Удорожание энергоносителей стимулирует поиск более эффективных и дешевых видов топлива, в том числе на бытовом уровне. Более всего умельцев – энтузиастов привлекает водород, чья теплотворная способность втрое превышает показатели метана (38.8 кВт против 13.8 с 1 кг вещества). Способ добычи в домашних условиях, казалось бы, известен – расщепление воды путем электролиза. В действительности проблема гораздо сложнее. Наша статья преследует 2 цели:

  • разобрать вопрос, как сделать водородный генератор с минимальными затратами;
  • рассмотреть возможность применения установки для отопления частного дома, заправки авто и в качестве сварочного аппарата.

Краткая теоретическая часть

Водород, он же hydrogen, – первый элемент таблицы Менделеева – представляет собой легчайшее газообразное вещество, обладающее высокой химической активностью. При окислении (то бишь, горении) выделяет огромное количество теплоты, образуя обычную воду. Охарактеризуем свойства элемента, оформив их в виде тезисов:


  1. Горение водорода – процесс экологически чистый, никаких вредных веществ не выделяется.Гидроген сгорает без дыма
  2. Благодаря химической активности газ в свободном виде на Земле не встречается. Зато в составе воды его запасы неиссякаемы.
  3. Элемент добывается в промышленном производстве химическим способом, например, в процессе газификации (пиролиза) каменного угля. Зачастую является побочным продуктом.
  4. Другой способ получения газообразного водорода – электролиз воды в присутствии катализаторов – платины и прочих дорогих сплавов.
  5. Простая смесь газов hydrogen + oxygen (кислород) взрывается от малейшей искры, моментально высвобождая большое количество энергии.

Для справки. Ученые, впервые разделившие молекулу воды на hydrogen и oxygen, назвали смесь гремучим газом из-за склонности к взрыву. Впоследствии она получила название газа Брауна (по фамилии изобретателя) и стала обозначаться гипотетической формулой ННО.

Пожар и падение дирижабля
Раньше водородом наполняли баллоны дирижаблей, которые нередко взрывались

Из вышесказанного напрашивается следующий вывод: 2 атома водорода легко соединяются с 1 атомом кислорода, а вот расстаются весьма неохотно. Химическая реакция окисления протекает с прямым выделением тепловой энергии в соответствии с формулой:


2H2 + O2 → 2H2O + Q (энергия)

Здесь кроется важный момент, который пригодится нам в дальнейшем разборе полетов: hydrogen вступает в реакцию самопроизвольно от возгорания, а теплота выделяется напрямую. Чтобы разделить молекулу воды, энергию придется затратить:

2H2O → 2H2 + O2 — Q

Это формула электролитической реакции, характеризующая процесс расщепления воды путем подведения электричества. Как это реализовать на практике и сделать генератор водорода своими руками, рассмотрим далее.

Создание опытного образца

Чтобы вы поняли, с чем имеете дело, для начала предлагаем собрать простейший генератор по производству водорода с минимальными затратами. Конструкция самодельной установки изображена на схеме.

Схема электролиза воды

Из чего состоит примитивный электролизер:

  • реактор – стеклянная либо пластиковая емкость с толстыми стенками;
  • металлические электроды, погружаемые в реактор с водой и подключенные к источнику электропитания;
  • второй резервуар играет роль водяного затвора;
  • трубки для отвода газа HHO.

Важный момент. Электролитическая водородная установка работает только от постоянного тока. Поэтому в качестве источника питания применяйте сетевой адаптер, автомобильное зарядное устройство или аккумулятор. Электрогенератор переменного тока не подойдет.

Принцип работы электролизера следующий:

  1. К двум электродам, погруженным в воду, подводится напряжение, желательно от регулируемого источника. Для улучшения реакции в емкость добавляется немного щелочи либо кислоты (в домашних условиях – обычной соли).Схема разделения воды
  2. В результате реакции электролиза со стороны катода, подключенного к «минусовой» клемме, станет выделяться водород, а возле анода – кислород.
  3. Смешиваясь, оба газа по трубке поступают в гидрозатвор, выполняющий 2 функции: отделение водяного пара и недопущение вспышки в реакторе.
  4. Из второй емкости гремучий газ ННО подается на горелку, где сжигается с образованием воды.

Чтобы своими руками сделать показанную на схеме конструкцию генератора, потребуется 2 стеклянных бутылки с широкими горлышками и крышками, медицинская капельница и 2 десятка саморезов. Полный набор материалов продемонстрирован на фото.


