Водородное отопление дома

 

Водородный котел – устройство для обогрева дома, которое в качестве топлива использует газ водород. Так как этот газ в чистом виде в природе не встречается, водородные котлы оборудованы специальным устройством для выработки водорода из дистиллированной воды.

 

---

• Миф о том, что водородный котел – самый экономичный способ обогреть дом
• Откуда берется чистый водород
• Энергоэффективность водородного котла
• Сравнение водородного котла с другими устройствами отопления
• Перспективы использования водородных котлов

---

 

Водородный котел для отопления частного дома – одно из тех решений, которое сегодня привлекает к себе большое внимание. На «полях» интернета можно найти много предложений, сулящих обладателям такого оборудования огромные блага, например, радикальное снижение «счетов за отопление». Так ли это на самом деле, и что может, а что не может современный бытовой водородный котел, читайте в нашем обзоре.

Миф о том, что водородный котел – самый экономичный способ обогреть дом

Часто можно услышать, что водородный котел есть наиболее экономичный способ отопления для частного дома. Обычно для обоснования этого тезиса применяются ссылки на высокую теплоту сгорания водорода – более чем в 3 раза выше, чем у природного газа. Из этого делается нехитрый вывод – выгоднее топить дом водородом, чем газом.

Иногда в качестве аргумента эффективности водородного котла приводится так называемый «газ Брауна» или смесь атомов водорода и кислорода (HHO), которая выделяет при сгорании еще больше тепла, и на котором работают «продвинутые котлы». После этого обоснования эффективности просто заканчиваются, оставляя возможность воображению обывателя рисовать прекрасные картинки под общим названием «отопление почти даром». Подумать только – водород и горит «теплее», и получается из практически бесплатной воды, сплошная выгода!

Воображение подогревают и новости о постоянно растущем парке автомобилей, работающих на водородном топливе, как альтернативе традиционным. Дескать, если уж автомобили «ездят» на водороде, то водородный котел – действительно стоящая вещь.

Другие публикации TopClimat.ru по теме
	Тепловые насосы для отопления вашего дома
	Теплоаккумулятор – важный элемент системы отопления комфортного и безопасного дома

Но на деле все обстоит немного сложнее. Если бы чистый водород был легкодоступным в природе элементом – все так, или почти так, и было. Но дело в том, что чистый водород на Земле не встречается – только в связанном виде, например, в виде воды. Поэтому на практике сначала водород нужно откуда-то получить, причем, с помощью энергозатратных химических реакций.

Откуда берется чистый водород

Например, можно извлечь водород из газа метана, где водорода аж 4 атома! Только вот, зачем? Метан и сам по себе – горючий газ, зачем терять дополнительную энергию на выработку чистого водорода? Где тут энергоэффективность? Поэтому чаще всего водород извлекают из воды, которая, как всем известно, не может гореть, применяя для этого метод электролиза. В самом общем виде этот метод можно описать как расщепление молекул воды на водород и кислород под действием электроэнергии.

Электролиз давно известен и широко применяется для получения чистого водорода. На практике ни один промышленный водородный котел, пока во всяком случае, не обходится без электролизной установки или электролизера. Все бы хорошо, но эта установка требует электроэнергии. Итак, водородный котел должен в обязательном порядке потреблять энергию. Вопрос в том, каковы же эти энергозатраты?

Все разговоры о «теплоте сгорания» водорода немного уводят нас в сторону от данного вопроса, а между тем, он наиболее важен. Итак, водородный котел может быть выгоден в единственном случае – произведенная им тепловая энергия должна быть выше, чем израсходованная на работу котла.

Энергоэффективность водородного котла

Чтобы понять, получится ли у нас «на выходе» котла энергия больше, чем затраченная, просто рассмотрим внимательнее молекулу воды – в ней два атома водорода и один кислорода, которые крепко связаны между собой. Чтобы разорвать эту связь, необходимо «приложить» довольно много энергии, это и делает электролизер за счет электричества.

результате получается смесь водорода и кислорода, которые обладают потенциальной (буквально, растворенной в них) энергией, и которая может выделиться в результате процесса горения и обеспечить тепло дому. Чтобы понять, сколько же энергии получится от горения, стоит присмотреться к тому, что получится в результате горения. А получится у нас… та же самая вода, которую мы расщепляли на атомы.

Фактически, после всех этих манипуляций, в лучшем случае мы получим ровно столько энергии, сколько было потрачено на разделение исходной молекулы воды. Так как, от воды мы уходили, и к воде же и пришли. Но это – в идеальном случае, где отсутствуют неизбежные в реальности потери. Т.е. даже в идеальном случае сколько электричества мы потратим, столько тепла получим.

Дополнительные молекулы воды для расщепления тоже взять неоткуда – сколько сначала разделили, столько потом и соединим при сжигании водородно-кислородной смеси. Опять же, за вычетом потерь. Кроме того, не надо забывать, что водородный котел работает за счет дистиллированной воды, на производство которой тоже расходуется энергия. Как видно невооруженным глазом, эффективность водородного котла не может быть высокой.

Тогда встает закономерный вопрос – зачем все эти сложности с расщеплением, если существуют устройства, которые непосредственно переводят электроэнергию в тепло и называются электрические котлы? Если просто нагревать воду за счет электрической энергии, вся эта энергия практически без потерь уйдет на нагрев воды – получается выгоднее, чем через электролизное разложение и последующее «восстановление» воды сжиганием смеси водорода и кислорода с сопутствующими потерями.

Сравнение водородного котла с другими устройствами отопления

Как известно, электрический котел считается самым неэффективным отопительным устройством, иначе говоря, стоимость тепла, произведенного за счет этого устройства, будет наиболее дорогой.

Сравнение отопления с помощью теплового насоса с другими способами.

