Изготовление водородного котла. Котел отопительный на водороде

Водородная печь для отопления - Всё об отоплении

Особенности отопления на водороде

Для получения тепла в доме можно использовать различные источники энергии. Есть среди них и достаточно необычные варианты – например, водородное топливо. В настоящее время отопление водородом используется отечественными потребителями редко из-за некоторых сложностей в получении сырья.

Однако метод этот все равно считается самым экологически чистым и обеспечивает нагрев больших помещений. А расходы на такое отопление будут хотя и большими по сравнению с использованием в качестве энергоносителя газа, однако заметно меньшими по сравнению с эксплуатацией твердотопливных и электрических котлов.

Особенности водородного отопления

Впервые отопление дома на водороде было разработано итальянскими изобретателями. Созданный ими прибор практически не создавал шума и не выбрасывал в атмосферу вредные вещества. При этом температура внутри котлов была невысокой, и оборудование можно было делать не из чугуна или жаропрочной стали, а из обычного металла и даже пластика.

«Классическим», низкотемпературным вариантом отопления на водороде является выделение тепла в процессе образования воды из водорода и кислорода. Хотя существует и методика, предусматривающая обратный процесс – расщепление водных молекул для создания водородного топлива, сгорающего в котлах.

Котлам, работающим на водороде, не нужна специальная система отвода в атмосферу продуктов сгорания. Ведь в процессе выделяется только пар, безвредный для окружающей среды. А получение сырья практически не представляет особой проблемы, в отличие от таких энергоносителей, как газ, дизтопливо и пеллеты.

Расходы при использовании отопления на водороде будут идти только на электроэнергию для генератора.

Преимущества и недостатки

Распространению системы водородного отопления способствует целый ряд достоинств такого метода:

Экологическая чистота выбросов.
Работа без применения огня (только для обычных низкотемпературных систем). Так как тепло получается не при сгорании, а в результате химической реакции. Соединение водорода и кислорода приводит к получению воды, а выделившаяся при этом энергия идет в теплообменник. Температура теплоносителя при этом не превышает 40 градусов, что является практически идеальным режимом для системы «теплых полов».
Использование водородного топлива экономит средства владельца частного дома.

Единственный более выгодный способ в плане эксплуатации – газовое отопление, далеко не всегда доступное для загородного жилья.

Также использование водорода снижает затраты углеводородов типа нефти и газа, представляющих собой невозобновляемые ресурсы.

Правда, имеются у методики и недостатки. Во-первых, водород является достаточно взрывоопасным и, за счет этого, трудно транспортируемым веществом, хотя эта проблема существует только для низкотемпературного варианта.

Во-вторых, специалистов, способных на правильную установку таких котлов и сертификацию водородных баллонов, в нашей стране немного.

Принцип и устройство

Работа отопления на водороде основана на выделении значительного объема тепловой энергии, получаемой в результате взаимодействия кислородных и водородных молекул. Процесс характеризуется большими размерами необходимой для его протекания емкости и высоким КПД (>80%). Для правильного функционирования оборудования необходимо:

подключение к источнику жидкости, роль которого чаще всего выполняет водородная система;
наличие электропитания, без которого невозможно поддерживать электролиз;
периодическая замена катализатора, частота зависит от производительности и конструкции котла;

соблюдение требований безопасности )хотя по сравнению с газовым отоплением их намного меньше за счет протекания всех реакций внутри котла, и от пользователя необходим только визуальный контроль процесса).

Впрочем, учитывая, что создать своими руками такое оборудование, как низкотемпературная водородная установка для отопления дома, вряд ли получится, чаще всего используют альтернативный метод – получение водорода и использование его в качестве энергоносителя. Такой вариант будет доступнее по цене и обеспечит большую температуру теплоносителя в отопительной системе (такую же, как и газ).

Сборка системы

В состав систем водородного отопления входят водородные генераторы, горелки и котлы. Первый необходим для разложения жидкости на составляющие (с использованием катализаторов для ускорения процесса или без них). Горелка создает открытое пламя, а котел служит теплообменным устройством. Все это можно приобрести в соответствующих магазинах, однако та же система, созданная своими руками, как правило, работает эффективнее.

Сборку генератора водорода можно осуществить несколькими способами. Для его изготовления понадобится несколько стальных трубок, бак для расположения конструкции, широтно-импульсный генератор мощностью от 30А и выше или другой источник питания. Кроме того, при сборке не обойтись без посуды для дистиллированной воды.

Подача жидкости, из которой будет выделяться водород, осуществляется внутрь герметичной конструкции, где находятся пластины из нержавеющей стали (чем их больше, тем больше получается водорода, хотя тратится и дополнительная электроэнергия), примыкающие друг к другу.

В емкости под действием тока происходит процесс расщепления молекул воды на кислород и водород, после чего последний подается в котел, где установлена горелка. Если же ток подается не от сети, а от ШИМ-генератора, эффективность системы увеличивается.

Применяемые материалы

В системе отопления применяется, как правило, дистиллированная вода, в которую добавляют гидроксид натрия в пропорции 10 л жидкости на 1 ст. л вещества. При отсутствии или проблематичности получения нужного количества дистиллята разрешается использование и обычной воды из крана, но только в том случае, если в ее составе отсутствуют тяжелые металлы.

В качестве металлов, из которых изготавливают водородные котлы, допустимо использовать любые виды нержавеющих сталей – отличным вариантом станет ферримагнитная сталь, к которой не притягиваются лишние частицы. Хотя основным критерием выбора материала все-таки должна быть устойчивость к коррозии и ржавчине.

Для сборки аппарата обычно используются трубки диаметром 1 или 1,25 дюйма. А горелка приобретается в соответствующем магазине или интернет-сервисе.

Если правильно подобрать материалы и тщательно изучить схему отопления, изготовление установки и ее присоединение к котлу не представляет собой ничего сложного.

Целесообразность методики

Причиной установки системы отопления на водороде в частном доме может быть отсутствие в нем природного газа и наличие электроэнергии. При этом расходы на обеспечение здания теплом оказываются меньшими по сравнению с использованием электронагревательных приборов.

Кроме того, отсутствует необходимость в трубах для отвода продуктов сгорания. Получается, что водородная установка вполне может использоваться в загородных домах в качестве самостоятельного или дополнительного отопительного оборудования.

Водородный генератор – будущее в системе отопления

Газовым или твердотопливным котлам существует хорошая альтернатива – водородный генератор для отопления частного дома. Купить такое оборудование не совсем просто, ведь есть оно далеко не в каждом магазине, который специализируется на отоплении, но при желании найти генератор всегда можно. Некоторые умельцы даже умудряются сооружать такое устройство самостоятельно.

Раньше во всех домах стояли дровяные печи, но сегодня на рынке отопительного оборудования можно найти множество разных вариантов. В качестве топлива применяют не только дрова, а еще газ, соляру, существуют даже электрические котлы. Понятно, что главными характеристиками при выборе отопительного оборудования является эффективность его работы и небольшие затраты на содержание. Одним из вариантов, который не требует много ресурсов, и при этом отлично справляется с задачей обогрева помещения, является водородный генератор.

Исторический аспект

То, что из водородной энергии можно извлечь пользу, заметили еще очень давно. Легендарный врачеватель Парацельс при проведении своих опытов отметил, что соединение некоторых веществ ведет к образованию пузырьков. Вначале ученый решил, что это простой воздух, но в дальнейшем выяснилось, что это был водород – бесцветный газ, который в определенных условиях демонстрирует взрывные функции.

Наука не стоит на месте, и сегодня водород применяют в разных отраслях, в том числе и для отопления жилых и промышленных помещений. Технология активно развивается, и сегодня уже существуют даже автомобили, которые передвигаются благодаря водородной энергии. Такое новшество из науки заинтересовало миллионы людей, и тема применения водорода для отопления дома только популяризируется.

Ученые уже доказали, что водород не только эффективный, а еще и очень распространенный и легкодоступный. Сложность возникает лишь в том, что его приходится добывать из разных химических соединений, преимущественно – из обычной воды.

Перспективы водорода в отрасли отопления

Многие ученые называют водород самым перспективным топливом, и это только подтверждается такими фактами:

Водород является самым распространенным топливным элементом во Вселенной, и десятый по запасам среди всех химических элементов на нашей планете. Если говорить проще, то проблем с запасами водорода точно не будет;

Несмотря на то, что это – газ, он абсолютно безвреден, и нетоксичен, поэтому люди, животные и даже растения не будут ощущать пагубного влияния;
В отопительном оборудовании, которое работает на водороде, продуктом горения выступает обычная вода, поэтому о вредных выхлопах и говорить не стоит;
Градус горения водорода равен 6000, это подтверждает большую теплоемкость данного химического элемента;
По весу, это топливо даже легче воздуха (в 14 раз), поэтому в случае возникновения утечки, топливный выбор улетучиться самостоятельно и очень быстро;
Килограмм водорода сегодня стоит лишь 2-7 американских долларов. Но килограмм это очень много, ведь плотность вещества составляет всего 0,008987 кг/м3;
Теплотворность 1 куба водорода равна 13 000 кДж. Конечно, этот показатель примерно в три раза ниже, чем у природного газа, но цена на водород ниже в десятки раз.