Материалы для сборки генератора

Из специальных инструментов потребуется клеевой пистолет для герметизации пластиковых крышек. Порядок изготовления простой:

  1. Плоские деревянные палочки скрутите саморезами, располагая их концами в разные стороны. Спаяйте головки шурупов между собой и подсоедините провода – получите будущие электроды.
  2. Проделайте отверстие в крышке, просуньте туда разрезанный корпус капельницы и провода, затем герметизируйте с 2 сторон клеевым пистолетом.
  3. Поместите электроды в бутылку и завинтите крышку.
  4. Во второй крышке просверлите 2 отверстия, вставьте трубки капельниц и накрутите на бутылку, заполненную обычной водой.Подключение электролизера

Для запуска генератора водорода налейте в реактор подсоленную воду и включите источник питания. Начало реакции ознаменуется появлением пузырьков газа в обеих емкостях. Отрегулируйте напряжение до оптимального значения и подожгите газ Брауна, выходящий из иглы капельницы.

Второй важный момент. Слишком высокое напряжение подавать нельзя — электролит, нагревшийся до 65 °С и более, начнет интенсивно испаряться. Из-за большого количества водяного пара разжечь горелку не удастся. Подробности сборки и запуска импровизированного водородного генератора смотрите на видео:


О водородной ячейке Мейера

Если вы сделали и испытали вышеописанную конструкцию, то по горению пламени на конце иглы наверняка заметили, что производительность установки чрезвычайно низкая. Чтобы получить больше гремучего газа, нужно изготовить более серьезное устройство, называемое ячейкой Стэнли Мейера в честь изобретателя.

Принцип действия ячейки тоже основан на электролизе, только анод и катод выполнены в виде трубок, вставляющихся одна в другую. Напряжение подается от генератора импульсов через две резонансные катушки, что позволяет снизить потребляемый ток и увеличить производительность водородного генератора. Электронная схема устройства представлена на рисунке:

Электронная схема частотного генератора

Примечание. Подробно о работе схемы рассказывается на ресурсе http://www.meanders.ru/meiers8.shtml.

Для изготовления ячейки Мейера потребуется:

  • цилиндрический корпус из пластмассы или оргстекла, умельцы нередко используют водопроводный фильтр с крышкой и патрубками;
  • трубки из нержавеющей стали диаметром 15 и 20 мм длиной 97 мм;
  • провода, изоляторы.

Установка трубок из нержавейки

Нержавеющие трубки крепятся к основанию из диэлектрика, к ним припаиваются провода, подключаемые к генератору. Ячейка состоит из 9 или 11 трубок, помещенных в пластиковый либо плексигласовый корпус, как показано на фото.

Ячейка Мейера в сборе

Соединение элементов производится по всем известной в интернете схеме, куда входит электронный блок, ячейка Мейера и гидрозатвор (техническое название – бабблер). В целях безопасности система снабжена датчиками критического давления и уровня воды. По отзывам домашних умельцев, подобная водородная установка потребляет ток порядка 1 ампера при напряжении 12 В и обладает достаточной производительностью, хотя точные цифры отсутствуют.

Монтажная схема электролизера
Принципиальная схема включения электролизера

Реактор из пластин

Высокопроизводительный генератор водорода, способный обеспечить работу газовой горелки, выполняется из нержавеющих пластин размером 15 х 10 см, количество – от 30 до 70 шт. В них просверливаются отверстия под стягивающие шпильки, а в углу выпиливается клемма для присоединения провода.

Блок пластин в сборе

Кроме листовой нержавейки марки 316 понадобится купить:

  • резина толщиной 4 мм, стойкая к воздействию щелочи;
  • концевые пластины из оргстекла либо текстолита;
  • шпильки стяжные М10—14;
  • обратный клапан для газосварочного аппарата;
  • фильтр водяной под гидрозатвор;
  • трубы соединительные из гофрированной нержавейки;
  • гидроокись калия в виде порошка.

Чертеж сборки пластин и прокладок

Пластины нужно собрать в единый блок, изолировав друг от друга резиновыми прокладками с вырезанной серединой, как показано на чертеже. Получившийся реактор плотно стянуть шпильками и подключить к патрубкам с электролитом. Последний поступает из отдельной емкости, снабженной крышкой и запорной арматурой.