Тип отопления	Энергоэффективность, %
Тепловой насос	150-400
Котел на жидком топливе или газе	70-96
Электрический котел	35-45
Водородный котел	5-10

Как мы уже выяснили, отопление за счет водородного котла уступает по эффективности даже электрическому. Правда, мир не стоит на месте. Вполне возможно, что настанет день, когда использование современных технологий позволит удешевить сотни бытовых процессов, а отопление за счет водородного котла или его аналогов станет действительно выгодным.

www.topclimat.ru

Устройство и принцип работы генератора водорода

Использовать водород в качестве топлива для обогрева загородного дома выгодно не только по причине высокой теплотворной способности, но и потому, что в процессе его сжигания не выделяется вредных веществ. Как все помнят из школьного курса химии, при окислении двух атомов водорода (химическая формула H₂ – Hidrogenium) одним атомом кислорода, образуется молекула воды. При этом выделяется в три раза больше тепла, чем при сгорании природного газа. Можно сказать, что равных водороду среди других источников энергии нет, поскольку его запасы на Земле неисчерпаемы — мировой океан на 2/3 состоит из химического элемента H₂, да и во всей Вселенной этот газ наряду с гелием является главным «строительным материалом». Вот только одна проблема — для получения чистого H₂ надо расщепить воду на составляющие части, а сделать это непросто. Учёные долгие годы искали способ извлечения водорода и остановились на электролизе.

Этот способ получения летучего газа заключается в том, что в воду на небольшом расстоянии друг от друга помещаются две металлические пластины, подключённые к источнику высокого напряжения. При подаче питания высокий электрический потенциал буквально разрывает молекулу воды на составляющие, высвобождая два атома водорода (HH) и один — кислорода (O). Выделяющийся газ назвали в честь физика Ю. Брауна. Его формула — HHO, а теплотворная способность — 121 МДж/кг. Газ Брауна горит открытым пламенем и не образует никаких вредных веществ. Главное достоинство этого вещества в том, что для его использования подойдёт обычный котёл, работающий на пропане или метане. Заметим только, что водород в соединении с кислородом образует гремучую смесь, поэтому потребуются дополнительные меры предосторожности.

Генератор, предназначенный для получения газа Брауна в больших количествах, содержит несколько ячеек, каждая из которых вмещает в себя множество пар пластин-электродов. Они установлены в герметичной ёмкости, которая оборудована выходным патрубком для газа, клеммами для подключения питания и горловиной для заливки воды. Кроме того, установка оборудуется защитным клапаном и водяным затвором. Благодаря им устраняется возможность распространения обратного пламени. Водород горит только на выходе из горелки, а не воспламеняется во все стороны. Многократное увеличение полезной площади установки позволяет извлекать горючее вещество в количествах, достаточных для различных целей, включая обогрев жилых помещений. Вот только делать это, используя традиционный электролизёр, будет нерентабельно. Проще говоря, если потраченное на добычу водорода электричество напрямую использовать для отопления дома, то это будет намного выгоднее, чем топить котёл водородом.

Выход из сложившейся ситуации нашёл американский учёный Стенли Мейер. Его установка использовала не мощный электрический потенциал, а токи определённой частоты. Изобретение великого физика состояло в том, что молекула воды раскачивалась в такт изменяющимся электрическим импульсам и входила в резонанс, который достигал силы, достаточной для её расщепления на составляющие атомы. Для такого воздействия требовались в десятки раз меньшие токи, чем при работе привычной электролизной машины.

Видео: Топливная ячейка Стенли Мейера

За своё изобретение, которое могло бы освободить человечество от кабалы нефтяных магнатов, Стенли Мейер был убит, а труды его многолетних изысканий пропали неизвестно куда. Тем не менее сохранились отдельные записи учёного, на основании которых изобретатели многих стран мира пытаются строить подобные установки. И надо сказать, небезуспешно.

Преимущества газа Брауна как источника энергии

• Вода, из которой получают HHO, является одним из наиболее распространённых веществ на нашей планете.
• При сгорании этого вида топлива образуется водяной пар, который можно обратно конденсировать в жидкость и повторно использовать в качестве сырья.
• В процессе сжигания гремучего газа не образуется никаких побочных продуктов, кроме воды. Можно сказать, что нет более экологичного вида топлива, чем газ Брауна.
• При эксплуатации водородной отопительной установки выделяется водяной пар в количестве, достаточном для поддержания влажности в помещении на комфортном уровне.

Область применения

Сегодня электролизёр — такое же привычное устройство, как и генератор ацетилена или плазменный резак. Изначально водородные генераторы использовались сварщиками, поскольку носить за собой установку весом всего несколько килограмм было намного проще, чем перемещать огромные кислородные и ацетиленовые баллоны. При этом высокая энергоёмкость агрегатов решающего значения не имела — всё определяло удобство и практичность. В последние годы применение газа Брауна вышло за рамки привычных понятий о водороде, как топливе для газосварочных аппаратов. В перспективе возможности технологии очень широки, поскольку использование HHO имеет массу достоинств.

• Сокращение расхода горючего на автотранспорте. Существующие автомобильные генераторы водорода позволяют использовать HHO как добавку к традиционному бензину, дизелю или газу. За счёт более полного сгорания топливной смеси можно добиться 20 – 25 % снижения потребления углеводородов.
• Экономия топлива на тепловых электростанциях, использующих газ, уголь или мазут.
• Снижение токсичности и повышение эффективности старых котельных.
• Многократное снижение стоимости отопления жилых домов за счёт полной или частичной замены традиционных видов топлива газом Брауна.
• Использование портативных установок получения HHO для бытовых нужд — приготовления пищи, получения тёплой воды и т. д.
• Разработка принципиально новых, мощных и экологичных силовых установок.

Генератор водорода, построенный с использованием «Технологии водяных топливных ячеек» С. Мейера (а именно так назывался его трактат) можно купить — их изготовлением занимается множество компаний в США, Китае, Болгарии и других странах. Мы же предлагаем изготовить водородный генератор самостоятельно.

Видео: Как правильно обустроить водородное отопление

Что необходимо для изготовления топливной ячейки дома

Приступая к изготовлению водородной топливной ячейки, надо обязательно изучить теорию процесса образования гремучего газа. Это даст понимание происходящего в генераторе, поможет при настройке и эксплуатации оборудования. Кроме того, придётся запастись необходимыми материалами, большинство из которых будет нетрудно найти в торговой сети. Что же касается чертежей и инструкций, то мы постараемся раскрыть эти вопросы в полном объёме.

