Что же это за такое чудо: ракетная печь? Ракетная печь, печь-ракета и даже реактивная печь, как она только не называется, однако никакого отношения к ракетам и реактивным двигателям не имеет. Такое название она получила, очевидно, из-за характерного "ракетного" звука, который возникает при сбое режима и излишнем поступлении воздуха через поддувало в топку. Во всяком случае разработчики назвали её именно так: rocket stove, что можно перевести, как ракета-печь.
Принцип ракетной печи
Впервые разработана конструкция была в Америке и изначально предназначалась для использования в полевых условиях. Основная идея заключается в том, чтобы при максимальной простоте устройства получить печь с высоким КПД. Для этого были применены два простых и в сущности известных приёма. Первый – это более полное разложение газов с их дожигом за счёт относительно продолжительного задержания в нагретом состоянии. Второй – это максимальное извлечение тепла от сгоревших газов.
- Растопка печи начинается с её предварительного прогрева. Для этого лучше всего использовать любые легкогорючие материалы: щепу, стружку или бумагу. Нагревательную закладку рекомендуют сжигать в зольнике.
- Одновременно поджигается основная закладка дров. Поддувало при этом полностью открыто.
- По мере розжига тяга увеличивается и в топку начинает поступать очень много воздуха. Появляется характерный рёв.
- Здесь следует прикрыть заслонку поддувала до появления ровного тихого звука. Если ракетный рёв появляется снова, регулировку следует повторить.
Топка имеет хорошую теплоизоляцию, поэтому быстро нагревается и начинается пиролиз дров – разложение твёрдых дров на газ под действием высокой температуры. Часть пиролизных газов разлагается до древесных газов и сгорает. Однако некоторая часть разлагается недостаточно для горения. В обычных печах эти полуразложившиеся продукты пиролиза вылетают в дымоход в виде дыма и частично оседают в виде сажи. Таким образом, любой дым – это недосгоревшие дрова, которые не только увеличивают затраты на отопление, но ещё и засоряют дымоход.
Отсюда можно сделать вывод, что у печи, служащей для обогрева, основная задача – это как можно более полно сжечь топливо, решая две, хоть и второстепенные, но не менее важные, задачи. Во-первых, забрать как можно больше тепла у сгоревшего древесного газа и, во-вторых, аккумулировав его, распределять в отапливаемом помещении как можно более длительное время.
Основное достоинство ракетной печи заключается в том, что она великолепно решает все эти задачами.
После поджига основной закладки дров топка прогревается практически одновременно с горизонтальны и вертикальным каналом - так называемым туннелем горения - Burn Tunnel. Для этого туннель горения, или как его ещё называют, жаровая труба, так же, как и топка, изолирован материалом, который обладает не только теплоизоляционными свойствами, но и малой теплоёмкостью. Температура в жаровой трубе повышается до 900°C и при нормальных условиях в верхней части может достичь 1000°C.
В таких условиях газы попадают в верхнюю часть колпака и нагревают верхнюю её часть до 400°C. Далее, опускаясь вниз и охладевая до 250°C, газы нагревают колпак и его обмазку, выполняющую роль теплоаккумулятора. При этом обмазка выполнена из самана: смеси глины и соломы – недорогого и доступного материала.
После предварительного охлаждения в верхней зоне колпака газ попадает во вторичный зольник. Здесь заканчивается дожиг древесных газов и выпадение остатков пироза, которые по каким-то причинам оказались недостаточно разложены для сгорания. Далее газ относительно медленно движется в горизонтальном дымовом канале, где он отдаёт свои последние остатки тепла, нагревая обмазку лежанки, которая также выполнена из самана.
Основные преимущества и недостатки ракетных печей
Преимущества:
- Высокая производительность, позволяющая экономить до 90% древесины по сравнению с обычной металлической печью, как заявляют их владельцы. Достигается такая экономия благодаря дожигу пиролизных газов и сажи.
- Некритичность к топливу. Подойдут любые древесные дрова, щепа, кора, отходы пиломатериалов. Не имеет значения и их влажность.
- Простота и универсальность конструкции. Собрать такую печь сможет любой желающий из глины, кирпича, камня или плитки.
- Нет необходимости слишком часто подкладывать дрова. Дрова по мере сгорания сами продвигаются вниз и попадают в камеру сгорания.
- Удобная лежанка. Лежанки есть у разных печей, но например, у русской печи она расположена высоко.
Недостатки:
- необходимость контроля горения и постоянная ручная регулировка поддува воздуха.
- наличие горячей части, из-за которой можно обжечься. Хотя с другой стороны её можно использовать для приготовления пищи. Температура колпака около 400°C.
Ракетная печь своими руками. Чертежи
Ракетная плита имеет теплоизолированную образную камеру сгорания, что заставляет огонь двигаться сначала по горизонтали, а затем в камеру под углом 90 градусов, что вызывает сильную турбулентность. Попав в верхнюю часть камеры-колпака, горячие газы, разогретые до температуры 1000°C, отдают большую часть тепла и опускаются вниз, где попадают во вспомогательный зольник, а там при температуре около 250°C происходит их окончательный пиролиз вместе с дожигом пиролизных (древесных) газов. Затем в горизонтальном канале продукты горения отдают остатки своего тепла и поступают в дымовую трубу.
Несмотря на простоту и доступность конструкции, для нормальной работы печи в запланированном режиме при её устройстве необходимо соблюдать размеры и учитывать все рекомендации.
Инженеры и исследователи выработали наилучшее соотношение размеров для того, чтобы все процессы проходили наиболее оптимально. Вот их рекомендации:
- Высота колпака H должна быть от 1,5 до 2D.
- Глиняная обмазка колпака должна иметь следующие характеристики: высота = 2/3H, толщина = 1/3D.
- Площадь сечения горизонтальной и вертикальной части жаровой трубы – 5-6% от площади сечения колпака (S).
- Зазора между верхним обрезом жаровой трубы и крышкой колпака не менее 7 см.
- Длины горизонтального и вертикального участка жаровой трубы должны быть равны. Площади их поперечных сечений также одинаковые.
- Поддувала должно иметь площадь сечения 50% от площади жаровой трубы.
- Объем зольника рекомендуется не менее 5% от объема колпака.
- Толщину утепляющей подушки из самана, которую делают под внешним дымоходом, выбирают в пределах от 50 до 70 мм.
- Толщина лежанки рекомендована 0,25D при D = 600 мм и 0,5D при D= 300 мм.
- Высота внешней дымовой трубы не менее 4 метров, площадь поперечного сечения 9 -12% от площади колпака.
- Длина дымового канала в лежанке вычисляется также от диаметра колпака. При диаметре 60 см (стандартная 200 литровая бочка) - длинна лежанки может быть до 6 метров. Если же колпак имеет диаметр 30 см (диаметр газового баллона), тогда длинна лежанки не более 4 метров.
- Жаровой канал рекомендуется изготовить из прямоугольной трубы, в соотношение сторон 1:2, с её укладкой плашмя. Это обеспечит более стабильную работу всей печи.