Примечание. Мы рассказываем, как сделать электролизер проточного (сухого) типа. Реактор с погружными пластинами изготовить проще – резиновые прокладки ставить не нужно, а собранный блок опускается в герметичную емкость с электролитом.

Емкость с щелочным электролитом
Схема генератора мокрого типа

Последующая сборка генератора, производящего водород, выполняется по той же схеме, но с отличиями:

  1. На корпусе аппарата крепится резервуар для приготовления электролита. Последний представляет собой 7—15% раствор гидроокиси калия в воде.
  2. В «бабблер» вместо воды заливается так называемый раскислитель – ацетон либо неорганический растворитель.
  3. Перед горелкой обязательно ставится обратный клапан, иначе при плавном выключении водородной горелки обратный удар разорвет шланги и «бабблер».

Для питания реактора проще всего задействовать сварочный инвертор, электронные схемы собирать не нужно. Как устроен самодельный генератор газа Брауна, расскажет домашний мастер в своем видео:

Выгодно ли получать водород в домашних условиях

Ответ на данный вопрос зависит от сферы применения кислородно-водородной смеси. Все чертежи и схемы, публикуемые различными интернет-ресурсами, рассчитаны на выделение газа HHO для следующих целей:

  • использовать hydrogen в качестве топлива для автомобилей;
  • бездымно сжигать водород в отопительных котлах и печах;
  • применять для газосварочных работ.

Главная проблема, перечеркивающая все преимущества водородного топлива: затраты электричества на выделение чистого вещества превышают количество энергии, получаемое от его сжигания. Что бы ни утверждали приверженцы утопичных теорий, максимальный КПД электролизера достигает 50%. Это значит, что на 1 кВт полученной теплоты затрачивается 2 кВт электроэнергии. Выгода – нулевая, даже отрицательная.

Внутренняя часть электролизера


Вспомним, что мы писали в первом разделе. Hydrogen – весьма активный элемент и реагирует с кислородом самостоятельно, выделяя уйму тепла. Пытаясь разделить устойчивую молекулу воды, мы не можем подвести энергию непосредственно к атомам. Расщепление производится за счет электричества, половина которого рассеивается на подогрев электродов, воды, обмоток трансформаторов и так далее.

Важная справочная информация. Удельная теплота сгорания водорода втрое выше, чем у метана, но – по массе. Если сравнивать их по объему, то при сжигании 1 м³ гидрогена выделится всего 3.6 кВт тепловой энергии против 11 кВт у метана. Ведь водород – легчайший химический элемент.

Теперь рассмотрим гремучий газ, полученный электролизом в самодельном водородном генераторе, как топливо для вышеперечисленных нужд:

  1. Конечная цена установки, низкая производительность и КПД делает крайне невыгодным сжигание водорода для отопления частного дома. Чем «наматывать» счетчик электролизером, проще поставить любой из электрокотлов – ТЭНовый, индукционный либо электродный.
  2. Чтобы заменить 1 л бензина для автомобиля, потребуется 4766 литров чистого водорода или 7150 л гремучего газа, треть которого составляет кислород. Самый завравшийся изобретатель в интернете еще не сделал электролизер, способный обеспечить подобную производительность.Водородная газосварка
  3. Газосварочный аппарат, сжигающий hydrogen, компактнее и легче баллонов с ацетиленом, пропаном и кислородом. Плюс температура пламени до 3000 °С позволяет работать с любыми металлами, стоимость получения горючего здесь особой роли не играет.

Для справки. Чтобы сжигать гидроген в отопительном котле, придется основательно переработать конструкцию, поскольку водородная горелка способна расплавить любую сталь.

Заключение

Водород в составе газа ННО, полученный из самодельного генератора, пригодится для двух целей: экспериментов и газосварки. Даже если отбросить низкий КПД электролизера и затраты на его сборку вместе с потребляемым электричеством, на обогрев здания попросту не хватит производительности. Это касается и бензинового двигателя легковой машины.

otivent.com

Электролизер для отопления дома

Немецкий концерн E.ON, одна из крупнейших энергетических компаний мира, инвестировал в мюнхенскую фирму Elcore, производителя энергоэффективного отопительного оборудования для малых жилых домов на основе топливных элементов.

Техника Elcore позволяет одновременно производить тепло и электроэнергию.

Как это работает?

Водород можно производить разными способами, в том числе а) из воды с помощью электроэнергии путём электролиза и б) из природного газа с помощью специального генератора водорода (реформинг).

