Водородный котел — мифы, реальность и перспективы

Способов отопления жилых помещений и прочих объектов на сегодняшний день имеется немало. А потому и неудивительно, что потребитель уже старается выбирать именно те технологии, которые наиболее подходят в той или иной ситуации, а также являются наименее затратными для него. И одним из эффективных способов обогрева считается использование водородного генератора для отопления жилых домов.

Что представляет собой водородное отопление?

Водород сегодня используют для самых разных нужд, в том числе и для отопления помещений. Современные технологии с каждым днем внедряются во многих сфера жизни человека. И обогрев водородом также является подобным полезным новшеством. Он уже заинтересовал многих потребителей на Западе, и сейчас набирает популярность в нашей стране.

На самом деле водород – это самое распространённое вещество во Вселенной, а значит – практически неисчерпаемый источник энергии. Однако по большей части он пока добывается из воды – эта технология является наименее затратной на сегодняшний день.

Составные части водородной установки

Устройство системы для отопления, функционирующей на водороде, достаточно проста.

Котел, играющий роль теплообменника, – это основной элемент, где происходит выработка водорода.

Котел, функционирующий на водороде, можно собрать из доступных элементов, а для его работы необходима лишь обычная или дистиллированная вода (+)

Элетролизер – главная действующая часть котла, где происходит электролитическая реакция, приводящая к распаду воды на H2 и О2. Элемент представляет собой резервуар, наполненный водой, в который помещаются металлические электроды, обладающие максимальной проводимостью тока.

К пластинкам подсоединены провода, по которым осуществляется подача электричества.

Горелка – приспособление, способствующее разогреву теплоносителя в отопительной системе. Находится в топочной камере, для ее разжигания подается искра.

Клапан горелки – специальная деталь, находящаяся в верхней части устройства. Благодаря этой детали H2, поднявшийся наверх, легко преодолевает барьер, недоступный другим выделившимся веществам, и поступает непосредственно в горелку.

В заводских водородных котлах предусмотрен блок управления. На панели отображаются показатели напряжения и тока, регулятор мощности и рычаги настройки других параметров работы

Рекомендуем: Расчет радиаторов отопления, количество секций и мощность батареи

Трубопровод – коммуникации, которые отходят от агрегата и используются для подачи тепла во все помещения дома. Для обвязки используют трубы отопления диаметром диаметром 25-32 мм. При прокладке соблюдают основополагающее правило: диаметр каждого следующего разветвления должен быть меньше, чем у предыдущего.

Водородные генераторы: особенности

Максимальная мощность водородного генератора составляет 6. Однако оптимальный показатель мощности горелки рассчитывается исходя из площади жилого помещения. Кроме того, обязательным условием функционирования такого оборудования является постоянная подача электрической энергии.

Водородные горелки используются для отопления домов и производственных объектов, как в качестве самостоятельных систем обогрева, так и дополняют уже имеющиеся источники тепла. При этом важно следить за тем, чтобы такое оборудование нормально работало при низких температурах. Чаще всего для отопления дома подобные агрегаты подключают к системам «теплый пол».

Принцип работы водородного генератора

Устройство вырабатывает тепло, используя процесс электролиза воды в присутствии специального катализатора. При этом нормальное и безопасное функционировании генератора возможно только в том случае, если в результате такого электрохимического процесса не происходит реакция водорода и кислорода, ведь их сочетание является взрывоопасным. А потому современные приборы такого типа вырабатывают другое вещество – газ Брауна. Его еще называют водяным газом.

Данное вещество зеленоватого или коричневого цвета, и оно является абсолютно не взрывоопасным.

Получаемый газ нагревается до сорока градусов по Цельсию, а затем поступает в теплообменник, который является, по сути, камерой сгорания. И уже там он смешивается с воздушно-топливным элементом. Далее мы поговорим об устройстве водородного генератора для отопления.

Главными элементами таких отопительных устройств являются котел и различные трубки. В принципе, для нормального функционирования никаких дополнительных технических аксессуаров и не требуется.

То же самое относится и к оборудованию для вывода продуктов сгорания. А связано это с тем, что в результате данного процесса образуется только водяной пар, абсолютно безопасный для человека ввиду его чистоты.

Для большей эффективности таких агрегатов их конструкцию часто делают модульной: в каждую часть ее помещают специальные катализаторы. Если же говорить об используемых трубках, то целесообразно использовать такие, диаметр которых находится в пределах от 1-2,5 дюйма.

Данный параметр может, конечно, немного отличаться, но для максимальной эффективности лучше все же использовать трубки с указанными выше значениями.