Из этого можно сделать вывод, что отопление домов водородом будет стоить не дороже, чем с применением обычных газовых котлов. Также владелец такого уникального оборудования не будет платить бешеные накрутки в карманы владельцев нефтегазовых компаний, нет необходимости и обустраивать дорогущий газопровод. При этом владелец избавит себя еще и от прохождения нудных и долгих бюрократических процедур по согласованию разных проектов.

В общем, водород можно действительно считать самым перспективным топливом. Все преимущества этого элемента уже испытали сотрудники аэрокосмических предприятий, которые используют водород в качестве ракетного топлива.

Особенности водородных генераторов

При выборе водородной горелки надо обратить показатель мощности. Чем больше помещение и требований у его владельца, тем мощнее потребуется генератор. Это своеобразная адаптация под нужды определенного дома. Стоит отметить, что максимальной характеристикой мощности оборудования такого типа является 6.

Водород действительно считают самым экономичным видом топлива, и получить его можно в требуемом количестве. Правда, для этого потребуется подключение к электрической сети, а также наличие обычной воды.

Основной функцией генератора является самостоятельный обогрев воздуха в жилом доме. То есть, техника должна полноценно справляться со своими обязанностями, правда применяют такие устройства и с отопительным оборудованием другого типа. В таком случае необходимо лишь следить, чтобы все части системы работали на уровнях небольших температур.

Также водородные генераторы отлично подходят для обустройства системы теплых полов, а большинство современных домов сложно представить без такой системы.

Принцип действия водородного отопления

Генератор такого типа для отопления помещений предусматривает получение водорода благодаря расщеплению воды. Для этого в системе применяется электрический заряд: после воздействия тока вода начинает распадаться на кислород и водород, который при контакте с воздухом может стать взрывоопасным элементом.

При этом в процессе контакта атомов кислорода и водорода выделяется достаточно много тепловой энергии, ее в десятки раз больше чем тепла, которое выделяется при сгорании органического типа топлива. В результате тепло будет нагревать воду, и позволяет обеспечивать комфортную температуру в жилье.

Схема устройства котла на водороде состоит из таких элементов:

Емкость с водой, которая выполняет функции топлива. Конечно, называть воду топливом не совсем верно, ведь она в этом процессе не сгорает, а просто разлагается на несколько компонентов после воздействия электрического тока. На жидкость действуют два электрода – анод и катод, они соответственно подключаются к сети электричества.
Двухступенчатый предохранительный блок. Через этот элемент вещество отправляется в камеру сгорания, где вступает в каталитическую реакцию с выделением тепла. Результатом этого процесса является обычная вода, и все очень чисто, ведь нет сгорания, и нет выделения токсических веществ. Такой блок делается работу оборудования стабильной и безопасной.
Теплообменник. Во всем этом химическом процессе выделяется тепло, которое повышает температуру теплоносителя, он, в свою очередь, идет в отопительную систему помещения и прогревает воздух. Такой метод позволяет отапливать даже промышленные здания большой площади.

Водородный генератор как отопительное оборудование все еще воспринимается как экзотика, но именно такая техника сегодня используется для производства экономичных, бесшумных и экологически чистых автомобилей. Простота добычи, переработки, доступность и большие запасы позволяют водороду стать одним из лучших видов топлива не только для транспортной техники, а и для отопительных систем.

Преимущества применения водородных устройств

Специалисты и владельцы водородных обогревательных генераторов выделяют такие положительные стороны устройств:

КПД у оборудования такого типа составляет 90-95%. Альтернативные варианты не могут похвастаться таким показателем, поэтому водородные генераторы создают конкуренцию самым популярным обогревательным устройствам;
Чтобы получить тепловую энергию не нужно создавать открытый огонь, весь процесс построен на химических реакциях, поэтому такая система является безопасной;
Также водородные генераторы являются безвредными, ведь не выделяют токсических веществ;
Водородные устройства являются источниками чистой энергии, которую невозможно исчерпать;

Использование водорода как основного источника тепловой энергии сводит к минимуму необходимость применения ископаемых ресурсов, затраты на добычу которых очень высокие по сравнению с затратами на добычу водорода;
Бесшумная работа устройства;
Для эксплуатации отопительной системы с водородным оборудованием не нужно обустраивать специальные дымоходы.

Отрицательные стороны генераторов

Правда, есть и определенные минусы применения таких генераторов. Технология добычи тепла из водорода сейчас на стадии развития, поэтому некоторых недостатков избежать не получится. В первую очередь – это труднодоступность, генераторы есть далеко не в каждом магазине. Соответственно и при поломке деталь для замены придется хорошенько поискать.

Баллоны с этим веществом не очень удобны в перевозке, также надо отметить, что при комнатной температуре водород является легким летучим газом, и работать с ним сложно. Купить такое альтернативное топливо в России сегодня непросто, а с сооружением электролиза своими руками не все справятся. Также при использовании самодельных конструкций надо учитывать, что они могут быть небезопасными, ведь гарантировать полный контроль реакции невозможно.

Но все эти недостатки будут лишь некоторое время, вскоре ученные найдут способ быстрого получения и удобной транспортировки водорода, и тогда его можно будет применять для обогрева дома на постоянной основе. Популярность генераторов такого типа постоянно растет, и из категории экзотических устройств они переходят в «инновационные».

Разновидности водородных генераторов

Стоит отметить, что принципиальной разницы между водородным оборудованием нет, разве что есть модели с разными показателями мощности, сделанные из разных материалов, и еще будут отличия в других технических характеристиках. В качестве примера можно рассмотреть характеристики двух похожих котлов американского производства (HHO и Star 1000). Все показатели этих устройств можно считать нормой, такие же характеристики и у большинства аналогов:

За один час такой генератор употребляет 1,5-3 КВт;
Воды за сутки расходуется приблизительно 5-6 литров;
Может применяться для обогрева воздуха в зданиях, площадь которых составляет до 250 «квадратов»;
Прослужит такое оборудование как минимум 15 лет;

Все генераторы оснащаются двумя контурами, один служит для отопления, а второй для нагревательных задач, может монтироваться дополнительно;
Стоимость водородных котлов составляет примерно 3000 тысячи американских долларов (более дешевыми, но менее качественными считаются китайские генераторы).

Как и все остальные виды отопительного оборудования, водородный генератор включается лишь для нагрева помещения, а потом сразу же выключается. Поэтому электричества устройство потребляется немного, об этом точно не стоит волноваться.

Как правильно выбрать генератор?

Чтобы сделать свой выбор правильно, необходимо обратить внимание на такие характеристики:

Показатель мощность устройства;
Количество контуров;
Показатель потребления электричества;
Репутация производителя.

Что касается мощности, то здесь могут быть модели с показателем в 27 Вт, и намного более производительные модели. Если помещение, которое нужно отапливать достаточно большое, то здесь есть два варианта:

Купить один, но очень мощный водородный генератор.
Установить в здании сразу несколько маленьких и недорогих устройств.

Потребление электричества напрямую связано с мощностью, чем больше производительность котла, тем больше ему нужно энергии. Что касается производителя, то здесь специалисты советуют покупать продукцию известных американских компаний, хоть и стоят такие котлы немного дороже.

В интернете сегодня есть много видеороликов, где мастера показывают, как сделать генератор самостоятельно. Такое решение, конечно, поможет сэкономить средства, но без опыта выполнения подобных работ лучше за такое дело не браться. Помним, что водород – взрывоопасный элемент, и малейшие погрешности в конструкции могут стать причиной плохих последствий.

Советы по эксплуатации

Чтобы оборудование прослужило дольше, надо придерживаться таких рекомендаций:

Самостоятельно улучшать или изменять генератора даже при наличии профессионального инженерного чертежа нельзя. Такие действия увеличат вероятность утечки вещества из оборудования в открытое пространство, что повышает риск возникновения взрывов.
Специалисты советуют приобрести и поставить на оборудование специальные датчики температуры внутри теплообменника, это даст возможность следить за возможным перегревом воды.
Запорную арматуру можно установить в горелку, и подключить ее к датчику температурных показателей. Это позволит обеспечить нормированное охлаждение водородного генератора.

Производители говорят о минимальном сроке эксплуатации в 15 лет, но если относиться к оборудованию бережно, то оно без проблем будет работать целых 20 или даже 30 лет. Любые поломки также не принесут сложностей, конструкция такого котла похожа на конструкции других вариантов оборудования, поэтому мастер справиться с задачей ремонта.

Как сделать котел на водороде своими руками

Как работает водородное отопление

Суть данного вида отопления состоит в химической реакции электролиза, при которой вода разделяется на молекулы водорода и кислорода. В следствии этого происходит образование газа Брауна или, как его еще называют, гремучий газ. Во время этой химической реакции происходит выделение тепла, которое и используется для отопления. При помощи регулирования мощности котла можно добиться необходимого температурного режима в помещении, которое вы отапливаете.

Для того, чтобы водородное отопление работало, необходимы следующие условия:

Свободный приток воды. Как правило, используется вода, поступающая из водопровода, однако, можно пользоваться и дистиллированной. Объем требуемой жидкости напрямую зависит от мощности котла.
Наличие электричества. Для протекания процесса электролиза необходимо электроэнергия.

Данное устройство считается самым экологичным из всех способов обогрева, так как во время работы выделяется пар, который не наносит вреда окружающей среде. И для работы необходимо всего лишь наличие электричества, а чтобы сократить затраты, существует возможность работы от солнечной энергии, то есть черпать энергию через солнечные батареи.

Достоинства и недостатки отопления на водороде

Одним из самых очевидных плюсов можно считать нескончаемое количество топлива. так как им служит вода. Отпадает необходимость в добыче угля, дров или другого природного ресурса для получения тепла. Низкий расход электрической энергии
Низкий расход электричества. Для примера устройство, мощность которого 40 кВт, расходует 0,44 кВт в час, водородный котел считается наиболее экономичным в отличии от других способов отопления.
Высокая степень экологичности. полностью отсутствуют выбросы, наносящие вред окружающей среде, так как при работе выделяется только пар.
Высокий коэффициент полезного действия порядка 94%, никакой другой вид отопления не дает подобной теплоотдачи.
Низкий уровень шума во время работы.
Не требует установки дымохода и его последующего обслуживания.
Отсутствует необходимость в горящем пламени .
Предъявляются гораздо ниже требования к монтажу и месту установки, чем к газовому оборудованию.

Недостатком можно считать то, что газ, который вырабатывается, не имеет ни цвета ни запаха, и если произойдет его утечка обнаружить это будет крайне сложно. Температура, при которой он возгорается составляет 540 градусов, исходя из этого его относят к взрывоопасным. Выделение водорода
Достаточно высокая стоимость .
Существует очень мало специалистов. которые проводят проверку и сертифицирование баллонов.
Требуется постоянное пополнение катализатора .
Сложность в поиске запасных частей. это связано с низкой востребовательностью на рынке.

Схема самодельной установки

Нет однозначной схемы устройства, так как она может варьироваться в зависимости от комплектации различными датчиками.

Однако, можно выделить перечень необходимого минимума составляющих данного устройства:

Сосуд, который наполнен жидкостью (электролитом). Набор пластин для электролизера
Набор нержавеющих пластин, между которыми под действием электричества вода будет распадаться на водород и кислород (электролизер).
Предохранительный модуль.
Камера сгорания.
Теплообменник.

А работает это все следующим образом — специальная жидкость, поступает в электролизер, в котором происходит выработка газа путем расщепления жидкости под действием электрического тока. После горения образуется вода, которая возвращается в систему. Изготавливается емкость из высоколегированной стали, использование этого материала обусловлено его надежностью.

Существует технологическая необходимость в установке предохранительного клапана для сброса избыточного давления из системы. Выработанный водород затем поступает в камеру сгорания. Вступив в термическую реакцию с О2, газ вырабатывает тепло, которое через радиатор протекает в отопительную систему помещения.

А жидкость, которая образовалась в камере, протекает по специальной трубке в сосуд с электролитом, благодаря этому происходит самовоспламенение при помощи рециркуляции. Также к данной схеме добавляют элементы защитной автоматической системы для безопасности эксплуатации. Такие, как датчики контроля уровня воды, температурные датчики, пропускные клапаны, датчики контроля давления в системе.

Инструкция по изготовлению котла на водороде

Для того, чтобы сделать котел на водороде своими руками, нам понадобится водородный генератор.

Самодельный котел на водороде

Чтобы его сделать, необходим следующий инструмент:

Лист металла, высоколегированная нержавеющая сталь.
Обратный клапан.
Болт — 2 штуки, размер 6 на 150, гайки и шайбы.
Фильтр для очистки жидкости.
Прозрачный шланг, или трубка с диаметром 8 мм.
Емкость, которая закрывается герметично. Можно воспользоваться пластиковым контейнером для хранения еды, объем возьмите 1,5 литра.
Шланговый штуцер 8 мм в диаметре.
Инструмент для резьбы металла, подойдет шлифовальная машинка для резьбы с отрезным диском.

Рассмотрим более детально, какой именно материал необходимо использовать для изготовления самодельного котла. Сталь рекомендуется брать 03*16Н1 размер примерно 0,6 на 0,6 метра, толщина 2 мм — этого будет вполне достаточно. Обратите внимание, необходимо использовать именно нержавеющую, ведь металл будет контактировать с жидкостью, а именно с щелочью. А щелочная среда является наиболее агрессивной.

Нержавеющая листовая сталь

Далее поэтапно рассмотрим процесс сборки. Возьмите лист стали, положите его на ровную поверхность и при помощи мела сделайте разметку, нам необходимо получить в конечном результате 16 прямоугольников. Разрежьте их, используя болгарку, один угол каждой пластинки сделайте скошенным, это необходимо для крепления нашей горелки.

С другой стороны нашей пластинки просверлите техническое отверстия для вкручивания болтов. Так как мы делаем “мокрый” электролизер, мы высверливаем их только с одной стороны, обратите внимание на тот факт, что наш прибор является наиболее эффективным и более простым в исполнении.

В нашем случае каждая пластина полностью погружается в раствор, а как следствие, в химической реакции участвует вся их площадь. Затем соберите конструкцию из пластинки и болта. Для этого первую пластину наденьте на болт и с каждой из сторон затяните шайбой, вторую пластину разверните так, чтобы обрезанным краем она была у болта и зафиксируйте ее сверху над первой пластиной.

Чтобы избежать их соприкосновения, установите между каждой из них кусок пластика. И далее, таким же образом соберите всю конструкцию. Затем нам нужно сделать в контейнере отверстия с таким размером, чтобы туда вошел болт. Вставьте в контейнер сделанную конструкцию и зафиксируйте ее. Для герметичности используйте прокладки.

В крышке просверлите отверстие и прикрепите к нему кислородную трубку со штуцером, для герметичности соединений используйте силикон. Для того, чтобы проверить, насколько получилось герметично, подуйте в трубку, если герметичность достигнута, приступайте к следующему этапу. Сделайте второе отверстие, в которое будет заливаться вода.

После того, как все собрано, проведите тестовое включение, подключите к нему любой источник, закройте прибор, заполните жидкостью, второй конец опустите в банку с жидкостью, чтобы увидеть пузырьки. Если увеличивать напряжение, количество пузырьков должно возрастать.

Приступим к изготовлению самого котла:

Возьмите фигурную трубку диаметром 20*20 мм, разрежьте на 8 равных отрезков по 30 см.
Затем необходима еще одна труба 40*40 мм, разделите ее на 3 отрезка,один по 20 см и два по 8 см.
В 20-ти сантиметровой трубе сделайте два отверстия размером по 4 см. Проделайте их на концах, приварите к ним оставшиеся две 8-ми сантиметровые трубки.
На трех концах приварите заглушки, а на оставшемся зафиксируйте патрубок, при помощи которого будет подаваться водородная смесь.
Затем определите центр крестовины полученной конструкции, отмерьте 9 см и с каждого конца проделайте отверстия с диаметром 15мм. У вас должно получится 4 отверстия. Отопление на водороде в частном доме
Приварите к ним патрубки и установите форсунки.
Приварите 8 ранее вырезанных отрезков труб. Привариваются по 2 трубы к каждому из концов крестовины под прямым углом.
Из стального листа вырежьте 3 отрезка квадратной формы. В 2-х из них прорежьте по четыре отверстия, диаметром 2 и 1 см. Необходимо, чтобы эти отверстия повторяли месторасположение форсунок.
Нужно взять трубку с диаметром 20-30 мм и порезать на более маленькие трубки по 40-45 см. Приложите их к квадрату и сварите их.
Затем нам понадобится труба диаметром 18 см, длиной меньше на 2,5 см, чем приваренные трубки. Сделайте по краям в ней по одному отверстию. Привариваем к вырезанному квадрату с меньшими отверстиями. Переверните сваренную конструкцию и установите 2-ой квадрат. Трубы должны пройти сквозь проделанные отверстия. Приварите все.
Приварите ранее собранный агрегат с горелкой.
К ранее сделанным отверстиям приварите трубки для циркуляции жидкости.
Проверьте готовый аппарат, если где-то обнаружена негерметичная пайка, исправьте.
Установите датчики тепла, пламени.

Предлагаем посмотреть видео об отоплении дома водородом:

Что делать, когда потек водонагреватель Термекс снизу, и причины неисп.
Как правильно подключить проточный водонагреватель к смесителю.
Не работает водонагреватель Аристон – причины поломки и их устранение.

Источники: http://x-teplo.ru/otoplenie/oborudovanie/na-vodorode.html, http://aqua-tehnik.ru/vodorodnyj-generator-dlya-otopleniya-chastnogo-doma-kupit, http://boilervdom.ru/kotly/po-tipu-topliva/kak-sdelat-kotel-na-vodorode-svoimi-rukami.html

teplosten24.ru

Отопление на водороде

Как отапливать помещение при помощи водорода

Оглавление: [скрыть]

Водород и его применение
Водород в системах отопления
Преимущества водородного топлива

Новинкой в области благоустройства жилья сегодня является система, позволяющая осуществлять отопление дома водородом, используя его в качестве топлива.

Отопление водородом — это новинка в благоустройстве дома. Которая позволяет использовать водопровод, как топливо.

Смонтировать ее можно своими руками. Эта установка пока не имеет очень широкого применения, хотя и привлекает к себе внимание потребителей.

Водород и его применение

Водород можно получать в любых количествах и практически везде, где присутствуют электричество и вода.

Еще в средние века знаменитый ученый Парацельс во время занятий опытами заметил выделение пузырьков воздуха при взаимодействии серной кислоты с железом. На самом деле это был не воздух, а водород. Это название переводится на русский язык, как «рождающий воду». Водород представляет собой легкий газ, не имеющий цвета и запаха. В смеси с кислородом взрывоопасен. Растворяется в этаноле, в железе, платине, палладии и никеле. Не токсичен.

Водород можно получать в любых количествах везде, где присутствуют электричество и вода. Молекулы воды под действием электролиза разделяются на кислород и водород. Оба газа можно использовать для разных целей.

Водород является самым распространенным химическим элементом во Вселенной. Он содержится в воде, в глине, в нефти, в природных газах. Отличается он от других химических элементов некоторыми своими уникальными свойствами. В жидком виде при температуре -250 °С это самая легкая жидкость, в твердом виде — самое легкое вещество. Даже атомы этого вещества являются самыми маленькими из всех известных веществ. Но при определенных условиях они могут достигать огромных размеров. В смеси с атмосферным воздухом водород образует гремучую смесь, которая взрывается от малейшей искры.

Водород используется при получении аммиака, который идет на производство удобрений и других веществ. С его помощью получают твердые жиры из растительных масел, находящихся в жидком состоянии. Твердые жиры очень походят на обычное сливочное масло. Пищевая промышленность активно их использует.

Производство изделий с применением кварцевого стекла невозможно без высокой температуры. Кислородно-водородная горелка обеспечивает температуру более 2000°С. Кварц при такой температуре легко плавится. Широко применяется водород в лабораториях при получении различного рода химических веществ и соединений. В условиях дома он применяется в виде перекиси водорода. Хранят водородное горючее в специальных стальных баллонах.

Вернуться к оглавлению

Установка для отопления помещений на водороде позволяет создать инновационную систему, которая может обогреть помещение большей площади и при этом является экологически чистым топливом.

Сегодня существует много вариантов систем отопления, которые монтируются своими руками. Сравнительно недавно к ним добавилась инновационная система, представляющая собой экологически чистый, очень мощный источник тепла, способный обогреть помещение большой площади. Работает установка для отопления помещений на водороде.

Разработана водородная отопительная система для применения в жилых помещениях одной из итальянских компаний. Никаких выбросов в процессе работы данной установки отопления нет. Экологическая чистота, бесшумность, эффективность — результаты работы ученых и конструкторов на протяжении 7 лет.

Первая презентация нового типа отопительного котла на водородном топливе состоялась в Турине в 2006 году, во время проведения Олимпийских игр. Сама идея создания систем отопления водородом не нова. Но для сжигания этого топлива в обычных условиях требуется температура около 1700°С. Котел, созданный из стандартных материалов, не выдерживают ее.

Ученым удалось разработать метод сжигания водорода при температуре всего 300°С. Это позволило производить котел из привычных материалов. Для работы котел такого типа не требует системы отвода в атмосферу продуктов сгорания, так как их просто нет. Выделяется только пар, который не оказывает вреда на окружающую среду. Получение водорода — процесс довольно дешевый. Затратная его часть — это только потребляемая электроэнергия. При использовании солнечных панелей и эти затраты можно свести к минимуму.

Мощность первого водородного котла не превышала 30 кВТ, но это достаточно чтобы обогреть помещение до 300 м² .

Первый котел отопления на водородном топливе был ограниченной мощности, которая не превышала 30 кВт. Но и этого вполне достаточно для обогрева жилого дома, любого другого помещения площадью до 300 м² в условиях климата России.

Чаще водородный котел используется для обогрева полов. Подобные установки сегодня выпускаются различной мощности. Устанавливаются они своими руками. На Западе применение таких систем для отопления дома получает довольно интенсивное распространение. Там привыкли экономить газ, нефть и уголь.

Состоит такая система из котла и труб диаметром от 25 до 32 мм. В дюймах это соответственно 1 и 1,25 дюйма. Реже используются трубы другого диаметра. Трубы монтируются своими руками. Тут нужно придерживаться такого правила: после каждого разветвления диаметр трубы должен уменьшаться. Порядок уменьшения диаметра такой: сначала идет труба D32, затем D25. После очередного разветвления применяется труба D20, в последнюю очередь — D16. При соблюдении этого правила система отопления дома должна работать качественно и бесперебойно.

Вернуться к оглавлению

Тепловой поток от водорода с температурой около 40°С поступает в теплообменник. Такая температура подходит для обогрева теплых полов в жилых помещениях.

Водородные котлы — экологически чистые установки. Единственный побочный продукт, который выбрасывается в атмосферу в процессе работы котла, — это вода в виде пара. Пар не приносит никакого вреда для окружающей среды.
Работают такие котлы без использования пламени. Тепловая энергия вырабатывается в результате каталитической реакции. Соединение водорода с кислородом образует воду. Эта реакция происходит с выделением большого количества тепловой энергии. Тепловой поток с температурой около 40°С поступает в теплообменник. Такая температура идеальна для обогрева теплых полов в жилых помещениях.
В скором будущем этот энергоноситель может освободить человечество от добычи традиционных разновидностей топлива: дров, угля, нефти и газа. Это скажется очень благоприятно на экологической обстановке.
КПД водородного котла отопления может достигать 96%.

http://youtu.be/DRNfWqak2A8

Производство отопительных агрегатов и систем, работающих на водороде, находится на начальной стадии развития. Стандартные топливные ресурсы на нашей планете с течением времени иссякают. Водород в качестве энергетического носителя можно использовать практически в неограниченном количестве. У этого вида топлива большое будущее.

1poteply.ru

Выберем водородный генератор для отопления частного дома

С учетом удорожания энергоресурсов обогрев жилой площади требует больших материальных затрат. Если брать во внимание квартиру с небольшой жилой площадью, то стоимость отопления в холодную пору года посильна для оплаты. Однако учитывать отопительную систему коттеджа или частного дома с большой квадратурой, встает вопрос о поиске альтернативных источников отопления. Одним из таких вариантов является водородное отопление. Учеными доказано, что теплоемкость водорода в несколько раз превышает теплоемкость природного газа, что позволяет значительно экономить бюджетные средства. Какие преимущества имеет водородное отопление, его особенности и способы самодельного создания такого вида отопления, разберем далее.

Что представляет собой водород?

Водород – это легкий газ, который при сжигании дает тепло, в несколько раз превышающее тепло от газа.

Главным его преимуществом при использовании в отопительной системе является относительно небольшая температура горения (всего 300°С). Это позволяет использовать газ в котле, выполненном из традиционных недорогих видов металла.

Сам по себе газ не имеет цвета и запаха, а при соединении с другими химическими компонентами он не образует опасных токсинов, вредных для здоровья человека. Поэтому его использование в быту крайне безопасно. Единственной опасностью является его повышенный уровень взрывоопасности.