Первый способ применяется редко.  Дело в том, что производить водород из сетевой электроэнергии для того, чтобы потом произвести из него обратно электроэнергию и тепло не слишком рационально. Отопление водородом, полученным в результате электролиза, будет, безусловно, распространяться в будущем, с развитием ветряной и солнечной энергетики, поскольку газ будет использоваться в качестве медиума, промежуточного накопителя избыточной энергии.

Второй способ распространён шире.

Природный газ поступает в генератор водорода (реформер). После чего произведённый водород направляется в топливный элемент.

Топливный элемент — электрохимическое устройство, которое производит электроэнергию и тепло, преобразуя исходное вещество (топливо) посредством химической реакции. «Выхлопом» является водяной пар.

Elcore производит топливные элементы на основе собственных запатентованных разработок и заявляет КПД, достигающий 104%.

В комплект оборудования входит также газовый котёл для обеспечения пиковых потребностей в тепле и горячей воде, а также буферная ёмкость с водой для аккумулирования вырабатываемого тепла.

Поскольку топливный элемент работает с максимальным КПД круглосуточно и круглогодично, достигается высокая эффективность производства тепла и электроэнергии, соответственно, экономия ископаемого топлива (природного газа). Производитель сообщает, что отопление на водороде в данной конфигурации экономит до 40% первичной энергии в сравнении с раздельным производством того же количества электроэнергии и тепла. В этом смысл всей этой затеи.

Техника обладает незначительной электрической мощностью (305 Вт) и вырабатывает 2440 кВт*ч электроэнергии в год. Данный объём обычно может быть потреблён в домохозяйстве, поэтому использование накопителей энергии не требуется. Тем не менее действующая в Германии нормативная база позволяет продавать вырабатываемую энергию в сеть, если возникают излишки.

Оборудование не заменяет собой сетевое подключение, то есть не обеспечивает энергетической автономии жилища.

08.03.2017  renen.ru

imhodom.ru

Что представляет собой водород?

Водород – это самое распространенное химическое вещество на нашей планете. Бесцветный газ, не содержащий токсинов, присутствует почти во всех соединениях. Вещество наделено уникальными свойствами. В твердом и жидком состоянии водород практически не имеет массы. Размер его атомов самый маленький в сравнении с другими химическими элементами.

Вещество, полученное в результате смешивания водорода с окружающим воздухом, очень долго может сохранять свои свойства, находясь в помещении, но от минимального соприкосновения с огнем может взорваться. Для транспортировки и хранения используются специальные баллоны, созданные из легированной стали.

Отопление частного дома водородом

Добывать топливо можно бесконечно. Для его получения достаточно обыкновенной воды и электричества. Тепловая энергия, выделяемая при взаимодействии водорода с кислородом, используется для отопления зданий.

Водородный генератор для отопления частного дома своими руками фото

Что представляет собой установка?

Технология вырабатывания кислорода и водорода – это замечательная альтернатива природному газу. Средний показатель температуры горения может быть равен 3000 градусов по Цельсию. Чтобы выдерживать такой высокий показатель, потребуется специальная горелка для сжигания водорода.

Подобное устройство состоит из нескольких элементов. Хороший водородный генератор для отопления частного дома, способствующий процессу деления воды на составляющие, можно собрать самостоятельно. Дополнительно используются катализаторы для оптимизации химической реакции. Трубопровод от генератора и горелка понадобятся для создания пламени. В качестве теплообменного устройства можно использовать обыкновенный котел. В топке размещается горелка, отвечающая за нагрев в системе отопления.

Старое оборудование может быть адаптировано для обработки водородного топлива. В финансовом вопросе подобные инженерные решения будут гораздо более приемлемыми в сравнении с приобретением нового котла, произведенного на заводе. При этом водородный генератор для отопления частного дома потребует больше места.

Водородный генератор для отопления частного дома своими руками

Первые образцы

Для практического использования реакции при соединении водорода с кислородом сначала разрабатывались промышленные образцы. Максимальный КПД таких установок составлял 80 %. В результате упорной работы инженеров после многочисленных усовершенствований производители сумели выпустить на рынок первые водородные установки для использования в быту.

Для подключения потребуется выполнить несколько условий. К ним относится обеспечение подключения к источнику жидкости. Подойдет обыкновенный водопровод. Мощностью установки будет определяться расход сырья. Потребуется подключение к электросети для возможности электролиза. В зависимости от модели и мощности котла определяется качество действия катализатора. Примером качественной установки является водородный генератор для отопления частного дома «Стар 1000».