При монтаже труб отопления не забывайте о том, что каждое предыдущее ответвление делается больше по диаметру, чем следующее за ним.

Как сделать водородное отопление своими руками

Прежде чем делать генератор водорода для отопления дома мастеру нужно позаботиться о материалах, пригодится:

• лист металла «нержавейки» с размерами 50х50 см;
• два болта 6х150 с гайками и шайбами;
• фильтр проточной очистки (можно взять от стиральной машинки);
• полая прозрачная трубка, например, водяной уровень 10 м;
• пластиковый контейнер для еды на 1,5 литра с герметичной крышкой;
• штуцеры диаметром 8 мм с «елочкой»;
• болгарка.

Для изготовления агрегата хорошо подходит сталь 03Х16Н1, также пригодится щелочь вместо воды, чтобы обеспечить более агрессивную для тока среду, но при этом продлить срок службы стального листа. Чтобы сделать качественное отопление дома водородом, требуется предварительно выбрать схему выкладки (теплый пол, выкладка по плинтусам и прочее), просчитать длину трубопроводов.

А теперь о том, как сделать печь на водороде:

1. Лист металла поместить на ровную плоскость и нарезать на 16 прямоугольников (расчет для листа металла 50х50 см). Это будущая горелка. Куски нарезать болгаркой.
2. Один угол у каждого из 16 кусков срезать, чтобы потом пластины соединить.
3. С оборотной стороны каждой пластины просверлить дырку для болта.
4. Чтобы обеспечить принцип работы, выглядящий как прохождение электрического тока через пластины, погруженные в электролит для разложения жидкости на водород и кислород, нужно располагать одновременно двумя пластинами, одна из которых – анод, вторая – катод. В данном случае получается 8 шт. анодов и 8 шт. катодов.

1. В пластиковом контейнере поместить пластины с учетом их полярности и чередованием плюс, минус, плюс и так далее. Изолировать элементы следует прозрачной трубкой, нарезая ее на кольца, а затем их на полоски толщиной в 1 мм.
2. Зафиксировать пластины между собой шайбами. Сначала шайба надевается на болт, затем идет пластина, потом еще 3 шайбы, снова пластина, так нужно вешать 8 шт. на анод и 8 шт. на катод.

1. Определить точку упора болта в контейнере, в этой зоне высверлить дырку. Если болты в контейнер не входят, их нужно обрезать (болты) до требуемой длины. Потом болты вставить в отверстия, надеть на них шайбы, зажать для герметичности гайками.
2. В крышке контейнера сделать отверстие для штуцера, вставить штуцер в дырку, промазать зону стыка для герметичности силиконовым герметиком. Теперь нужно проверить герметичность дырки, продув штуцер. Если воздух выходит, крышку герметизировать тем же силиконовым герметиком.
3. Протестировать генератор, подключив к нему любой источник тока, заполнив контейнер водой. Теперь на штуцер нужно надеть шланг, конец которого опустить в емкость. Если в воде появились пузырьки воздуха, то система работает, если пузырьков нет, источник недостаточно мощный, но расстраиваться не стоит, в электролизере пузырьки появятся.

Осталось только повысить интенсивность выработки и выхода газа путем увеличения уровня напряжения в электролите. Для этого в воду заливается щелочь, например, гидроксид натрия из средства для чистки «Крот». Теперь нужно снова подключить источник питания и оценить возможности электролизера.

Финальный этап – соединение горелки с трубопроводом отопления, например, системой теплый пол, герметизация стыков и можно вводить агрегат в эксплуатацию.

Чтобы отопление на водороде своими руками было сделано качественно, следует установить фильтр и клапан. Клапан устанавливается на точке выхода водорода, предупреждая скопление и возгорание газа под крышкой емкости, а фильтр нужен для обустройства водяного затвора, также предупреждающего взрыв. Если остались вопросы, видео от профессионалов поможет решить все проблемы.

Электролитические генераторы водорода

Генераторы, которые функционируют на принципе электролиза, обычно изготовляются в виде контейнеров. Приобретая такое устройство, обязательно поинтересуйтесь наличие пакета разрешающих документов:

• Сертификат соответствия ГОСТР.
• Гигиенический сертификат.
• Разрешение от Ростехнадзора.

Электролитические генераторы обычно состоят таких базовых конструктивных элементов, как:

1. панель управления;
2. система автоматического контроля;
3. блок пополнения и деминерализации воды;
4. электролизер (агрегата для раздельного получения кислорода и водорода);
5. система анализа газа;
6. устройства для охлаждения жидкости;
7. система для обнаружения утечек водорода;
8. трансформатор и выпрямитель;
9. распределительная коробка.