Проектирование водородного генератора: схемы и чертежи

Самодельная установка для получения газа Брауна состоит из реактора с установленными электродами, ШИМ-генератора для их питания, водяного затвора и соединительных проводов и шлангов. В настоящее время существует несколько схем электролизёров, использующих в качестве электродов пластины или трубки. Кроме того, в Сети можно найти и установку так называемого сухого электролиза. В отличие от традиционной конструкции, в таком аппарате не пластины устанавливаются в ёмкость с водой, а жидкость подаётся в зазор между плоскими электродами. Отказ от традиционной схемы позволяет значительно уменьшить габариты топливной ячейки.

 

В работе можно использовать чертежи и схемы рабочих электролизёров, которые можно адаптировать под собственные условия.

Выбор материалов для строительства генератора водорода

Для изготовления топливной ячейки практически никаких специфичных материалов не требуется. Единственное, с чем могут возникнуть сложности, так это электроды. Итак, что надо подготовить перед началом работы.

1. Если выбранная вами конструкция представляет собой генератор «мокрого» типа, то понадобится герметичная ёмкость для воды, которая одновременно будет служить и корпусом реактора. Можно взять любой подходящий контейнер, главное требование — достаточная прочность и газонепроницаемость. Разумеется, при использовании в качестве электродов металлических пластин лучше использовать прямоугольную конструкцию, к примеру, тщательно загерметизированный корпус от автомобильного аккумулятора старого образца (чёрного цвета). Если же для получения HHO будут применяться трубки, то подойдёт и вместительная ёмкость от бытового фильтра для очистки воды. Самым же лучшим вариантом будет изготовление корпуса генератора из нержавеющей стали, например, марки 304 SSL.

   При выборе «сухой» топливной ячейки понадобится лист оргстекла или другого прозрачного пластика толщиной до 10 мм и уплотнительные кольца из технического силикона.

2. Трубки или пластины из «нержавейки». Конечно, можно взять и обычный «чёрный» металл, однако в процессе работы электролизёра простое углеродистое железо быстро корродирует и электроды придётся часто менять. Применение же высокоуглеродистого металла, легированного хромом, даст генератору возможность работать длительное время. Умельцы, занимающиеся вопросом изготовления топливных ячеек, длительное время занимались подбором материала для электродов и остановились на нержавеющей стали марки 316 L. К слову, если в конструкции будут использоваться трубки из этого сплава, то их диаметр надо подобрать таким образом, чтобы при установке одной детали в другую между ними был зазор не более 1 мм. Для перфекционистов приводим точные размеры:
   — диаметр внешней трубки — 25.317 мм;
   — диаметр внутренней трубки зависит от толщины внешней. В любом случае он должен обеспечивать зазор между этими элементами равный 0.67 мм.

3. ШИМ-генератор. Правильно собранная электрическая схема позволит в нужных пределах регулировать частоту тока, а это напрямую связано с возникновением резонансных явлений. Другими словами, чтобы началось выделение водорода, надо будет подобрать параметры питающего напряжения, поэтому сборке ШИМ-генератора уделяют особое внимание. Если вы хорошо знакомы с паяльником и сможете отличить транзистор от диода, то электрическую часть можно изготовить самостоятельно. В противном случае можно обратиться к знакомому электронщику или заказать изготовление импульсного источника питания в мастерской по ремонту электронных устройств.
   

   Импульсный блок питания, предназначенный для подключения к топливной ячейке, можно купить в Сети. Их изготовлением занимаются небольшие частные компании в нашей стране и за рубежом.

4. Электрические провода для подключения. Достаточно будет проводников сечением 2 кв. мм.
5. Бабблер. Этим причудливым названием умельцы обозвали самый обычный водяной затвор. Для него можно использовать любую герметичную ёмкость. В идеале она должна быть оборудована плотно закрывающейся крышкой, которая при возгорании газа внутри будет мгновенно сорвана. Кроме того, рекомендуется между электролизёром и бабблером устанавливать отсекатель, который будет препятствовать возвращению HHO в ячейку.

6. Шланги и фитинги. Для подключения генератора HHO понадобятся прозрачная пластиковая трубка, подводящий и отводящий фитинг и хомуты.
7. Гайки, болты и шпильки. Они понадобятся для крепления частей электролизёра между собой.
8. Катализатор реакции. Для того чтобы процесс образования HHO шёл интенсивнее, в реактор добавляют гидроксид калия KOH. Это вещество можно без проблем купить в Сети. На первое время будет достаточно не более 1 кг порошка.
9. Автомобильный силикон или другой герметик.

Заметим, что полированные трубки использовать не рекомендуется. Наоборот, специалисты рекомендуют обработать детали наждачной бумагой для получения матовой поверхности. В дальнейшем это будет способствовать увеличению производительности установки.

Инструменты, которые потребуются в процессе работы

Прежде чем приступить к постройке топливной ячейки, подготовьте такие 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.

Кроме того, если вы будете самостоятельно заниматься постройкой ШИМ-генератора, то для его наладки потребуется осциллограф и частотомер. В рамках данной статьи мы этот вопрос поднимать не будем, поскольку изготовление и настройка импульсного блока питания лучше всего рассматривается специалистами на профильных форумах.

Инструкция: как сделать водородный генератор своими руками

Для изготовления топливной ячейки возьмём наиболее совершенную «сухую» схему электролизёра с использованием электродов в виде пластин из нержавеющей стали. Представленная ниже инструкция демонстрирует процесс создания водородного генератора от «А» до «Я», поэтому лучше придерживаться очерёдности действий.