Устройство, в отличие от приборов, работающих на твердом топливе, намного безопаснее в применении. Это обусловлено тем, что все процессы протекают внутри самой установки, а от пользователей потребуется только визуальный контроль за показаниями. При этом следует всегда помнить, что в самодельных агрегатах возможны утечки топливной смеси. Обязательно необходимо проверять герметичность емкости перед запуском устройства.

Водородный генератор для отопления дома

Актуальность установки

Эксплуатационные особенности таких изделий интересуют всех потребителей. Можно создавать водородный генератор для отопления частного дома своими руками. Фото примеров представлены в нашей статье.

Самодельные и заводские устройства существенно отличаются по эффективности. Нужно быть готовым к тому, что их фактическая мощность не будет соответствовать расчетам. Именно по этой причине самостоятельную установку водородной системы необходимо осуществлять с применением проверенных котлов или заводских генераторов.

Отопление частного дома водородом

Преимущества и рекомендации

Рассмотрим положительные стороны отопительных приборов, работающих на водороде. Запас топлива бесконечный. Для заправки такого котла нужна простая вода. Минимального объема электричества 0,3 кВт/час достаточно для нормальной работы устройства мощностью 27 кВт. Угарные газы, причиняющие вред организму, полностью отсутствуют.

Покупая водородный генератор для отопления дома, рекомендуется подобрать подходящий котел или устройство для теплообмена. Такие установки должны нормально функционировать на повышенных температурах, которые достигаются при сжигании водородного топлива.

Полученная смесь в результате работы генератора относится к гремучим газам. Человек не может определить утечку в помещении по запаху. Температура воспламенения очень высокая. Это означает, что вещество взрывоопасное. Именно по этой причине каждый самодельный агрегат всегда нужно проверять.

Недостатки

Высокая стоимость является основным ограничивающим фактором при выборе заводской установки. Наиболее популярный водородный генератор для отопления частного дома доступен за 50 000 рублей. Замена блока катализатора должна производиться раз в год. Эта деталь необходима для повышения качества работы котла, даже если это не заводская установка.

Главные особенности водородных установок

Разумеется, необходимо соблюдать правила безопасности. Нельзя забывать о возможных последствиях неконтролируемой химической реакции. Чтобы организовать отопление частного дома водородом своими руками, понадобятся такие комплектующие, как трубы и котел.

Установки не требуют дополнительных устройств для отвода продуктов горения. Выделение тепла происходит в результате химической реакции. В систему труб поступает горячий пар. Такие системы отопления лучше всего использовать для подогрева потолков, плинтусных систем и полов в помещении.

Отопление частного дома водородом своими руками

Какие трубы нужны?

Рекомендуемый диаметр трубы от 25 до 32 мм. Диаметр нужно менять от большего к меньшему после разводки. Такой способ будет обеспечивать максимальный эффект работы отопительных систем.

Перспективы водородной энергетики

Разрабатываются действующие методы существенного понижения себестоимости таких установок. К ним относятся технологии получения дешевой или даже бесплатной электроэнергии. Можно подобрать более качественные катализаторы для химической реакции. Они давно известны и используются в топливных водородных блоках для автомобилей. Но снова всё упирается в чрезмерно высокую себестоимость.

Широко известны современные сварочные аппараты с интегрированными водородными реакторами. Стоимость топлива не имеет особого значения. Также отпадает необходимость решения проблемы транспортировки увесистых баллонов. Все устройство спокойно помещается в легкий ящик небольшого размера.

Наука давно продвинулась вперёд. Возможность совершенствования техники для обустройства жизни сегодня доступна человечеству, как никогда прежде. Достаточно просто найти подходящую информацию. Не все источники альтернативной энергии доведены сегодня до массового производства. Но эти технологии настолько элементарны и просты, что любому человеку под силу собрать водородный генератор для отопления частного дома своими руками у себя в гараже и использовать для обеспечения собственного благополучия.

Водородный генератор для отопления частного дома стар 1000

Заключение

Пока можно только строить предположения о том, какими технологиями человечество будет пользоваться завтра. Перспективы энергетики на основе водорода оцениваются скептически многими учеными по причине небольшого спектра возможностей для применения. Но можно посмотреть на эту ситуацию с другой стороны. Если человеку свойственно развивать технологии для обустройства собственной жизни, взаимодействуя с силами природы, как можно отбрасывать возможность получения тепловой энергии в результате взаимодействия электричества и воды?