Для увеличения электропроводности воды в нее обычно добавляют щелок. Для последнего имеется особый резервуар, который пополняется, как правило, не чаще одного раза в год. Современные промышленные водородные генераторы изготовляются в соответствии с европейскими нормами безопасности и экологии.

Эксперименты с вечным поленом

Вечным поленом называют небольшой металлический бак с маленькими отверстиями для выхода водяного пара. Эту емкость заполняют водой, закручивают горловину болтом, и кладут на дно печи. Емкость разогревается до большой температуры, с нее выходит водяной пар, поступая прямо на горящие угли.

Рекомендуем: Буржуйка своими руками чертежи (Самая эффективная) фото+видео

В результате, по заявлениям экспериментаторов, черная сажа в дыму пропадает. Т.е. якобы частички углерода, обычно уносимые в трубу, теперь все реагируют с кислородом. Пламя становится насыщенным с длинными языками и т.д.

Но правда замеры реального полученного тепла не проводились, замерить его в домашних условиях невозможно, но все признаки большой энергоотдачи присутствуют….

Целесообразность использования водородных генераторов

Если сравнивать водородное отопление зданий, например, с регулярным приобретением газа, то первое окажется намного выгоднее. Так, для того, чтобы получить один кубический метр газа Брауна, вам понадобиться всего пол-литра деминерализованной воды и 3,5 киловатта электрической энергии. Но это еще далеко не все преимущества такого водородного агрегата.

Нельзя забывать о том, что водородные генераторы для отопления дома обладают такими достоинствами, как:

• Высокий КПД – до 90 процентов, что находится на уровне новейшими бытовыми приборами для дома и производства.
• Отсутствует необходимость в использовании открытого пламени.
• Процесс основан на использовании химической реакции с участием катализаторов.
• Подобные устройства абсолютно безвредны.
• Используются источники практически неисчерпаемой энергии.
• Снижается эксплуатация классических энергоресурсов, добыча которых связана с большими затратами.
• Бесшумная работа.
• Не требуется отдельный дымоход.

Но есть у таких систем и свои минусы, основные из которых:

• Неправильное использование подобных агрегатов может привести к взрыву топлива в жилом здании.
• На российском рынке пока немного водородных генераторов для отопления помещений, а потому не хватает и профессионалов для их монтажа и обслуживания.
• Пока сложно сертифицировать приборы этого класса.

Изготовление генератора собственными силами

В сети Интернет можно найти немало инструкций, как сделать водородный генератор. Следует отметить, что собрать такую установку для дома своими руками вполне реально — конструкция достаточно проста.

Компоненты водородного генератора своими руками для отопления в частном доме

Но что вы будете делать с полученным водородом? Еще раз обратите внимание на температуру горения этого топлива в воздухе. Она составляет 2800-3000°С

Если учесть, что при помощи горящего водорода режут металлы и другие твердые материалы, становится понятно, что установить горелку в обычный газовый, жидкотопливный или твердотопливный котел с водяной рубашкой не получится — он попросту прогорит.

Умельцы на форумах советуют выложить топку изнутри шамотным кирпичом. Но температура плавления даже лучших материалов данного типа не превышает 1600°С, долго такая топка не выдержит. Второй вариант — использование специальной горелки, которая способна понизить температуру факела до приемлемых величин. Таким образом, пока не найдете такую горелку, не стоит начинать монтировать самодельный водородный генератор.

Советы по сборке и эксплуатации генератора

Решив вопрос с котлом, выберите подходящую схему и инструкцию на тему, как сделать водородный генератор для отопления частного дома.

Самодельное устройство будет эффективным только при условии

:

• достаточной площади поверхности пластинчатых электродов;
• правильного выбора материала для изготовления электродов;
• высокого качества жидкости для электролиза.

Какого размера должен быть агрегат, генерирующий водород в достаточных количествах для отопления дома, придется определять «на глазок» (на основании чужого опыта), либо собрав для начала небольшую установку. Второй вариант практичнее — он позволит понять, стоит ли тратить деньги и время на монтаж полноценного генератора.

В качестве электродов в идеале используются редкие металлы, но для домашнего агрегата это слишком дорого. Рекомендуется выбрать пластины из нержавеющей стали, желательно ферромагнитной.

Конструкция водородного генератора

К качеству воды предъявляются определенные требования. Она не должна содержать механические загрязнения и тяжелые металлы. Максимально эффективно генератор работает на дистиллированной воде, но для удешевления конструкции можно ограничиться фильтрами для очистки воды от ненужных примесей. Чтобы электрическая реакция протекала интенсивнее, в воду добавляют гидроксид натрия в соотношении 1 столовая ложка на 10 л воды.