1. Изготовление корпуса топливной ячейки. В качестве боковых стенок каркаса выступают пластины оргалита или оргстекла, нарезанные по размеру будущего генератора. Надо понимать, что размер аппарата напрямую влияет на его производительность, однако, и затраты на получение HHO будут выше. Для изготовления топливной ячейки оптимальными будут габариты устройства от 150х150 мм до 250х250 мм.
2. В каждой из пластин просверливают отверстие под входной (выходной) штуцер для воды. Кроме того, потребуется сверление в боковой стенке для выхода газа и четыре отверстия по углам для соединения элементов реактора между собой.

3. Воспользовавшись угловой шлифовальной машиной, из листа нержавеющей стали марки 316L вырезают пластины электродов. Их размеры должны быть меньше габаритов боковых стенок на 10 – 20 мм. Кроме того, изготавливая каждую деталь, необходимо оставлять небольшую контактную площадку в одном из углов. Это понадобится для соединения отрицательных и положительных электродов в группы перед их подключением к питающему напряжению.
4. Для того чтобы получать достаточное количество HHO, нержавейку надо обработать мелкой наждачной бумагой с обеих сторон.
5. В каждой из пластин сверлят два отверстия: сверлом диаметром 6 — 7 мм — для подачи воды в пространство между электродами и толщиной 8 — 10 мм — для отвода газа Брауна. Точки сверлений рассчитывают с учётом мест установки соответствующих подводящих и выходного патрубков.

6. Начинают сборку генератора. Для этого в оргалитовые стенки устанавливают штуцеры подачи воды и отбора газа. Места их присоединений тщательно герметизируют при помощи автомобильного или сантехнического герметика.
7. После этого в одну из прозрачных корпусных деталей устанавливают шпильки, после чего начинают укладку электродов.
   

   Обратите внимание: плоскость пластинчатых электродов должна быть ровной, иначе элементы с разноимёнными зарядами будут касаться, вызывая короткое замыкание!

8. Пластины нержавеющей стали отделяют от боковых поверхностей реактора при помощи уплотнительных колец, которые можно сделать из силикона, паронита или другого материала. Важно только, чтобы его толщина не превышала 1 мм. Такие же детали используют в качестве дистанционных прокладок между пластинами. В процессе укладки следят, чтобы контактные площадки отрицательных и положительных электродов были сгруппированы в разных сторонах генератора.

9. После укладки последней пластины устанавливают уплотнительное кольцо, после чего генератор закрывают второй оргалитовой стенкой, а саму конструкцию скрепляют при помощи шайб и гаек. Выполняя эту работу, обязательно следят за равномерностью затяжки и отсутствием перекосов между пластинами.

10. При помощи полиэтиленовых шлангов генератор подключают к ёмкости с водой и бабблеру.
11. Контактные площадки электродов соединяют между собой любым способом, после чего к ним подключают провода питания.

12. На топливную ячейку подают напряжение от ШИМ-генератора, после чего производят настройку и регулировку аппарата по максимальному выходу газа HHO.

Для получения газа Брауна в количестве, достаточном для отопления или приготовления пищи, устанавливают несколько генераторов водорода, работающих параллельно.

Видео: Сборка устройства

Видео: Работа конструкции «сухого» типа

Отдельные моменты использования

Прежде всего, хотелось бы отметить, что традиционный метод сжигания природного газа или пропана в нашем случае не подойдёт, поскольку температура горения HHO превышает аналогичные показатели углеводородов в три с лишним раза. Как вы сами понимаете, такую температуру конструкционная сталь долго не выдержит. Сам Стенли Мейер рекомендовал использовать горелку необычной конструкции, схему которой мы приводим ниже.

Вся хитрость этого устройства заключается в том, что HHO (на схеме обозначено цифрой 72) проходит в камеру сжигания через вентиль 35. Горящая водородная смесь поднимается по каналу 63 и одновременно осуществляет процесс эжекции, увлекая за собой наружный воздух через регулируемые отверстия 13 и 70. Под колпаком 40 задерживается некоторое количество продуктов горения (водяного пара), которое по каналу 45 попадает в колонку горения и смешивается с горящим газом. Это позволяет снизить температуру горения в несколько раз.

Второй момент, на который хотелось бы обратить ваше внимание — жидкость, которую следует заливать в установку. Лучше всего использовать подготовленную воду, в которой не содержатся соли тяжёлых металлов. Идеальным вариантом является дистиллят, который можно приобрести в любом автомагазине или аптеке. Для успешной работы электролизёра в воду добавляют гидроксид калия KOH, из расчёта примерно одна столовая ложка порошка на ведро воды.

В процессе работы установки важно не перегревать генератор. При повышении температуры до 65 градусов Цельсия и более электроды аппарата будут загрязняться побочными продуктами реакции, из-за чего производительность электролизёра уменьшится. Если же это всё-таки произошло, то водородную ячейку придётся разобрать и удалить налёт при помощи наждачной бумаги.

И третье, на чём мы делаем особое ударение — безопасность. Помните о том, что смесь водорода и кислорода не случайно назвали гремучей. HHO представляет собой опасное химическое соединение, которое при небрежном обращении может привести к взрыву. Соблюдайте правила безопасности и будьте особенно аккуратны, экспериментируя с водородом. Только в этом случае «кирпичик», из которого состоит наша Вселенная, принесёт тепло и комфорт вашему дому.

Надеемся, статья стала для вас источником вдохновения, и вы, засучив рукава, приступите к изготовлению водородной топливной ячейки. Разумеется, все наши выкладки не являются истиной в последней инстанции, однако, их вполне можно использовать для создания действующей модели водородного генератора. Если же вы хотите полностью перейти на этот вид отопления, то вопрос придётся изучить более детально. Возможно, именно ваша установка станет краеугольным камнем, благодаря которому закончится передел энергетических рынков, а дешёвое и экологичное тепло войдёт в каждый дом.

aqua-rmnt.com

Отопление дома водородом

Человечеству нужны новые чистые технологии отопления

Современное жилое домостроение все больше тяготеет к экологически чистым материалам и технологиям. И это не просто дань моде, а насущная проблема всего человечества. Уж слишком большой вред наносит человеческая деятельность нашей планете. Именно поэтому ученые всего мира работают над созданием новых материалов, не загрязняющих окружающую среду. А экологически чистые технологии все активнее внедряются в повседневную жизнь человека. Водородное отопление дома – одна из таких технологий. Кто из владельцев частного дома не мечтает о чистом и недорогом способе обогрева своего жилья? И, похоже, водород — это именно то, что может в перспективе стать хорошей альтернативой известным источникам обогрева. Хотя бы потому, что богатства недр земли исчерпываются. Как же функционирует отопительная система дома на водороде и возможно ли ее установить своими руками? Какое оборудование для этого нужно? На эти и другие вопросы попробуем ответить в нашей статье.