Глупо проходить мимо такой возможности. Если нельзя найти способ применения этому в современном мире, может, лучше задуматься о том, какой мир мы стремимся создавать? Водородный генератор для отопления частного дома и другие природные технологии обязательно необходимо развивать и использовать.

fb.ru

Водородное отопление дома

Схема работы водородного котла и преимущества такого способа отопления

Водород
Водород — самый распространённый газ во всей Вселенной

Способ отопления жилища при помощи водородного котла был придуман относительно недавно в Италии (а автомобильный двигатель на водороде, кстати, ещё в 1960-х годах). Раньше учёные тоже задумывались над использованием водорода в качестве «домашнего» топлива, однако, была одна проблема: сделать котёл из привычных материалов не получалось из-за очень высокой температуры горения этого газа.

Теперь же ситуация изменилась: водородные котлы делают из таких же материалов, как и все остальные. Отзывы о них преимущественно положительные, их можно найти, зайдя на любой тематический форум.

Если кто-то услышит выражение «газ Брауна», то здесь волноваться не стоит: речь идёт не об иприте или смеси для активации ядерного заряда. Это смесь водорода и кислорода, которая должна активизироваться при помощи кислородно-водородного электролиза (в устройстве вставлен электролизёр). Большинство установок работает именно на этом газу.

Получение водорода
Процесс получения водорода с помощью электролиза

Процесс отопления предельно прост: в специальной установке (котле) есть резервуар с водородом. При температуре в 300C° газ начинает взаимодействовать с кислородом, образуя воду и пар, которые и распределяется по системе трубопроводов внутри жилых домов.

Из преимуществ такого вида отопления можно выделить следующие:

Водород как топливо
Водород — это ещё и один из наиболее экологически чистых видов топлива
  • водород попросту не имеет продуктов горения за исключением воды (конденсируемая вода попадает в отопительный трубопровод — никаких дымоходов держать не придётся);
  • абсолютная экологическая безопасность;
  • водород не воспламеняется, а отдаёт большое количество тепловой энергии при взаимодействии с кислородом (в результате этой каталитической реакции и образуется вода);
  • фактическая температура теплоносителя — 40C° (может показаться, что немного, однако теплопотерь у такого способа отопления быть не может априори).

Покупать водородные генераторы производства Поднебесной небезопасно! В основном, они изготавливаются из самых дешёвых материалов, с использованием некачественной гарнитуры. Теоретически это может привести к взрыву котла.

Схема водородного котла
Схематическое изображение устройства водородного генератора

Преимущества и недостатки водорода как топлива

Собственно, преимуществ у водорода много. Как уже отмечалось выше, это один из самых распространённых газов на планете (во Вселенной — самый распространённый), доступный и экологический чистый вид топлива.

В общем, среди достоинств можно выделить следующие:

Каталитическая реакция водорода
Каталитическая реакция водорода позволяет получить очень большое количество энергии
  • повсеместно распространён (обычно его помещают в баллоны — как и сжиженный газ);
  • система отопления на водороде, по сути, образует собой замкнутый цикл, в который не требуется вмешательство человека;
  • относительная дешевизна топлива;
  • при использовании водорода среднестатистический прибор выделяет 121 МДж/кг энергии, а аналогичный показатель у того же популярного пропана — 40 МДж/кг.

Есть у водородного топлива и свои недостатки:

  • вероятность взрыва котла при превышении нормированного давления в котле;
  • если брать российские условия, то не всегда можно найти водородные баллоны в шаговой доступности (это не природный газ пропан всё-таки);
  • иногда температура, выделяемая при каталитической реакции, может быть настолько велика, что для выхода пара и воды нужно делать отдельный дымоход (правда, это если речь идёт о старых установках — в современных пар и вода сразу попадают в трубопровод, являясь теплоносителем);
  • высокий уровень шума;
  • большое потребление воды.

    Схема устройства блока котла
    Схема устройства блока управления водородным котлом

Виды водородных котлов

Сразу надо сказать, что принципиально между собой водородные генераторы для отопления не различаются вовсе. Единственное различие будет наблюдаться в плане мощности, материала корпуса и других критериев. Для примера можно рассмотреть характеристики двух аналогичных американских водородных котлов «HHO» и «Star 1000» (номер модели — 1.1):

Водородный котёл и отопление
С помощью водородного котла даже небольшой мощности можно отапливать большое помещение
  • энергопотребление генератора — 1,2-3 КВт за 1 час;
  • расход воды — 5,5 литров за 24 часа;
  • генерирует от 1,2 до 2 литров топлива в течение суток;
  • может отапливать помещение, площадью до 250 м²;
  • минимальный эксплуатационный срок службы — 15 лет.
  • число контуров — 2 (один из них отопительный, второй — нагревательный, который может быть установлен дополнительно);
  • приблизительная стоимость на отечественном рынке — 3000-3500 USD.

Как и любой другой генератор, водородный работает не беспрерывно, а по мере нагрева помещения. Электроэнергии по этой причине генератор расходует мало — из-за этого точно переживать не стоит.

Критерии выбора котла

Генератор надо выбирать, обращая внимание на следующие критерии:

  1. Мощность;
  2. Число контуров;
  3. Уровень потребления электрической энергии;
  4. Производитель.

По мощности котлы могут быть самыми разными: от 27 Вт до, по сути,  бесконечности. Можно купить один котёл очень большой мощности сразу для отопления всего дома, а можно и несколько маленьких.

Сегодня в сети можно найти множество видео, где народные умельцы показывают, как своими руками сконструировать генератор. Так делать категорически нельзя! Водород — крайне взрывоопасен, малейшее несоблюдение технологии постройки может привести к самым страшным последствиям!

Работа водородного котла
Принцип работы водородного генератора

Несколько советов по эксплуатации котла

Модернизация водородного котла
Допускать самостоятельную модернизацию водородного генератора нельзя
  1. Проводить самостоятельную модернизацию подобного оборудования, даже имея профессиональный и подробный инженерный чертёж — категорически запрещено. Это попросту увеличит вероятность утечки водородной смеси из генератора в открытое пространство, что само по себе небезопасно;
  2. Желательно установить специальные датчики температурного режима внутри теплового обменника, что позволит следить за возможным превышением уровня температуры нагрева воды;
  3. В само устройство горелки можно добавить арматуру (запорную), которая будет подключена непосредственно к самому температурному датчику. Обеспечить нормированное охлаждение котла тоже необходимо.

При правильной эксплуатации водородный агрегат прослужит не положенные ему 15 лет, а все 20 или даже 30. Да и починить такое оборудование не составит труда — принципиально схема котла не очень отличается от работающих на любом другом виде топлива.

Видео

Можете посмотреть видео о том, как отапливать дом при помощи водорода. Также там дана информация о преимуществах такого способа отопления частного жилья.

fastbuildings.ru

Как добывают водород?

  • С помощью каталитической конверсии или парового риформинга «классического» топлива – угля или газа. Из базовых продуктов выделяют легкие углеводы, которые используются в качестве сырья для производства водорода. Себестоимость килограмма конечного продукта доходит до 2,5 $, что очень неплохо. Однако для реализации такой технологии вам придется купить целый химический завод.
  • С помощью термохимической обработки любой биомассы. Содержащее углеводы сырье погружают в лишенную кислорода среду и нагревают до температуры 500-800 градусов Цельсия, «вытапливая» целый ряд химических веществ – от водорода до углекислого газа. Себестоимость такого водорода доходит до 5,5 $ за килограмм, однако в бытовых условиях эта технология труднореализуема.
  • С помощью биохимической обработки биомассы. Сырье нагревают до 30 градусов Цельсия и «заражают» колонией бактерий, которые «питаются» углеводами и выделяют водород. Такая технология обеспечивает себестоимость топлива на уровне 2-5 $ за килограмм, попутно избавляя домохозяйство от органического мусора. Однако на данном этапе развития технологии биоводород можно получить только в лабораторных условиях.
  • С помощью классического электролиза – расщепления молекул воды электрическим током. С помощью электролиза мы можем получить водород из дистиллированной или обычной воды, затратив до 5-6 $ на производство килограмма топлива. Да, это дорого, но кустарный аппарат для производства водорода или маломощный генератор топлива промышленного типа можно построить только на основе такой технологии.

Промышленные генераторы водорода

Газовые генераторы серии ГВЧ-А

Генератор водорода ГВЧ -

  • Производящие газ высокой чистоты для лабораторных целей.
  • Самый мощный в серии генератор водорода – ГВЧ 36 А – производит не менее 36 литров газа в час, расходуя дистиллированную воду.
  • В качестве источника топлива этот прибор бесперспективен. Он тратит слишком много воды и производит слишком «чистый» газ, а не пригодную для питания котла смесь кислорода и водорода.

Третья модель Home Energy Station компаний Honda и Plug Power

Home Energy Station

  • Вырабатывает 5 кВт электроэнергии и до 2 м3 час водорода,
  • Использует фотоэлектрические элементы и технологию риформинга природного газа.
  • Однако такая энергетическая установка входит в комплект поставки автомобиля  Honda FCX и производит топливо только для этого транспортного средства, продаваемого только в Японии.

Отечественные генераторы водорода для отопления дома STAR-2000 и STAR-4000

STAR-1000

  • Вырабатывающие от 2 до 4 м3 топлива в час
  • При этом модель STAR-2000 потребляет всего 600 кВт электроэнергии в месяц, отапливая строение общей площадью до 250 квадратных метров.
  • Модель STAR-4000 потребляет 1200-1800 кВт электроэнергии в месяц, генерируя топливо для обогрева дома площадью до 500 квадратных метров.
  • Стоимость STAR-2000 – 230 тысяч рублей.
  • Цена генератора водорода STAR-4000 – 460 000 рублей.

Из вышерассмотренных моделей самой перспективной установкой для генерации топлива является модель STAR-4000.

Однако генераторы  STAR выпускаются лишь мелкосерийными партиями. Поэтому некоторые умельцы готовы потратить свое время на конструирование самодельного электролизера.

Самодельный генератор водорода HHO типа

Если у вас нет 4500-5000 $ на Home Energy Station или 260 тысяч рублей на STAR-2000, то вам придется собрать собственный генератор водорода, используя самую простую технологию производства этого газа – электролиз. Задействовав этот процесс, мы получим ННО-газ – смесь кислорода и водорода, которую можно использовать в роли топлива для котла.

Для строительства генератора ННО газа нам понадобься следующие инструменты и материалы:

  • Банка на 0,5 литра – корпус будущего генератора.
  • Стальные лезвия и пластмассовая линейка – основа топливной ячейки.
  • Литровая пластиковая бутылка – заготовка для гидравлического затвора.
  • Трубки от капельниц – трубопроводы генератора.
  • 12-вольтовый аккумулятор или адаптер на 12 В и 2А.
  • Медные провода – основа токопроводящей линии.
  • Клеевой пистолет – средство для фиксации и герметизации узлов и деталей.
  • Вода и поваренная соль – основа для производства водорода.

Схема сборки самодельного ННО — генератора выглядит следующим образом:

  • Вначале подготавливаем основу для топливного элемента, нарезая линейку с шагом 3-4 миллиметра и фиксируя в прорезях бритвенные лезвия. Общая длина этого «частокола» – 10-15 сантиметров.
  • Между лезвиями, с помощью клеящего пистолета, формируем ножки-диэлектрики, фиксируя перпендикулярное положение элементов топливной ячейки.
  • Частокол лезвий разбивают на  четные и нечетные элементы, соединяя те и другие медными проводами в две электрические цепи. Изоляцию проводов выполняют с помощью того же клеевого пистолета.
  • Топливную ячейку помещают в банку, залив в нее воду с солью (1-2 ложки на 0,5 литра жидкости).
  • В крышке банки прорезают два отверстия для проводов ячейки и еще одно отверстие для трубопровода из капельницы, по которому пойдет водород. После этого крышку надевают на горловину банки, вставив провода и шланг для сбора водорода.
  • Свободный конец топливного шланга вводят в литровую бутылку, опустив к самому дну емкости. Для ввода используется перфорация в крышке.
  • В бутылку наливают воду, а в ее крышке делают еще одно отверстие, куда вставляют еще одну трубку из-под капельницы.
  • Конец второй трубки – топливопровода подключают к котлу или иному потребителю.

В финале к медным проводам подключают аккумулятор или адаптер, после чего из соляного раствора в банке начинает выделяться кислородно-водородная смесь, направляемая по первому топливопроводу в гидравлический затвор.

Пройдя сквозь толщу воды, топливная смесь очищается от примесей и подается по второму топливопроводу к потребителю.





Также советуем посмотреть:

  • Для чего нужна гидрострелка в системе отопления?
  • Пленочный теплый пол с инфракрасным излучением
  • Альтернативные источники отопления для частного дома — что выбрать?
  • Для чего нужен байпас в системе отопления?



climanova.ru



Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector