью, делающей поверхность идеально ровной;
- На ранее созданное основание ставят кожух из металлической бочки. Нижний патрубок ёмкости направляют в сторону лежанки. Низ конструкции обрабатывают сырой глиной, что обеспечит её герметичность;
- К топочной камере подводят канал из гофрированной трубы. Он послужит связующим звеном между топкой и атмосферой извне;
- Проводят тестовую растопку печи, смотря, как газы выводятся из горизонтального дымохода. После этого трубы теплообменника соединяют с нижним патрубком, установленным на платформе из красного кирпича;
- Печь дополняют трубой для выведения дыма. Место соединения дымохода и теплогенератора уплотняют огнеупорной обмазкой и асбестовым шнуром;
- Используя глину и саман, лежанке придают нужную форму. Незапечатанной оставляют только горизонтальный участок конструкции, который потом будет использоваться во время приготовления еды.
Усовершенствование конструкции
Лежанка с газоходом внутри — это не единственный вариант модернизации печи-ракеты. Конструкцию можно усовершенствовать водяной рубашкой, подключаемой к отопительной системе, в которой циркулирует вода. Этой части конструкции желательно придать вид змеевика, созданного из медной трубы, закручивающейся на дымоходе.
Иной способ улучшения реактивной печи связан с организацией поступления в жаровую трубу нагретого вторичного воздуха. Это увеличит КПД теплогенератора, но приведёт к отложению в первичной дымовой трубе большого количества сажи. Поэтому лучше сделать так, чтобы крышку барабана при необходимости можно было демонтировать.
Тонкости эксплуатации нетрадиционной печи
Ракетную печь топят по аналогии с теплогенератором верхнего горения. Получается, что растопка оборудования, называемого ракетой, должна осуществляться по определённым правилам:
- главное сырьё для топки агрегата нужно закладывать только после хорошего прогревания конструкции, для чего сначала в поддувальный сектор помещают и поджигают опилки или бумагу;
- на приглушение исходящего из печи гула обязательно реагируют — кладут в топочную камеру большую партию топлива, которое загорится самостоятельно от раскаленных остатков опилок;
- за процессом пристально следят, то есть после закладки дров полностью открывают заслонку, а спустя некоторое время, когда оборудование издаст гул, её прикрывают для получения звука, похожего на шелест;
- по мере необходимости заслонку прикрывают больше и больше, иначе топка станет заполняться избыточным объёмом воздуха, что нарушит пиролиз внутри жаровой трубы и приведёт к созданию сильного гула.
Поскольку реактивная печь первоначально была создана для использования в полевых условиях, её конструкция предельно проста. Это позволяет справиться с изготовлением агрегата обычному домашнему мастеру. Но, несмотря на кажущуюся лёгкость, печь-ракету полагается собирать, учтя правильное соотношение параметров. В противном случае оборудование получится непроизводительным.