Что такое водород и как его можно использовать для отопления дома?

Водород – бесцветный не токсичный газ, который содержится практически во всех соединениях и является самым распространенным на Земле химическим веществом. Некоторые его свойства поистине уникальны:

• водород – это самое легкое вещество, но не всегда, а только когда существует в жидком и твердом агрегатном состояниях;
• атомы водорода имеют самый маленький размер по сравнению с атомами других химических веществ;
• смешиваясь с окружающим воздухом, водород образует гремучий газ, который при комнатной температуре и в отсутствие источников зажигания может сохранять свои свойства неограниченно долго, но взрывается от малейшей искры.

Получать водород можно практически в неограниченных количествах. Для этого нужна вода и электричество.

Хранится и транспортируется водород в баллонах из легированной стали. Для отопления дома водородом, используют тепловую энергию, которая выделяется при взаимодействии его с кислородом. Полученный теплый пар выступает в роли теплоносителя и подается в систему.

Как организовать отопление водородом своими руками?

Несмотря на то, что производство не стоит на месте и ученые разрабатывают и конструируют все новые установки, водородные котлы пока не получили широкого применения. Однако умельцы могут попробовать собрать водородную отопительную систему дома своими руками. Разумеется, соблюдая все правила техники безопасности, и не забывая о свойстве водорода взрываться при вступлении во взаимодействие с окружающим воздухом. Отопительная установка собирается из таких комплектующих: водородный котел и трубы. Как видим, система значительна проще любой широко распространенной разводки, где требуется система отвода продуктов сгорания. Отопление на водороде в таком отводе не нуждается, поскольку нет горения в общепринятом смысле этого слова. То есть тепло выделяется не от открытого огня, а благодаря химической реакции. Горячий пар, температура которого около 40 градусов, поступает из котла непосредственно в систему труб. Исходя из этого видно, что данный вид отопления наиболее рационально использовать для нагрева полов и потолков, или для плинтусной системы отопления.

КПД водородных отопительных систем очень высок, он может составлять 96%

Прежде чем собирать систему, которая поможет вам отопить дом водородом, внимательно изучите различные типы котлов и принципы разводки системы, чтобы эффект был максимальным.

Какое оборудование нужно для обустройства системы?

Водородная отопительная установка

Водородная установка (котел отопления) – это высокотехнологичный, экологически чистый агрегат для получения тепловой энергии. Единственный продукт горения, который получается в результате работы этой установки – это водяной пар, который не может нанести вреда экологии. Впервые модульные каталитические камеры сгорания были изобретены в Италии. Работа каналов камеры может быть, как синхронизирована, так и не зависима друг от друга. То есть каждый канал может работать со своей мощностью, поскольку в каждом из них присутствует свой катализатор. Возможные мощности такой установки: 1,2,3 и 6 каналов. Изготавливаются водородные котлы из современных материалов, которые способны выдержать температуру в 300 градусов, необходимой для совершения реакции горения.

Решив собрать систему отопления водородом своими руками, обратите внимание на такие составляющие как трубы. Рекомендуемые диаметры от 25 до 32 мм. При этом после каждой разводки, диаметр труб изменяется от наибольшего к наименьшему. Такая система обеспечивает максимально эффективное использование данного вида оборудования.

Чтобы детально познакомиться со способом создания водородного отопления своими руками предлагаем вам посмотреть видео. 

utepleniedoma.com

Водородное отопление дома: генератор, котел

На сегодняшний день водородное отопление является одной из самых новых отопительных систем зданий, работающая на самом недорогом виде топлива. В качестве энергоносителя такая система использует водород.

Водородный котел отопления

Из этого материала вы узнаете, какой принцип работы такой системы, каковы ее преимущества и недостатки, а также как сделать топливные горелки в домашних условиях своими руками.

Общая информация

Водород считается одним из самых распространенных элементов в природе. Его свойства уникальны:

• если элемент находится в жидком состоянии, то при большой отрицательной температуре в 250 градусов он будет представлять собой наиболее легкий тип жидкости;
• если элемент – в твердом состоянии, то при такой же температуре он станет самым легким кристаллическим компонентом;
• при соединении водорода с кислородом, то есть воздухом, атомы вещества образуют взрывную смесь.

По сути, данное вещество представляет собой очень легкий газ, характеризующийся отсутствием цвета и запаха. Этот элемент без проблем растворяется в металле, этаноле, никеле. Его получение возможно в любых количествах так, где есть электроэнергия и вода. Когда электричество воздействует на жидкость, она расщепляется на водород и кислород, и эти типы газов можно использовать в своих целях.

На сегодняшний день вариантом отопить свое жилище – множество. Те люди, которые любят своими руками делать всевозможные технические устройства, часто практикуют отопление дома водородом в домашних условиях. Данный материал по своей структуре экологически чистый, и одновременно достаточно мощный.

Водородная установка для отопления дома

Впервые водородный генератор для отопления был разработан итальянскими специалистами. Примечательно, что функционирование такого приспособления характерно отсутствием вредоносных для экологии выбросов. То есть водородное отопление можно назвать чистым, эффективным, а также бесшумным вариантом отопительной системы для частного дома или другого здания.

Исследователи разработали метод сжигания элемента при высокой температуре в 300 градусов. Поэтому на сегодняшний день у наших соотечественников есть возможность изготовления топливные горелки своими руками из традиционных материалов.

Примечательно, что такие топливные горелки для обеспечения нормальной работы не требуют обустройства системы удаления продуктов сгорания, поскольку в такой установке их попросту нет. Отопительная водородная система может выделять только пар, но и он является безвредным для экологии, а основные расходы тратятся исключительно на электричество.

к меню ↑

Основные характеристики

Как любая другая система, отопление на водороде для частного дома характеризуется не только преимуществами, но и недостатками. Начнем с плюсов.

Принцип работы водородного котла

к меню ↑

Преимущества

1. Как сказано выше, такие топливные установки представляют собой абсолютно безопасный с экологической точки зрения агрегат, горелка которого позволяет генерировать тепловую энергию. Продуктом переработки считается пар, но и он полностью безвреден.
2. Благодаря функционированию теплогенератора, такая горелка исключает вероятность возникновения огня. Тепловой эффект достигается благодаря химической реакции элемента с использованием катализатора. Благодаря этому водород вступает в так называемый союз с кислородом посредством обычной жидкости. Благодаря этому достигается выделение огромного количества тепла, которое в итоге попадает в теплообменник.
3. Еще одним плюсом использования водорода является то, что данный элемент с успехом может заменить практически все современные виды топлива, при этом значительно сократив финансовые затраты на добычу этих материалов. То есть если система будет введена в работу, то это сможет позитивно отразиться на мировой экономике в целом.
4. Еще один немаловажный момент – КПД на топливные установки может достигать 96%. Такой показатель является одним из самых высоких, если сравнивать с другими типами топлива.

к меню ↑

Недостатки

1. Данный элемент при комнатной температуре по своей форме представляет газ. Существенный недостаток – этот газ является взрывоопасным. Этот недостаток существенно влияет на сложность перевоза вещества.
2. В странах постсоветского пространства отопление водородом еще не доступно для потребителей. Соответственно, направление еще развивается и пока неизвестно, когда можно будет обустроить дома такими системами.
3. Чтобы топливные котлы могли быть установлены в доме своими руками, для этого хозяину необходимо получить соответствующее разрешение и пройти сертификацию. То же самое касается и транспортировки. Данные действия могут быть произведены специалистами, но на подготовку к этому потребуется немало времени.

к меню ↑

Особенности работы системы

Топливные установки для отопления могут иметь разную мощность. В соответствии с параметрами здания, которое необходимо отопить, и осуществляется выбор нужного варианта. Данная установка представляет собой, по сути, котельную, что позволяет ее каналам функционировать автономно.

Водородный котел отопления

Следует отметить, что каждый из этих каналов оборудуется катализатором, предназначение которого заключается в запуске процесса выработки водных молекул. Одно временно производится и выброс тепла, которое проходит к теплообменнику, находящемуся в камере сгорания. В целом водородная система, сделанная своими руками, состоит из двух компонентов – котла и системы труб.

к меню ↑

Схема водородного отопления

Разумеется, вы можете сделать такую систему своими руками, но учтите, что в нашей стране такие системы еще не получили одобрение, соответственно, устанавливать ее вы будете нелегально. Чтобы своими руками сделать такой котел, следует придерживаться определенного принципа. Система водородного отопления состоит из следующих компонентов:

• надежная емкость, которую вы наполните электролитом, выделяющим водород, желательно, чтобы она была изготовлена из легированной стали;
• сам электролизер;
• чтобы защитить систему от так называемой обратки, следует установить двухступенчатый блок с предохранителями;
• непосредственно камера сгорания;
• и устройство теплообменника.

Залитый раствор с электролитом будет попадать в электролизер, где производится выработка газа, затем элементы вернутся обратно в емкость. Затем образовавшийся водород будет поступать через блок предохранителей в камеру сгорания. Здесь же газ и будет вырабатывать тепло, которое через теплообменник будет обогревать все здание.

Принцип работы водородного генератора

к меню ↑

Что необходимо учесть?

1. Система может быть безопасной только тогда, когда реакция химических веществ будет проходить в отдельной емкости. При утечке есть большая вероятность взрыва.
2. Котел и циркуляционная система являются главными составными компонентами водородной установки. Специалисты рекомендуют использовать трубы диаметром от 2,5 до 3,2 см. Кроме того, чтобы система работала должным образом, диаметр труб рекомендуется уменьшать после каждого разветвления.
3. Добиться экономической эффективности в некоторых случаях бывает очень непросто. Здесь все зависит конкретно от затрат на получение водорода. В частности, речь идет непосредственно о затратах на электроэнергию. Если расходы на электричество высокие, то ни о какой экономии речи быть не может, соответственно, целесообразность установки можно поставить под вопрос. Особенно, если учесть большую вероятность взрывоопасности системы.
4. Если вы никогда ранее не сталкивались с процессом обустройства водородной системы отопления, то лучше доверьте это дело профессионалам.

к меню ↑

Отопление дома водородом (видео)

Портал об отоплении » Альтернативное отопление

stroypotencial.ru

Отопление дома на водороде своими руками

Буквально несколько лет назад система отопления водородом считалась чем-то из области фантастики, но уже сегодня она является абсолютной реальностью. Хоть эта новинка пока и не получила массовое распространение, но уже успела заинтересовать огромное количество потребителей.

Водород – это один из самых доступных и широко распространенных материалов, представляющий собой экологически чистый и мощный источник тепловой энергии, который способен обогреть довольно большую площадь.

Все о водороде

Водород в жизни человека

Еще ученым, известным под псевдонимом Парацельс, жившим в средние века, при проведении опытов с использованием железа и серной кислоты, было зафиксировано образование пузырьков воздуха — водорода – вещества без цвета и запаха. Данный газ не токсичен, легкий, его смешение с кислородом может привести к взрыву. Водород доступен в любом объеме и в любой точке земного шара, где есть вода и электроэнергия.

Газ наделен несколькими свойствами, которые делают его уникальным в своем роде. В жидком виде, которое возможно лишь в узком температурном интервале от — 253 до — 259°С — это самая легкая бесцветная жидкость, а в твердой (снегоподобной) форме – самое маловесное вещество. Даже его атомы самые мельчайшие из всех возможных, однако при некотором стечении обстоятельств они могут разрастаться до внушительных размеров. Смешение газа с атмосферой рождает гремучую смесь, способную взорваться даже от незначительной искры.

Применение

Водород востребован в производстве аммиака, используемого в создании удобрений. Также он участвует в образовании твердых жиров, которые активно применяются в пищевой промышленности.

Изготовление изделий с использованием кварцевого стекла немыслимо без больших температур, достичь которых позволяет горелка, работающая на водороде (свыше 2000°С). Широкое применение водород нашел и в лабораториях, где предусмотрено создание различных соединений и веществ.

Роль водорода в отоплении

На сегодняшний день имеется большое количество различных вариаций систем отопления, которые можно собрать собственноручно. Относительно недавно в их ряды вступила инновационная разработка, являющая собой мощнейший и в то же время экологически чистый источник тепловой энергии.

Функционирует данная установка преимущественно на водороде.

Немного об истории

Итальянская компания разработала водородную систему отопления для использования в жилых зданиях. Данная установка работает без выбросов. Эффективность, бесшумность и экологическая чистота – все это результат семилетней работы ученых.

Кругооборот водорода в доме человека

Впервые котел на водороде был презентован в 2006 году в Турине, в период Олимпиады. Люди уже давно задумывались над созданием подобной отопительной системы, однако, чтобы сжечь данный вид топлива необходима температура в 1700°С. А значит котлы, сконструированные из обычных материалов, не выдержат ее.

Но все же ученые с течением времени создали метод сжигания водородного топлива при 300°С. Это открытие позволило использовать стандартные материалы в производстве котлов. В системе вывода продуктов горения нет необходимости, поскольку их просто-напросто нет. Единственным продуктом на выходе является пар, но и он не вреден для человека и окружающей его среды.

Процесс добычи водорода достаточно дешевый, основная часть затрат – это лишь потребляемая электрическая энергия. Но и эти расходы можно еще больше сократить, если использовать солнечные батареи.

Первый котел на водороде имел небольшую мощность — всего 30 кВт, но этого было достаточно чтобы отопить жилые дома площадью до 290 м2.

Что представляет собой данная система?

Водородные агрегаты особенно востребованы в отоплении полов. Современные установки имеют разную мощность, монтируются они своими руками. В западных странах использование данных отопительных систем распространено довольно широко. Ведь там экономия на газе, угле и нефти – привычное дело.

Водородную систему составляют котел и трубы с диаметром 1” и 1 1/4”. Монтируя систему собственноручно, необходимо соблюдать, чтобы размер диаметра трубы после расхождения был меньше предыдущего участка. Например, в начале идет труба D 1 1/4”, после D 1”. С очередным расхождением, диаметр трубы уменьшается до 3/4” и в конце до 1/2”. Если четко следовать этому правилу, то система будет работать качественно и бесперебойно.

Актуальность водородной отопительной системы: преимущества и недостатки

Водородный котел

Каждому потребителю интересны характеристики использования отопительной установки. Оборудования, изготовленные на заводах и те, что созданы своими руками имеют разную эффективность.

Некоторые рабочие схемы представлены в открытом доступе и собрать их может любой желающий, однако при этом расчетная мощность полученных устройств не будет соразмерна с фактической, а КПД, как правило, не преступает черту в 75-80%.

По этой причине, собирая своими руками данную систему, необходимо использовать надежные котлы либо заводские генераторы.

Плюсы установки

Выбирая для себя один из вариантов отопления, стоит ознакомиться с положительными сторонами приборов, роль теплоносителя в которых отдана водородно-кислородной смеси.

• Данные генераторы водорода могут похвастаться очень высоким КПД – свыше 92%. Ни один другой аналогичный вид отопления не способен дать схожие результаты.
• Работа горелок бесшумна, что является весьма значимым критерием.
• Дома отапливаются водородом, без использования пламени. Тепло производится за счет химической реакции с применением катализаторов. Водород смешиваясь с кислородом генерирует тепловую энергию, которая впоследствии попадает в теплообменник. Такая система идеально подходит для жилых зданий и сооружений.
• Горелки данного типа отличаются экологической безопасностью. Единственное, что выделяется в процессе работы — пар, который не способен нанести вред окружающей среде и человеку.
• Чтобы установить генераторы водорода не нужны специальные сооружения и последующее применение дымоходов, что весьма удобно.

• Если использование данных генераторов в перспективе получит широкое распространение, то мировая экономика ощутит небывалый расцвет. Обусловлено это тем, что затраты, связанные с получением водорода, не идут ни в какое сравнение с расходами на добычу нефти, газа и угля.

Минусы отопительной водородной системы

Расписав подробно все плюсы данной системы будет неправильным утаивать возможные минусы.

• Водород является взрывоопасным веществом, что соответственно накладывает определенные трудности, связанные с транспортировкой. Данный газ не имеет ни цвета, ни запаха, человеку не по силам определить была ли утечка, поэтому установки, созданные своими руками должны предварительно пройти проверку.
• Обучение специалистов, которые в будущем должны будут проводить проверку и сертификацию баллонов с водородом требует время.
• В России водородным установкам отопления уделяется совсем мало внимания, а это значит, что приобрести котел и смонтировать систему в некоторых случаях будет проблематично.

Комплектность

Водородный котел для дома

Полноценная система отопления на водороде должна состоять не только из генератора, но и из других комплектующих.

Поскольку рассматриваемая установка являет собой топливный источник, то к подбору дополнительного оборудования необходимо подходить с особой тщательностью.

Стандартная картина водородного генератора подразумевает подсоединение к водопроводу, а также необходимый приток воздуха. А значит в помещении, где будет располагаться генератор, эти компоненты должны быть в постоянном доступе.

Горелка

Прежде всего нужно грамотно подойти к выбору водородной горелки. Лучшим вариантом будет модель, состоящая из 4 форсунок. Собрать горелку можно из деталей для природного газа. Как правило, диаметр сопла в таких форсунках является достаточным для поддержания ее работы.

Котел

Чтобы обеспечить передачу тепла от горелки к воде в трубопроводе, необходим любой котел, работающий на твердом топливе. Его топку можно наполнить гранитными камнями, которые в свою очередь будут осуществлять несколько функций:

• равномерно распределять тепло от котла к теплоносителю;
• защищать теплообменник, что значительно продлит его срок службы;
• даже если смесь перестанет гореть, то сохранившееся в камнях тепло еще какое-то время будет греть воду в трубах.

Советы по организации

Поскольку пламя может достигнуть 3000°С, то необходимо создать соответствующие условия для того чтобы стабилизировать нагревание теплоносителя. Одним из таких является вышеприведенный пример с загрузкой гранитных камней.

Потому как схемы по установке водородной системы отопления представлены в малом количестве, следует обращаться к надежным производителям, коим показала себя Star Industries, к чьей продукции относится водородный генератор Star 1000 и ряд других оборудований, рассчитанных для использования как в частных домах, так и в крупномасштабных производственных и коммерческих помещениях.

uteplenievdome.ru

Можно ли самому сделать водородный котел для отопления дома?

Содержание

• Схема самодельной установки
• Что еще учесть

Уже достаточно много времени минуло со дня, когда водородное топливо впервые использовалось в двигателе автомобиля. Что же касается отопления жилого дома, то идея применения данного газа с этой целью начала находить свое практическое воплощение относительно недавно.

Однако если исходить из того, что о таких автомобилях большинство только слышало, но мало кто видел, а еще меньшему числу людей довелось ими пользоваться, возникают обоснованные сомнения в реальности скорого массового введения в жизнь и подобных обогревающих устройств. И тем более призрачной выглядит возможность изготовить водородный котел отопления своими руками. Но как же обстоит дело с ним в действительности?

Как известно, все меняется, и технологии завтрашнего дня вскоре становятся обыденностью дня сегодняшнего. Запасы невозобновляемых видов топлива неуклонно сокращаются благодаря их широкому использованию. Это влечет за собой необходимость поиска других решений известных проблем, что приводит к разработке новых направлений во многих областях науки и техники. Последние касаются как повышения эффективности использования имеющихся ресурсов, так и задействования альтернативных источников. Естественно, такие тенденции не обходят стороной и столь значимые в жизни людей системы, как отопление домов.

В этой области в качестве одного из вариантов, способных заменить оборудование на прочем горючем топливе, был предложен котел, работающий на водороде.

Перспектива использовать этот газ в качестве источника энергии выглядит весьма заманчивой ввиду его доступности (хотя тут не все так просто), распространенности и экологичности.

Если присмотреться к химической формуле такой вездесущей жидкости, как вода, то становится очевидно, что одним из двух составляющих ее элементов является именно водород. Таким образом, решив вопрос эффективного выделения h3 из h3O, можно получить фактически неиссякаемый источник энергии. И применять его, в том числе, для отопления дома. Идея, безусловно, интересная, но как она в данный момент реализуется на практике и возможно ли выполнить такой котел своими руками?

Схема самодельной установки

Немало дельных советов по этому поводу можно найти в сетевых сообществах народных умельцев и энтузиастов. В целом большинство из них сводятся к мысли, что для сооружения подобного котла своими руками следует придерживаться схемы, включающей такие основные части:

1. Емкость, наполненную электролитом и выделяемым из него водородом;
2. Электролизер;
3. Двухступенчатый предохранительный блок (защита от обратки);
4. Камера сгорания;
5. Теплообменник.

Схема водородного котла отопления

Электролитический раствор поступает в электролизер, который осуществляет выработку газа, после чего продукты этой реакции возвращаются в емкость. Для надежности последнюю рекомендуется изготавливать из легированной стали и снабжать предохранительным клапаном сброса давления. Полученный водород далее направляется через защитный блок (пару барботеров) в камеру сгорания. Прореагировавший здесь с кислородом газ образует полезное тепло. Оно через теплообменник поступает в систему отопления дома, а выделившаяся в камере влага возвращается по отдельному каналу в емкость с электролитом. Таким образом, часть раствора самовосполняется за счет рециркуляции.

Добавив к описанной основной схеме стандартные элементы автоматики, характерные для любых отопительных котлов, вы получите работоспособный опытный экземпляр.

Путем проб и испытаний его можно будет довести до полноценной замены устройствам на топливе иного рода. Или же использовать как дополнение к уже имеющейся системе отопления дома.

Что еще учесть

Итак, учитывая вышеприведенные особенности схемы построения котлов, работающих на водороде, а также известные характеристики этого газа, для изготовления аналогичного оборудования своими руками следует учесть ряд важных факторов. Они таковы:

1. Изделие безопасно лишь в том случае, если химическая реакция протекает в отведенной для нее емкости. Утечка смеси может создать взрывоопасную обстановку, а значит должна быть полностью исключена;
2. Как и в любой аналогичной системе, работающей на другом топливе, основными составными частями являются котел и контур циркуляции носителя тепла с соединительными элементами. В данном случае обычно используются трубы диаметром от 25 до 32 мм, причем для обеспечения эффективной работы рекомендуется последовательно уменьшать его с каждым разветвлением;
3. Экономическая эффективность котла напрямую связана с затратами на получение водорода. При современном уровне технологии они обусловлены использованием электроэнергии. Соответственно, расходы на последнюю не должны быть велики, иначе возникает сомнение в целесообразности применения данного оборудования. Ведь согласитесь, нет никакого смысла в таком отоплении, если для получения собственно водорода требуется сопоставимое количество электроэнергии, которую можно использовать для тех же целей и не опосредованно.

В современном быстро меняющемся мире технологии постоянно совершенствуются, и климатическая техника для дома здесь не является исключением. И хотя, использование водородных систем отопления пока распространено нешироко, упрощение и удешевление способов выделения этого газа из содержащих его соединений может привести к по-настоящему безграничным перспективам применения такого оборудования.

klivent.biz

---

teplo-ltd.ru