Рассказ про отопление дома водородом

При неправильном использовании газа или контакте его с открытым источником огня, может произойти взрыв.

Водород в отопительной системе

Несмотря на наличие таких благоприятных качеств как экологичность и высокий уровень теплоемкости, водород не встречается в природе в свободном виде. Его синтезирует специально собранный котел, в котором при помощи электролиза обычная вода распадается на водород и кислород. Соответственно система отопления должна включать в себя два незаменимых компонента: воду и электричество. Получаемая в результате электролиза газовая смесь получила название «гремучая смесь». Такое название полностью оправдано, ведь при небольшой искре газ способен спровоцировать взрыв.

Рассмотрим более детально, как преобразовать водород в энергоресурс. Как было сказано выше, этот газ получают путем электролиза воды, поэтому для его синтеза потребуется специальное оборудование, представляющее собой контейнер, в который погружены металлические пластины с водой. По пластинам подается ток определенной частоты, после воздействия которого выделяется водород и кислород, но не в чистом виде, а смешанные с водяным паром (он образуется в качестве побочного продукта электролиза). Чтобы отделить пар и вычленить водород, газовую смесь пропускают через химический сепаратор, способный отделить водород от других примесей.

Полученный водород подается в горелку, оснащенную клапаном, что не позволяет его перемещение в обратную сторону, предотвращая взрыв. Пар и кислород отводятся через специальный контейнер. Сам прибор оснащен датчиками давления и показателями уровня воды. Современные модели работают в автоматическом режиме, предотвращая побочные реакции, путем прекращения процесса электролиза и подачи тока при отсутствии должного уровня воды.

Подробный материал про отопление дома водородом

Единственно, что нужно делать собственноручно – это периодически подливать воду в систему. На этом особенности эксплуатации водородного отопления завершаются.

Технические компоненты установки для отопления

Конструкция отопительной системы на водороде крайне проста и состоит из двух конструктивных элементов:

Котел – это самый главный элемент, в котором происходит процесс выработки водорода. В котел входят такие конструктивные единицы, как:

Электролизер – прибор, где собственно и происходит реакция электролиза, в результате которой вода распадается на кислород и водород. Его полость заполняется водой, в которую помещены металлические пластины, обладающие наивысшей проводимостью тока. К ним подсоединены специальные проводки, по которым подается ток.
Клапан горелки – располагается вверху устройства, чтобы полученному газу было легче преодолевать барьер и поступать непосредственно в горелку.
Горелка – элемент, в который подается искра и полученный газ начинает гореть, выделяя тепло.

Трубы – обеспечивают подачу тепла через нагрев воды, которое позволяет обогреть весь дом.

Плюсы и минусы отопления

Среди преимуществ, позволяющих использовать этот вид отопления в быту, служат следующие показатели:

Абсолютная экологичность – продукты распада воды (водород, кислород и пар) не влияют на состояние здоровья даже в процессе горения.
Максимальный уровень КПД, достигающий 96%, это гораздо выше того же угля, дизеля или природного газа.
Использование водорода как альтернативного источника энергоресурсов позволяет значительно экономить запасы исчерпаемых природных ресурсов, снижая их добычу в несколько раз.
Невысокая стоимость – для отопления жилых домов стоимость системы незначительна, а простота работы, основанная на примитивной химической реакции электролиза, позволяет собрать систему своими руками.

Из недостатков можно выделить всего три показателя:

Необходимость ежегодной замены металлических пластин – это необходимо для того, чтобы электролиз происходил с максимально высоким уровнем выработки водорода.
Дорогостоящее оборудование – покупка заводской установки обойдется в среднем около 35-40 тыс рублей.

Заводские и самодельные установки

По смыслу водородные генераторы отопления, созданные своими руками, мало чем отличаются от аналогов, которые были произведены на заводе. Их принцип работы идентичен, единственным отличием является подбор материала, а также других комплектующих. Множество пользователей и сторонников водородного отопления сходятся в едином мнении, что создание системы своими руками это:

выгодно – подбор материалов производится на свой выбор;
удобно – можно сэкономить на незначительных элементах;
просто – не нужно прибегать к помощи специалистов;
надежно – ты сам отвечаешь за качество, что дает право выбора таких материалов, которые бы удовлетворяли все потребности.

Некоторые пользователи жалуются, что китайские агрегаты, которые более доступны в цене, ломаются уже после отопительного сезона. Причем их ремонт в большинстве случаев требует больших капиталовложений. В то время, как самодельная установка дает гарантию, что ее продуктивность будет на высшем уровне, а любые поломки устранятся также легко и быстро, как собиралась сама система.

Производители заводских отопительных систем на водороде

Среди наиболее популярных моделей заводских установок водородных генераторов можно выделить следующие:

МегаТанк100 – электрический генератор водорода, работающий от сети. Имеет несколько уровней систем защиты от замыкания и перегрева, что делает его работу более продуктивной и менее опасной. Его стоимость 55000 рублей, в зависимости от комплектации.
STAR-2000 – способен отапливать площадь около 250-300 квадратов, обладает экономичным потреблением энергии, однако имеет высокую цену – 230 000 рублей.
Kingkar – имеет высокие показатели, работает от сети, однако его стоимость превышает 100 000 рублей.
h4-2 – итальянский производитель, предоставляющий хороший генератор водорода, способный отапливать от 300 квадратных метров площади, минимизируя при этом расход энергии. Его цена около 250 000 рублей.
Free Energy – обладает многоуровневым датчиком регулирования давления и напряжения, но большинство процессов полностью автоматизированы. Стоит от 15 000 рублей до 35 000, в зависимости от предполагаемой обогреваемой площади и мощности.

Водородные котлы имеют одну отличительную особенность – тип питания. Среди наиболее популярных электрических, бывают также и газовые. От типа питания разнится устройство самого котла, а также его стоимость. Котлы, приспособленные под процесс электролиза с задействованием электричества наиболее экономичны, однако обладают повышенным уровнем опасности.

Обзор системы МегаТанк в видео ниже

Самодельный водородный генератор

Перед тем изготовить водородный генератор, нужно осознавать всю ответственность работы.

При возникновении хоть малейшего сомнения в собственных силах, лучше отказаться от затейливой идеи и купить уже готовую конструкцию. Если же есть желание поэкспериментировать, тогда весь процесс создания делим на этапы:

Этап 1. Подготовка материалов и чертеж. Прежде чем воплотить задумку в реальность, ее нужно максимально точно представить на бумаге, рассчитав все необходимые показатели, начиная от нужной мощности для обогрева площади, и заканчивая качеством материалов.

Этап 2. Создание пластин для электролизера. Берем лист стали нужных размеров и нарезаем его на равные полоски, которых должно быть минимум 18 штук. Просверливаем с обратной стороны отверстия для болта, который будет их удерживать неподвижно в электролите. Далее делим эти пластины на аноды и катоды (положительные и отрицательные заряды), чтобы подсоединить к ним определенный ток. Присоединяем провода, передающие заряд.

Этап 3. Создание самого электролизера. Его форма обычно прямоугольная, а наиболее подходящий металл – нержавеющая сталь. В сваренные между собой листы стали (прямоугольник или квадрат) устанавливаем пластины, заливая воду или специальный катализатор на основе воды.

Этап 4. Подсоединение горелки. Лучше всего воспользоваться покупной горелкой, которую устанавливают в верхней части электролизера.

Этап 5. Установка и подсоединение сепаратора, необходимого для вычленения из общей массы именно водорода.

Этап 6. Подсоединение труб.

Это самая простая схема создания водородного генератора. Для получения полноценной системы отопления нужно обладать навыками и знаниями в этой сфере, чтобы самоделки не превратились в потенциально опасные изобретения.

Самостоятельное изготовление имеет массу недостатков, а также требует определенных финансовых затрат. Высокие риски неудач приводят к мнению о нерентабельности конструкции и выбора в пользу заводских установок, имеющих гарантию качества.

Таким образом, собрать водородный генератор для отопления, который бы смог заменить полноценные отопительные системы, не сложно только в том случае, когда имеется навык и определенные теоретические знания по химии и физике.

Дилетантам лучше отказаться от подобной затеи, поскольку она может спровоцировать нежелательные последствия, причинив вред не только здоровью, но и кошельку.

Нет комментариев

generatorexperts.ru

Как сделать водородный котел отопления своими руками?

Уже давно прошло время, когда обогрев частного загородного дома осуществлялся только лишь сжиганием в печи дров ли угля. Нынешние отопительные агрегаты используют различные виды топлива. Но постоянный рост цен на топливо, вынуждает идти на поиски более дешевых вариантов отопления. Но буквально у нас под носом лежит неиссякаемый источник энергии – водород. И в данной статье мы расскажем, как в качестве топлива можно использовать обычную воду, собрав водородный котел отопления своими руками.

Конструкция и принцип работы водородного генератора

Применение водорода в виде топлива для обогрева жилища – довольно заманчивая идея, ведь его теплотворность составляет 33,2 кВт/м3, в то время как у природного газа она всего 9,3кВт/м3, а это более чем в 3 раза. Теоретически добыть водород можно из воды, для того чтобы его потом сжечь в котле, можно воспользоваться водородным генератором для отопления дома.

Как энергоноситель с водородом ничто не может сравниться, а его запасы практически бесконечны. Как уже говорилось выше, при сгорании водород выделяет очень много тепловой энергии, намного больше, чем любое углеродосодержащее топливо. Вместо вредных выбросов в атмосферу, которые выделяются при использовании природного газа, водород, сгорая, образует обычную воду в виде пара. Только есть одна проблема, данный элемент не встречается в природе в чистом виде, а только в соединении с другими веществами.

Одним из таких соединений является обычная вода, которая представляет собой окисленный водород. Для того чтобы расщепить на составляющие ее элементы многие ученые потратили не один год. И не безрезультатно, техническое решение по выделению из воды ее составляющих все же было найдено. Это так называемая химическая реакция электролиза, в результате которой вода распадается на кислород и водород, получаемую смесь прозвали гремучим газом или газом Брауна.

Ниже можно увидеть схему водородного генератора (электролизера), который работает от электричества:

Электролизеры поставлены на серийное производство и служат для газопламенных (сварочных) работ. Ток определенной частоты и силы подается на группы металлических пластин, которые погружены в воду. Из-за протекающей реакции электролиза выделяются кислород и водород вперемешку с водяным паром.

Для того чтобы отделить газы от пара все пропускается через сепаратор, после которого подается на горелку. Чтобы предотвратить обратный удар и взрыв, на подаче монтируется клапан, который пропускает горючее только в одну сторону.

Водородная установка для обогрева жилища включает в себя следующие составляющие: котел и трубы диаметром 25-32 мм (1-1,25 дюймов). Трубы можно установить дома своими руками, но необходимо выполнить одно условие – после каждого разветвления диаметр должен уменьшаться.

Диаметр уменьшается по следующему принципу – труба D32, труба D25. После разветвления – D20, и последней монтируется труба D16. При соблюдении этого условия водородная горелка будет работать качественно и эффективно.

Для того чтобы следить за уровнем воды и своевременно подпитывать ею устройство, в конструкции есть специальный датчик, который отдает команду в нужный момент и вода впрыскивается в рабочее пространство электролизера. Для того чтобы давление не подпрыгивало до критической точки внутри сосуда, агрегат оборудуется аварийным выключателем и сбросным клапаном. Для обслуживания генератора водорода, необходимо только время от времени добавлять воду и все.

Преимущества водородного отопления

У водородного отопления есть несколько серьезных достоинств, которые влияют на распространенность системы:

Экологически чистые системы. Единственный побочный продукт, который выбрасывается в атмосферу во время работы – вода в парообразном состоянии. Что никоим образом не вредит окружающей среде.
Водород в системе отопления работает без применения огня. Тепло образуется из-за каталитической реакции. При соединении водорода с кислородом, образуется вода. Из-за этого идет большое выделение тепла. Сам поток тепла, температура которого равняется около 40оС, идет в теплообменник. Для системы теплый пол – это идеальный температурный режим.
Довольно скоро отопление на водороде своими руками сможет вытеснить традиционные системы, тем самым освободив человечество от добычи других видов топлива – нефти, газа, угля и дров.
Минимальный срок службы – 15 лет.
КПД отопления частного дома водородом может достигать 96%.

Добыча водорода – это вполне доступный процесс. Все, на что необходимо будет тратиться это электричество. А при использовании генератора отопления включить в работу системы еще и солнечные батарею, то траты на электроэнергию можно свести к минимуму. Исходя из этого, можно заключить что, эта система наиболее экологически чистая и эффективная для отопления жилища.

Как собрать генератор водорода собственноручно?

Зачастую котел, работающий на водороде, используется для обогрева полов. Эти системы в наше время встречаются самой разной мощности. Мощность котлов бывает самая разная, начиная от 27Вт и до бесконечности. Можно взять один очень мощный котел для обогрева сразу всего дома, а можно несколько небольших. Устанавливаются они своими силами, но, как сделать водородный генератор своими руками?

Прежде чем начать сооружать топливную ячейку необходимо иметь под руками следующие инструменты:

ножовку по металлу;
дрель с набором свёрл;
набор гаечных ключей;
плоская и шлицевая отвёртки;
угловая шлифмашина («болгарка») с установленным кругом для резки металла;
мультиметр и расходомер;
линейка;
маркер.

Более того, если вы решите самостоятельно заниматься сооружением ШИМ-генератора, то для его настройки понадобятся осциллограф и частотомер.

Для того чтобы изготовить водородный генератор для отопления частного дома рассмотрим абсолютно «сухую» схему электролизера с применением электродов из пластин нержавеющей стали.

Представленная ниже инструкция показывает процесс конструирования водородного генератора:

Сооружение корпуса топливной ячейки. Роль боковых стенок каркаса играют пластины оргалита или оргстекла, нарезанные по размеру будущего генератора. Стоит заметить, что он размеров агрегата напрямую зависит его производительность, но и затраты на получение ННО будут намного выше. Для сооружения топливной ячейки оптимальными являются габариты от 150×150 мм до 250×250 мм.
В каждой из платин сверлятся отверстия под входной и выходной штуцера для воды. Кроме этого, необходимо сверление в боковой стенке для выхода газа и четыре отверстия по углам для того чтобы соединить элементы реактора между собой.
С помощью болгарки из листа нержавейки марки 316L, вырезают пластины электродов. Они по размеру должны быть меньше стенок на 10-20 мм. Более того, при изготовлении каждой детали, в одном из углов необходимо оставлять небольшую контактную площадку. Это необходимо для того чтобы соединить отрицательные и положительные электроды в группы перед их подключением к питанию.
Для получения необходимого количества ННО, нержавейку необходимо обработать мелкой наждачной бумагой с двух сторон.
В каждой пластине сверлятся два отверстия: сверлом чей диаметр должен быть 6-7 мм – для подачи в пространство между электродами воды и диаметром 8-10 мм – для отвода газа Брауна. Точки сверления рассчитывают с учетом мест монтажа соответствующих подводящих и выходного патрубков.
Приступают к сборке генератора. Для этого в оргалитовые стенки монтируют штуцеры служащие для подачи воды и отбора газа. Места их присоединений тщательнейшим образом герметизируют автомобильным или сантехническим герметиком.
После этого одну из прозрачных корпусных деталей устанавливают на шпильки, после этого укладывают электроды. Укладка электродов должна начинаться с уплотнительного кольца. Обратите внимание: плоскость электродов должна быть абсолютно ровной, в противном случае элементы с разноименными зарядами будут касаться, что вызовет короткое замыкание!
Пластины нержавейки отделяют от боковых поверхностей реактора с помощью уплотнительных колец, изготовленных из силикона, паронита или других материалов. Важно чтобы он был не толще 1 мм. Подобные детали используют как дистанционные прокладки между пластинами. В процессе укладки следят, чтобы контактные площадки разноименных электродов были сгруппированы по разные стороны генератора.
После того как уложена последняя пластина устанавливают уплотнительное кольцо, после чего генератор закрывается второй оргалитовой стенкой, а саму конструкцию соединяют с помощью гаек и шайб. Делая эту работу, внимательно следите за равномерностью затяжки и отсутствием перекосов между пластинами.
С помощью полиэтиленовых шлангов генератор подключается к емкости с водой и бабблеру.
Контактные площадки электродов соединяются между собой любым методом, после чего к ним подводят провода питания.
На топливную ячейку подается напряжение от ШИМ-генератора, после чего приступают к настройке и регулировке аппарата по максимальному выходу газа ННО.

Для того чтобы получить газ Брауна в необходимом количестве которое будет достаточным для приготовления пищи и отопления, устанавливают несколько генераторов водорода которые работают параллельно.

Отопление дома водородом

Отопление дома водородом – это скорее экзотика, чем норма. Поскольку потенциальные владельцы подобного оборудования пока еще не знакомы ни с преимуществами таких котлов, ни с теологией работы подобного отопительного оборудования.

Да и где «добыть» или купить водород для котла пока еще не понятно. Однако разработчики «водородных» теплогенерирующих агрегатов уверены в востребованности таких котлов. И в данной статье мы изучим их аргументы, подвергнув некоторые из них справедливой критике.

Пример системы отопления частного дома на водороде

Перспективы водорода как топлива для котла отопления

Водород – это самое распространенное «топливо» во Вселенной и десятый по распространению химический элемент на Земле. Проще говоря – проблем с запасами топлива у вас не будет.
Этот газ не может навредить ни людям, ни животным, ни растениям – он не токсичен.
«Выхлоп» водородного котла абсолютно безвреден – продуктом горения этого газа является обычная вода.
Температура горения водорода достигает 6000 градусов Цельсия, что говорит о высокой теплоемкости этого вида топлива.
Водород легче воздуха в 14 раз, то есть при утечке «выброс» топлива улетучится из котельной сам по себе, причем в очень сжатые сроки.
Стоимость одного килограмма водорода – 2-7 долларов США. При этом плотность газообразного водорода равна 0,008987 кг/м3.
Теплотворная способность кубического метра водорода – 13 000 кДж. Энергоемкость природного газа в три раза выше, но себестоимость водорода как топлива ниже в десятки раз. В итоге альтернативное отопление частного дома водородом обойдется не дороже практики использования природного газа. При этом владельцу водородного котла не нужно оплачивать аппетиты хозяев газовых компаний и строить дорогостоящий газопровод, а равно и проходить чрезвычайно бюрократизированную процедуру согласования всяческих «проектов» и «разрешений».

Словом, как топливо водород имеет самые радужные перспективы, которые уже оценила аэрокосмическая отрасль, использующая водород для «заправки» ракет.

Современная разработка — водородный отопительный котел

Как работает котел отопления на водороде

Точно так же, как и обычный газовый котел:

Топливо подается на горелку.
Факел горелки разогревает теплообменник.
Залитый в теплообменник теплоноситель транспортируют к батареям.

Только вместо магистрального газопровода или емкостей со сжиженным горючим для производства топлива необходимо использовать особые установки – генераторы водорода.

Причем самый распространенный вид бытового генератора – это электролитическая установка, расщепляющая воду на водород и кислород. Себестоимость топлива, которое производят электрические генераторы для отопления водородом доходит до 6-7 долларов за килограмм. При этом для производства кубического метра горючего газа необходима вода и 1,2 кВт электроэнергии.

А вот на отводе продуктов горения в данном случае можно сэкономить. Ведь в процессе горения смеси кислорода и воздуха выделяется только водяной пар. Так что «настоящий» дымоход такому котлу не нужен.

Плюсы водородных котлов

Водородом можно «топить» любые котлы. То есть абсолютно любые – даже старые «советские» агрегаты, приобретенные в 80-х годах прошлого века. Для этого вам понадобится новая горелка и гранит или шамотный камень в топке, увеличивающий тепловую инерцию и нивелирующий эффект перегрева котла.
У водородных котлов увеличенная тепловая мощность. Стандартный газовый котел на 10-12 кВт на водороде «выдаст» до 30-40 киловатт тепловой мощности.
Для отопления водородом по большому счету нужна только горелка. Поэтому «под водород» можно переделать даже твердотопливный котел, инсталлировав горелку в топку.
Базу для получения топлива – воду – можно извлечь из водопроводного крана. Хотя идеальным полуфабрикатом для производства водорода является дистиллированная вода, в которую подмешен гидроксид натрия.

Минусы водородных котлов

Малый ассортимент водородных котлов и газогенераторов промышленного типа. Большинство продавцов предлагают «самоделки» с сомнительной сертификацией.
Высокая цена промышленных моделей.
Взрывоопасный «характер» топлива – в смеси с кислородом (в пропорции 2:5) водород превращается в гремучий газ.
Высокий уровень шума газогенерирующих установок.
Высокая температура пламени – до 3200 градусов Цельсия, затрудняющая использование водорода в качестве топлива для кухонной печи (нужны особые рассекатели). Впрочем, h4ydroGEM — котел отопления на водороде итальянского производства giacomini – укомплектован горелкой температурой пламени до 300 градусов Цельсия.

Водородный котел отопления своими руками. Это реально?

Котлы на альтернативном топливе интересны из-за большой эффективности и возможности использовать биотопливо, которое можно добыть самостоятельно. Одними из таких агрегатов являются водородные и плазменные устройства. Первый тип работает почти так же, как котел на пропане, и даже в некоторой степени имеет похожие внутренние элементы.

Строение водородных котлов

Их конструкция включает:

Корпус.
Теплообменник.
Горелку с форсунками (почти такие же, как у котлов на пропане).
Клапаны, которые останавливают обратное движение огня в трубу, подающую водородную смесь.
Термодатчики и автоматику.

Горелка и теплообменник расположены внутри специальной камеры. Материал, из которого делают камеру и горелку, способен выдержать температуру, равную 3 000 °С. Именно столько градусов может возникать во время горения водорода. В современных водородных котлах отопления эта температура в 10 раз меньше. Производители научились снижать ее с целью повышения безопасности котла, а также с целью использования более дешевых материалов для его изготовления.

Работает этот котел так:

Смесь из водорода и кислорода подается из генератора в горелку.
В горелке смесь загорается, и огонь поднимается к теплообменнику.
Теплоноситель нагревается и поступает в систему отопления дома.

Поскольку температура горения достаточно высока и в любой момент может превысить критическую границу, за ней следит специальный датчик. Также имеется датчик температуры воды в патрубке подачи теплоносителя. Он передает полученные данные автоматическому блоку, который управляет подачей водородной смеси.

Источником топлива для такого котла отопления выступает специальный генератор. Внутри одной его емкости вода разделяется на водород и кислород, затем в другой изолированной камере эти два элемента смешиваются в определенной пропорции, из-за чего происходит их реакция. Часть из этих газов превращается обратно в воду и возвращается в электролитическую камеру, другая часть не изменяется. Она подается к котлу. Выделение водорода из воды происходит во время электролиза.

Изготовление генератора водорода

Лучше всего взять заводской генератор. Это потому, что он является безопасным и разработан так, чтобы затраты электроэнергии (электролиз без нее не происходит) на добычу альтернативного топлива были минимальными. Вторая особенность очень важная, поскольку когда генератор будет потреблять столько электроэнергии, сколько расходует электрокотел, то смысла в создании водородного отопления дома нет.

Простой генератор делают своими руками таким образом:

Из листа, сделанного из нержавеющей стали, вырезают 16 одинаковых прямоугольников. Размеры листа – 50х50 см.
Один из углов вырезанных частей срезают.
В противоположном по диагонали углу делают отверстие. Для этого берут своими руками дрель, сверлят дырку.
Собирают конструкцию из пластин и двух болтов. Делают это так: на один болт фиксируют одну пластину. Фиксация предусматривает затягивание двух шайб, которые нужно разместить с двух сторон пластины. Берут вторую пластину и разворачивают так, чтобы обрезанный конец был у болта. Фиксируют ее на втором болте так, чтобы она оказалась над первой пластинкой. Чтобы пластины не прикасались друг к другу, между ними ставят полоску прозрачного пластика. Толщина полоски – 1 мм. По аналогии фиксируют остальные прямоугольники.
В пластиковом контейнере делают отверстия для болтов.
Вставляют в контейнер собранную из пластин конструкцию и фиксируют болты гайками. При этом используют резиновые прокладки для лучшей герметизации.
Делают в крышке отверстие, фиксируют в нем трубку для подачи водорода.
Делают еще одно отверстие для заливки воды с растворенными в ней солями.
Проверяют герметичность и работу генератора. С увеличением напряжения будет выделяться больше водорода.

Также на патрубок для подачи водорода нужно поставить обратный клапан, а саму трубку подключить к той герметичной емкости, внутри которой должен смешиваться водород с кислородом. От этой емкости отводят две трубки: одна присоединяется к барботерам, от которых отходит труба к горелке котла на биотопливе; другая – к емкости с электролитом (предназначена для возврата воды, образованной во время реакции водорода с кислородом).

Изготовление водородного котла

Создание котла на биотопливе происходит следующим образом:

Берут профильную трубу размером 20х20 мм, отрезают от нее 8 частей длиной 30 см.
Берут профильную трубу размером 40х40 мм. Отрезают 3 куска: длина одного – 20 см, двух других – 8 см.
В длинной трубе вырезают два отверстия. Размеры – 40х40 мм. Они должны находиться на середине двух противоположных сторон. До этих отверстий приваривают 2 отрезка по 8 см. Должна образоваться крестовина.
На 3 конца приваривают заглушки. На 4-м фиксируют заглушку с патрубком для присоединения трубы подачи водородной смеси.
Отступив от центра крестовины 7–8 см, делают на каждом конце конструкции по 1 отверстию. Диаметр – 1–1,5 см. Должно быть 4 отверстия.
К отверстиям приваривают патрубки и фиксируют форсунки, которые часто имеют котлы на пропане.
Приваривают к крестовине 8 кусков профильной трубы размером 20х20 см. Нужно приварить по два отрезка к каждому концу крестовины. Их размещают с обеих сторон одного конца. Угол между крестовиной и трубками должен быть прямым.
Вырезают из листового металла 3 металлических квадрата. В двух делают по 4 отверстия. Диаметр отверстий в одном из них должен составлять 2–3 см, в другом – 1 см. Отверстия должны повторять расположение форсунок.
Берут трубу диаметром 2–3 см и разрезают на отрезки длиной 50–60 см. Затем их прикладывают к квадрату с меньшими отверстиями, приваривают к нему.
Берут трубу, которая в диаметре достигает 20 см. Длина должна быть меньше на 3–4 см длины уже приваренных труб. Делают в ней два отверстия: одно вверху, другое внизу.
Ставят трубу на квадрат с меньшими отверстиями, приваривают ее.
Конструкцию переворачивают вверх дном и ставят второй квадрат. Трубки должны войти в отверстия. При этом квадрат должен прилегать к большей по диаметру трубе. Квадрат и трубки сваривают.
К квадрату приваривают конструкцию с горелкой.
К двум отверстиям на корпусе приваривают патрубки подачи и возврата теплоносителя.
Проверяют котел отопления на альтернативном топливе на герметичность.
Ставят на патрубок подачи термодатчик, на горелку – датчик пламени и подключают их к автоматике.
Изготавливают своими руками защитный корпус и прячут котел в нем.

Если есть старые котлы на пропане или твердотопливный котел отопления, вышеописанный процесс можно пропустить. К котлам просто подсоединяют трубу подачи водорода. С твердотопливным котлом отопления более сложно, поскольку его нужно переделать. В первую очередь следует изготовить свою горелку. Ее можно собрать из тех элементов и форсунок, которые имеют котлы на пропане.

Чтобы улучшить теплообмен, большую часть топки закладывают гранитными камнями. Они будут защищать теплообменник от слишком сильного пламени и распределять тепло. Также монтируют своими руками датчики пламени и температуры, подключают блок управления.

Плазменные котлы

Устройства плазменного типа состоят из:

реактора. Он представляет собой стальную емкость, внизу которой находится медная пластина с вольфрамовыми электродами. Они утоплены в плазменное вещество;
генератора импульсов. Он производит и передает электрические импульсы на электроды;
теплообменника. В него поступает образованный внутри реактора пар. Этот элемент является цилиндрической емкостью со змеевиком. Последний наполнен теплоносителем;
катализатора. Внутри него плазма восстанавливает свои свойства. Он подключен к теплообменнику;
циркуляционного насоса. Находится между катализатором и реактором. Его задача – перегонять плазму внутри котла отопления.

poluchi-teplo.ru

Водородный генератор для отопления частного дома

Сложно найти такого человека, который не стремился бы снизить траты на эксплуатацию современных отопительных систем. Для этой цели широко используются разного рода экономичные приборы, радиаторы с высокими показателями теплоотдачи, а также надежные трубопроводные системы. В качестве альтернативной категории энергоносителя многие рассматривают эффективное водородное отопление дома своими руками. Всё больше потребителей рассматривают вариант установки водородного генератора для отопления частного дома.

Что собой представляет водородный генератор?

водородный генератор для отопления частного дома фото

Это идеальная альтернатива отоплению обычным природным газом, так как средний температурный режим может достигать 3000 градусов. Для этого требуется провести установку специальной работающей на водороде горелки для отопления, которая без проблем выдержит подобную достаточно высокую температуру.

Стандартный водородный генератор состоит из определенных элементов. В первую очередь это максимально эффективный работающий на водороде генератор. Он обрабатывает смесь при помощи разложения обычной воды на определенные составляющие. Чтобы оптимизировать данный процесс, часто применяются катализаторы. Присутствует также горелка трубопровод, который ведет от генератора – они требуются для создания открытого огня. Важно наличие котла, который играет в конструкции роль теплообменного приспособления. Горелка расположена в топке и посредством нее осуществляется нагрев основного теплоносителя в системе.

Когда стоит установить водородный генератор?

Для каждого потребителя огромное значение имеют особые эксплуатационные качества и свойства современного прибора отопления. Заводские установки, а также все виды водородных котлов отопления своими руками, между собой отличаются по показателям эффективности.

Существует несколько иных надежных схем, которые помогают эффективно провести сбор и установку оборудования своими руками. Чтобы общая расчетная мощность не сильно отличалась от фактической, чтобы не был снижен показатель КПД, организацию водородного качественного отопления стоит делать посредством применения надежных котлов, а также генераторов строго заводского исполнения.

Осуществить установку генератора стоит в случае, если достигаются цели, связанные со значительной экономией. Современные отопительные приборы такого плана в состоянии обеспечить следующие преимущества:

Это идеальная возможность иметь в распоряжении ничем не ограниченные топливные запасы, так как для заправки котла нужна самая простая вода.

В процессе эксплуатации устройства необходимо небольшое количество потребленной энергии. Чтобы установка, мощность которой равна примерно 27 кВт, бесперебойно работала, достаточно просто обеспечить определенный максимальный объем используемого электричества – это 0,3 кВт в час.
Установить оборудование нужно в том случае, если требуется обеспечить максимально экологичную обстановку. Работа устройства характеризуется полным отсутствием угарных причиняющий вред человеку газов. В процессе сгорания водородно-кислородной смеси, в атмосферу выделяется относительно небольшой объем водяного пара.

Профессионалы отлично понимают, что в процессе работы водородного генератора, предназначенного для отопления, газ, полученный в оборудовании такого плана, может быть отнесен к категории гремучих. Он отличается полным отсутствием неприятного запаха и цвета. Газ совершенно безвреден, его присутствие невозможно определить даже специальными устройствами.

Важно! Газ имеет свойство воспламеняться при температуре 540 градусов, что характеризует его, как взрывоопасный. Именно по этой причине все подобные установки должны быть тщательно проверены на степень корректности производимой работы.

Если генератор приобретается в готовом виде, стоит поинтересоваться о присутствии у него котла или особого теплообменного прибора. Оно обязательно должно быть рассчитано на влияние высокого температурного режима.

Большое количество преимуществ, присущих водородным котлам отопления и генераторам, будет способствовать росту конкуренции всем традиционным системам отопления. Многих собственников частных домов привлекает низкая стоимость оборудования, а также высокая производительности.

Водородный генератор - пошаговая инструкция по установке

За главную основу работы современного отопления на водороде берется методика выделения достаточно большого объема качественной тепловой энергии. Это достигается посредством взаимодействия молекул кислорода и водорода. Для максимально практичного применения устройства изначально были разработаны специальные промышленные варианты качественных и надежных отопительных котлов. При установке водородного генератора в обязательном порядке потребуется выполнить такие условия:

Обеспечение подключения к основному источнику жидкости. Часто это бывает стандартная водопроводная коммуникация. Расход воды при этом прямо зависит от общей мощности устройства.
Важно обеспечить качественное электропитание. Чтобы поддержать реакцию эффективного электролиза потребуется осуществить подключение устройства к стандартной электрической сети.
Время от времени проводится замена установленного катализатора. Время использования каждого прямо зависит от используемой модели, а также от мощности котла.

Нагрев горелки в состоянии достигать 3000 градусов, потому стоит позаботиться о том, чтобы были использованы материалы, способные выдержать подобные нагрузки. Последовательность действий при обустройстве оборудования следующая:

К крышке взятой за основу емкости необходимо присоединить специальный штуцер, который потом будет отводит газ – смесь кислорода и водорода;
Штуцер присоединяется к теплообменнику и горелке;
Потребуется создать запасное хранилище для готового газа, так как котел не в состоянии работать одинаково. Кроме того, это обеспечит оптимальную безопасность в процессе эксплуатации.

Несмотря на достаточно большое количество вариантов домашних разработок и установок водородных генераторов, найти стоящий образец достаточно сложно. Вне зависимости от вида и категории подобной установки работа подобного теплообменника требует постоянного поддержания необходимого уровня температурного режима, а также давления в системе. Если следовать всем представленным вниманию инструкциям и советам, можно установить оборудование, которое будет характеризоваться высокими показателями стабильности. Это позволит использовать их в постоянном режиме, обеспечив дом теплом.

При установке водородного генератора необходимо обязательно монтировать датчики температуры.

Самостоятельно ремонтировать водопроводный генератор не стоит, так как это повысит вероятность утечки кислородно-водородной смеси.

Также советуем вам просмотреть видео:

zg-dom.ru

Каталог товаров: