Водородный котел отопления: устройство + принцип работы + критерии выбора

Содержание

Водородный котёл для отопления частного дома: плюсы и минусы, критерии выбора

Водородный котел отопления: устройство + принцип работы + критерии выбора

Сегодня существует множество способов отопления частного дома: от обычной русской печи до инновационных солнечных батарей.

Есть и такой способ, который предполагает использование котла, работающего на водороде. Водород — самый распространённый во Вселенной газ, что делает его доступным и дешёвым.

Правда, пока ещё водородные котлы в России не так популярны, как газовые, но это лишь вопрос времени.

Схема работы водородного котла и преимущества такого способа отопления

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.

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 — 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.

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 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 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):

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!

Принцип работы водородного генератора

Несколько советов по эксплуатации 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.

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

Источник: https://fastbuildings.ru/kommunikacii/otoplenie/vodorodnye-kotly.html

Водородный котел отопления: особенности и преимущества

Водородный котел отопления: устройство + принцип работы + критерии выбора

Сегодня, благодаря достижениям научно-технического прогресса, который не стоит на одном месте, появляются всевозможные новшества и полезные изобретения. Они затрагивают все сферы, в том числе и комфортное проживание, и отопление домов.

Для достижения этой цели совсем недавно на российском рынке появилась уникальная продукция — водородный котел отопления, предназначенный для отопления помещений.

В настоящей статье будут рассмотрены особенности водородных котлов, принцип их работы, комплектация агрегата, а также плюсы и минусы данного оборудования.

Особенности водородного котла

В настоящее время водородные котлы отопления мало востребованы на рынке отопительного оборудования России, что объясняется недостаточной информированностью о таком агрегате основной массы потребителей.

К примеру, в западных государствах такой альтернативный вид отопления довольно распространен благодаря своей экологической, доказанной чистоте, а также значительной экономии при оплате коммунальных услуг.

В переводе с латинского водород означает «порождающий воду». Данный элемент является наиболее распространенным в мире веществом, солнце на 50% состоит из него, он широко используется в промышленности, а также характеризуется большим количеством уникальных свойств, которые использовались при производстве отопительного водородного котла.

Сама процедура получения водорода проста и понятна. Для этого в обязательном порядке нужна электроэнергия и вода. Электрический ток обеспечивает расщепление молекул воды на водород и кислород, который затем используется для обогрева помещения.

В качестве энергоносителя водород считается наиболее чистым и безопасным элементом, а отопление, в основе которого лежит данное вещество, получается результативным и полноценным.

Принцип работы водородного котла

Принцип функционирования такого агрегата, как водородный котёл отопления купить который сегодня в России довольно проблематично, заключается в реакции, которая возникает при контакте молекулы кислорода и водорода. В итоге взаимодействия этих частиц появляется газ Брауна, а также происходит выделение большого объема тепла.

Для практической деятельности изначально выпускался водородный котел для отопления промышленного назначения.

Это оборудование характеризуется большими размерами, занимает значительную площадь, и отличается небольшим КПД, которое не превышает 80%.

Однако с течением времени технология эволюционировала, и освоив изготовление промышленных водородных котлов, производители плавно пришли к возможности конструирования агрегатов для отопления жилых помещений.

Для того чтобы водородная установка для отопления дома нормально функционировала, необходимым условием является соблюдение ряда параметров:

  1. Возможность для поступления воды. В основном это водопроводная вода, но можно использовать и дистиллированную. Характеристики потребления жидкости зависят, прежде всего, от мощности агрегата.
  2. Обязательный доступ к электрической энергии. Электролизная реакция предполагает наличие электроэнергии.
  3. Периодическая смена катализатора. Регулярность зависит от мощности и модификации водородного котла.

Следует заметить, что водородный котёл отопления цена которого составляет примерно 800 долларов, произведенный промышленным способом, характеризуется значительными стандартами безопасности.

Такое оборудование менее опасно при работе, чем котлы отопления на газе или твердом топливе.

Все процессы, происходящие в водородном котле, осуществляются внутри агрегата, а потребителю нужно лишь заниматься контролированием рабочих параметров системы.

Важно!!! В отличие от заводской модели, в агрегатах, изготовленных собственными руками, имеется риск утечки взрывоопасного газа Брауна.

По этой причине самодельный котел требует специфического подхода к обеспечению техники пожарной безопасности.

Сущность системы водородного отопления

Нужно сказать, что водородный котёл для отопления частного дома купить который решаются пока не многие россияне, является прекрасной заменой твердым типам топлива, а также природному газу. Стандартная температура сгорания топлива подчас достигает 3000 градусов. Для обеспечения технологического процесса потребуется специальная горелка, приспособленная для такого температурного режима.

Комплект водородного оборудования состоит из следующих компонентов:

  • Специальный генератор водорода для отопления дома (электролизер), который обеспечивает реакцию между кислородом и водородом. Для повышения эффективности работы применяются катализаторы.
  • Особая водородная горелка для отопления, которая обеспечивает создание пламени. Горелка располагается в топочной камере и способствует разогреву теплоносителя в системе отопления.
  • Непосредственно котел, выполняющий функцию теплообменника.

Подчас водородный котёл для обогрева дома купить который можно лишь заказав его в специализированном магазине отопительного оборудования, производится на базе газового или твердотопливного устройства в целях экономии, это дешевле приобретения заводского оборудования. Но при этом нет гарантии, что водородный котел самодельного производства будет отвечать требованиям пожарной безопасности.

Преимущества и недостатки водородного котла отопления

Помимо своей небольшой стоимости водородное отопления характеризуется еще одним немаловажным качеством – оно абсолютно экологически чистое, поскольку водород является составной частью окружающей среды.

Процесс горения данного вида топлива совсем не выделяет вредных веществ. Кроме этого, водород из всех других химических элементов является наиболее встречаемым на планете. Он находится в избытке.

Если возникает вопрос – купить или нет водородный котёл цена которого довольно-таки внушительна, следует описать основные плюсы такого оборудования.

Плюсы водородного котла:

  1. Такой водородный генератор для отопления характеризуется высоким КПД – свыше 90%.
  2. Водородная горелка обладает экологической безопасностью. При функционировании агрегата образуется только пар, который абсолютно безвреден, как для организма проживающих в жилом помещении людей, так и для окружающей среды.
  3. Водородное отопление не предполагает наличие огня. Тепло образуется посредством химической реакции с задействованием катализатора. Водород объединяется с кислородом, что приводит к генерации тепловой энергии, которая попадает в теплообменник.
  4. В перспективе, если тема применения водородных котлов продолжит развиваться, то экономику всего мира ждет подъем и небывалый расцвет.
  5. Водородные горелки функционируют бесшумно, что также является несомненным плюсом.
  6. Генераторы водорода для отопления при самостоятельном монтаже не требуют сооружения и использования дымоходов, что очень удобно.

Указав на достоинства водородного котла отопления, будет несправедливым не указать на его недостатки, которые также имеют место быть:

  • При стандартной комнатной температуре водород имеет газообразную консистенцию. Помимо этого, вещество считается довольно взрывоопасным, что создает определенные трудности при его транспортировке.
  • Хоть в западных государствах водородные котлы набирают все большую популярность, в России им уделяется недостаточное внимание, что может создать некоторые сложности с его приобретением и установкой.
  • Для подготовки специалистов, способных проверять и сертифицировать водородные баллоны, необходимо время.

Советы по созданию водородной системы отопления

Специалисты советуют немного усовершенствовать систему отопления на водороде. Важно!!! Строго запрещено усовершенствовать водородную систему отопления своими силами, поскольку велика вероятность, что это может способствовать разгерметизации агрегата и поступлению газа в жилое помещение.

Несколько рекомендаций по водородной отопительной системе:

  1. Если на горелку установить датчик пламени, это значительно повысит безопасность всей системы отопления. При внеплановом затухании огня, датчик в автоматическом режиме передаст электролизу указание о прекращении поступления газа Брауна в горелку.
  2. Нужно установить датчики температуры в теплообменнике, которые будут реагировать на перегрев воды.
  3. К горелке рекомендуется добавить запорную арматуру, которая функционирует в автоматическом режиме и соединяется с датчиком температуры котла.

Подводя итоги статьи можно с полной уверенностью сказать, что если усовершенствования водородных технологий в области отопления будут развиваться и дальше, то в скором будущем такие отопительные системы могут совсем вытеснить традиционные типы оборудования. Это объясняется тем, что котёл водородный купить который в таком случае можно будет в любом специализированном магазине отопительного оборудования, по всем компонентам превосходит иные агрегаты.

Первое — водород является экологически чистым веществом. Второе – в окружающей среде объем водорода неограничен. Третье – он прост в добыче и характеризуется мизерными финансовыми расходами.

Источник: http://SpetsOtoplenie.ru/kotly-otopleniya/vidy-kotlov-otopleniya/vodorodnyj-kotel-otopleniya-osobennosti-i-preimushhestva.html

Все о водородных котлах отопления

Водородный котел отопления: устройство + принцип работы + критерии выбора

Научно-технический прогресс не стоит на месте, постоянно удивляя потребителей различными новшествами и полезными достижениями. Они касаются всех сфер, в том числе – комфортного проживания и отопления домов. С этой целью не так давно на российский рынок была выведена уникальная продукция – водородные котлы отопления.

Уникальные особенности котлов на водороде

Котлы такого типа мало востребованы в России по причине недостаточной информированности о них широких масс потребителей. В западных странах этот альтернативный вид отопления уже довольно распространен благодаря доказанной экологической чистоте, а также получению заметной экономии при оплате за коммунальные услуги.

«Порождающий воду» – именно так звучит перевод термина «водород» с латыни.

Этот элемент считается самым распространенным веществом в мире, из него наполовину состоит солнце, он широко применяется в промышленности, а также обладает массой уникальных свойств, которые и были использованы при разработке водородного отопительного котла. Главное уникальное свойство элемента – его неисчерпаемость в недрах и окружающем мире.

Процесс получения водорода прост и понятен. Для него требуется обязательное наличие электрической энергии и воды. Электроток способствует расщеплению молекул воды на кислород и водород, который впоследствии можно использовать с целью обогрева помещений.

Водород как энергоноситель считается самым безопасным и чистым элементом, а отопление на его основе получается полноценным и эффективным.

Котлы такого типа можно гармонично встроить своими руками в уже существующую отопительную систему без ущерба для нее.

Основные нюансы водородных котлов

Мощность котлов, работающих на основе водорода, выбирают в зависимости от площади сооружения, которое необходимо обогреть.

С помощью техники подобного рода можно решать множество задач, связанных с обогревом. Это происходит благодаря одновременному функционированию нескольких каналов, предназначенных для выработки водородной энергии (максимум их может быть 6).

Модульная система, присущая водородным котлам, обеспечивает независимую работу каналов, никак не воздействуя при этом на снижение эффективности установки. Каждый отдельный канал содержит свой катализатор.

Плюсы обогрева водородом

Котел, работающий на водороде, востребован по многим причинам:

  1. Неисчерпаемость водорода, а также возможность получать его в любом количестве.
  2. Получение водорода считается более выгодным экономически, чем постоянная добыча полезных ископаемых, обладающих горючими свойствами (газа, угля, нефти и т. д.).
  3. Система отопления работает без вредных для людей и атмосферы выхлопов, выделяя обычный водяной пар.
  4. Нет необходимости в пламени (водородное отопление работает на базе химических реакций).
  5. Котел обладает максимально высоким КПД.
  6. Устройство работает совершенно бесшумно.
  7. Отсутствует необходимость в строительстве и эксплуатации дымохода.
  8. Требования безопасности к водородному отоплению ниже, чем к установкам, работающим на основе газа.

Недостатки водородных котлов

Несмотря на массу преимуществ, важно знать о недостатках таких агрегатов:

  • необходимость постоянного пополнения катализатора;
  • взрывоопасность элемента при несоблюдении строгих требований;
  • неудобная транспортировка водорода;
  • недостаток специалистов по установке, а также сервисному обслуживанию подобного оборудования в России;
  • недостаточное количество необходимых запчастей по причине неразвитого рынка водородного отопления.

Самостоятельное сооружение

Ввиду того что массовое производство подобных агрегатов на сегодняшний день отсутствует, их покупка является нелегким процессом. Скорее всего, придется оформлять индивидуальный заказ или договариваться о поставке оборудования из Италии, где впервые разработали и запустили в работу такие устройства.

Но подобное решение вопроса по карману далеко не всем потребителям. В этом случае стоит рассмотреть возможность сооружения котла своими руками.

Как устроен самодельный котел отопления на водороде?

Система водородного обогрева состоит из генератора, горелки и котла.

Точной и гарантирующей успех инструкции по сооружению водородного котла на сегодняшний момент не может дать ни один источник. Но согласно навыкам и опыту практикующих химиков и техников такой агрегат должен состоять из следующих компонентов:

  1. Теплообменник.
  2. Электролизер.
  3. Камера сгорания.
  4. Предохранительный блок, защищающий от «обратки» (с 2 ступенями).
  5. Емкость с электролитом и вырабатываемым водородом. Она должна быть изготовлена из легированной или нержавеющей стали, а также снабжена клапаном, с помощью которого можно сбрасывать давление в системе.

Принцип действия котла

Водород начинает вырабатываться после попадания электролитического раствора внутрь электролизера. Под воздействием катализатора с О2 элемент делится на тепло и воду.

Полученное тепло, имеющее температуру порядка 40 градусов, идет в отопительную систему, проходя предварительно через теплообменник.

Очень часто такой температуры хватает для полноценного обогрева дома с помощью теплых полов.

Выделившаяся в результате химической реакции вода поступает в бак (с электролитом), а затем определенная часть раствора подвергается самовоспламенению за счет процесса рециркуляции.

Монтаж водородного котла

Для монтажа конструкции следует приобрести такие комплектующие:

  • 12-Вольтный блок питания;
  • 30-Амперный ШИМ регулятор;
  • трубки разных диаметров, изготовленные из нержавеющей стали;
  • емкость.

Вода в идеально герметичных условиях подается внутрь емкости с диалектиком. Там расположены пластины из нержавеющей стали, примыкание которых друг к другу обеспечивается изолятором. Пластины получают 12-Вольтное напряжение. Результатом будет разложение воды на газы.

Использование ШИМ регулятора позволяет преобразовывать постоянный ток в импульсный или переменный, что увеличивает общую эффективность системы.

Оправдана ли самостоятельная сборка водородного котла?

Целесообразность сборки водородного агрегата своими руками вызывает массу вопросов, которые еще недостаточно исследованы, поэтому перед принятием такого решения следует тщательно взвесить все «за» и «против», а также учесть важные моменты.

Соорудив агрегат из вышеперечисленных элементов и дополнив его стандартными автоматическими и механическими комплектующими, можно получить опытный экземпляр водородного агрегата. Чтобы он полноценно заработал, следует провести немало испытаний и проб.

Источник: https://x-teplo.ru/otoplenie/kotly/vodorodnyj.html

Водородный котел отопления: принцип действия, преимущества и целесообразность, производитель

Водородный котел отопления: устройство + принцип работы + критерии выбора

Проблемы с экологией сегодня влияют на технологии, как никогда прежде. Инженеры не ограничились созданием автомобилей, работающих на водороде.

Знакомьтесь – водородный котёл отопления! Инновационная разработка, на создание которой ушло 7 лет!

Насколько эффективен такой агрегат? Дорого ли обходится его содержать? Можно ли повторить его конструкцию силами домашних мастеров? Обо всём подробнее.

Принцип действия

В обычных условиях, для сжигания водорода требуется t 1700 0С! Понятно, что привычные материалы не выдержат таких перегрузок.

Суть проекта сводилась к тому, чтобы снизить этот показатель. Результат – 300 0С.

Первый отопительный прибор на водороде имел мощность – 30 кВт.

Этого хватает для отопления помещения в 300 м2.

Принцип работы – когда электролитический раствор находится в электролизере, вырабатывается водород, который отправляется в камеру сгорания.

В ней водород вступает в каталитическую реакцию с O2, в результате чего получается вода и тепло. Поток тепла приблизительно 40 0С поступает в теплообменник, а потом в отопление.

Хотя температура не высока, её как раз достаточно для обогрева системы «тёплый пол».

Вода, выделившаяся в результате работы котла, возвращается в бак с электролитом.

Чтобы всё хорошо работало без вмешательства человека, требуются также стандартные элементы автоматики.

Преимущества и целесообразность

Экологичность оборудования зиждется на том, что после водорода не остаётся никаких отходов, кроме обычного пара.

Это плюс для атмосферы, а для потребителя означает, что не придётся сооружать дымоход!

Именно поиски альтернативы газу, нефти и углю, а не старание изобрести самый экономичный вид обогрева, двигали разработчиками и теми, кто сейчас устанавливает водородное оборудование.

Не секрет, что и транспорт на водороде приживается с трудом, т. к. получение и доставка потребителю водородного топлива – дело непростое и находящееся в начале своего развития. И зачастую позволить себе машины на водороде могут только состоятельные люди. Тоже можно сказать и об отоплении жилья.

В средней полосе России есть гораздо более простые и дешёвые виды отопления дома. И если для Вас на первом месте экономность – водородный котёл Вам ни к чему.

Простые подсчёты:

При сжигании 1 кг. водорода, вырабатывается энергии столько же, сколько от 4 литров бензина.

Стоимость 1 кг. водорода ок. 350 руб. (если делать самим – ок. 240 руб.), а 4 литра бензина (цены быстро меняются) – около 120-130 руб.

Как видно, пока, топиться 92 бензином – дешевле. Но традиционные виды топлива изживают себя. А водород называют энергоресурсом будущего. Разовьётся ли эта отрасль – покажет время.

Пока водородный котёл целесообразно устанавливать только в комплекте с солнечными батареями, чтобы получать энергию для водородных реакций было как можно дешевле.

Для ответа на этот вопрос нужно принять во внимание следующее:

  1. Оборудование на водороде никак нельзя назвать простым и безопасным. Каталитические реакции должны протекать только в отведённой для них ёмкости. Если произойдёт даже самая незначительная утечка, последствия могут быть катастрофическими. Помните, что водород – взрывоопасен! В промышленных моделях ёмкостям уделяется повышенное внимание. Они выполняются из легированной стали и снабжаются предохранительными клапанами.
  2. Экономичность котла напрямую зависит от энергии, потраченной на получение водорода. Сейчас его производят только при помощи электричества. А расходы на неё получаются настолько большими, что установка котла становится нецелесообразной: ведь нет смысла усложнять систему, когда можно напрямую отапливаться этой же электроэнергией.
  3. Кроме того, для реакций необходим катализатор, который нужно периодически восполнять.

Всё это говорит о том, что как бы нам не хотелось прикоснуться к миру высоких технологий, нужно набраться терпения и дать возможность инженерам и изобретателям доработать их детище.

Производитель

Как уже говорилось, водородные установки – это технологии будущего. На сегодняшний день массового производства их ещё нет.

Пионером и единоличным владельцем технологии изготовления водородного котла отопления является итальянская компания Giacomini, которая держит курс на разработку экологичных способов получения энергии: солнечных батарей, насосов, работающих на тепловой энергии земли, и т. д.

H2ydroGEM – каталитическая камера сгорания

В 2006 года на Олимпиаде состоялась презентация первой такой установки H2ydroGEM®.

Места, где установлено отопление на водороде, можно пересчитать по пальцам:

  • Турин, парк Environment Park. Это парк инновационных технологий и экологической эффективности.
  • Италия, Ливиньо. Отель Сан-Рокко. В 2009 году здесь установлена водородная система для отопления виллы Джиппини.
  • Центр альтернативных источников энергии в Сан-Маурицио (Италия), где собственно и разрабатывалась технология.

Итак. На сегодняшний день водородные установки ещё только в стадии разработки.

Их не производят массово, их сложно и дорого заказывать у Итальянской фирмы-производителя и просто не существует экономичной модели, которую можно было бы повторить в домашних условиях.

Кроме того, вопрос с производством водорода для отопления пока остаётся открытым. Нам приходится только надеяться, что когда-нибудь водородные котлы станут привычными для городских квартир и частных домов.

на тему

2 Комментария

Источник: https://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/kotly/vodorodnyj-otopleniya.html

Пошаговая инструкция по созданию котла отопления на водородном топливе

Водородный котел отопления: устройство + принцип работы + критерии выбора

Водородный котёл представляет собой инновационное научное решение, благодаря которому можно отапливать объекты с минимальными финансовыми затратами и высокой эффективностью.

Он не нуждается в обслуживании и надёжен в эксплуатации, но имеет сложную конструкцию и предъявляет высокие требования к качеству применяемых комплектующих.

Возможно ли сделать своими руками котёл отопления на водородном топливе?

Свойства водорода как топлива

Водород является самым лёгким газом без цвета и запаха, который находится на десятом месте по распространённости химическим элементом на планете. Он не токсичен и даже при протекании реакции горения не выделяет вредных веществ.

В качестве топлива водород использовать выгодно по следующим причинам:

  • высокая отдача тепла (более 121 МДж/кг) за счёт достижения при горении температуры +60000С;
  • возможность снижения температуры горения до +3000С, при условии использования катализаторов;
  • безопасность при утечках за счёт быстрого улетучивания в атмосферу, так как его вес легче воздуха в 14 раз;
  • возможность добычи топлива в любой точке планеты;
  • неприхотливость к типу используемого котла.

Устройство водородного котла

Водородный котёл отопления состоит из следующих конструктивных элементов:

  • теплообменника;
  • камеры сгорания топлива;
  • электролизера;
  • ёмкости для выработки водорода, в которую помещён электролит;
  • двухступенчатого блока защиты, предотвращающего протекание цепной реакции.

Устройство водородного котла

Принцип работы

Работа котла на водородном топливе реализуется следующим образом:

  1. В электролизере, после поступления электролитического раствора и пропускания через два погружённых электрода электрического тока, начинается выработка газа H2 и O2, а также водяного пара.
  2. Газовая смесь поступает в химический сепаратор, в котором происходит отделение водорода из общего объёма. При этом очищенный газ через специальный клапан отводится в следующий узел установки без возможности обратного хода. Такое конструктивное решение позволяет исключить взрыв при контакте водорода с воздушной смесью.
  3. Через защитный блок очищенный газ поступает в камеру сгорания, в которой расположен теплообменник. В ходе химической реакции водорода с кислородом в присутствии катализатора происходит нагрев теплообменника, в котором находится теплоноситель, используемый в отопительной системе объекта.
  4. Отработанный после химической реакции газ снова поступает в камеру с электролитическим раствором.

Регулировка мощности нагрева осуществляется за счёт наличия в системе нескольких специальных каналов с катализатором, которые в процессе работы котла могут участвовать в химической реакции или быть исключены из неё.

Критерии выбора модели

Водородный котёл для дома необходимо подбирать с учётом следующих критериев:

  • мощность нагрева должна соответствовать требованиям используемой отопительной системе и теплоносителя, а также учитывать площадь отапливаемых помещений;
  • размеры камеры сгорания должны быть оснащены необходимым количеством теплообменников, позволяющими организовать несколько отопительных контуров;
  • электросеть в здании должна выдерживать мощность потребления электроэнергии котлом;
  • все конструктивные элементы котла должны быть изготовлены из качественных материалов и иметь достаточный запас прочности и износостойкости;
  • блок защиты должен быть сертифицированным и соответствовать стандартам безопасности.

Пример водородного котла отопления

Особенности эксплуатации

Важной особенностью использования водородного топлива является опасность его взрыва при контактировании с воздухом. Поэтому важно придерживаться следующих правил эксплуатации:

  • необходимо периодически следить за температурой датчиков, установленных на теплообменниках, и не допускать перегрева теплоносителя выше допустимых норм;
  • запрещено эксплуатировать котёл в режимах, которые не предусмотрены производителем или могут вызвать протекание цепной реакции;
  • при повышении давления газа в камере сгорания необходимо принять меры по его стабилизации и выяснить причины таких изменений;
  • для непрерывной работы котла нужно позаботиться о стабилизированном электропитании;
  • важно периодически менять электролизер и следить за подачей воды.

Преимущества и недостатки

Выбор в пользу котлов, работающих на водородном топливе, обоснован следующими их преимуществами:

  • отсутствие выхлопов вредных веществ в атмосферу;
  • тепло выделяется в ходе химической реакции, для которой наличие пламени не требуется;
  • высокий КПД тепловой установки;
  • отсутствие шума в работе котла;
  • не требуется установка дымохода, благодаря чему допускается устанавливать котёл в любом месте помещения.

При всех достоинствах водородных котлов, также стоит учитывать и их недостатки:

  • небольшое количество предприятий, занимающихся получением и сжижением водорода;
  • необходимость контроля давления в баллоне с водородом, чтобы не допустить взрыва;
  • высокие требования к качеству сборки всех узлов, а также применяемым при изготовлении материалам;
  • для ремонта и обслуживания требуется привлечение специалистов;
  • сложности с поиском деталей;
  • большой расход воды.

При всех достоинствах водородных котлов, также стоит учитывать сложности с поиском деталей

Как сделать водородный котёл своими руками?

Прежде чем сделать водородный котёл своими руками, необходимо подготовить следующие материалы:

  • стальные высоколегированные нержавеющие листы толщиной 2-4 мм;
  • очистной водяной фильтр;
  • прозрачные газовые шланги высокого давления с диаметром 8 мм;
  • герметичная пластиковая ёмкость объёмом 1,5-2 л;
  • штуцер на шланг 8 мм;
  • два болта 150х6 мм, гайки и шайбы под них;
  • профильная труба 20х20 мм и 40х40 мм.

Для изготовления потребуются следующие инструменты:

  • болгарка с диском по металлу;
  • отвертка и рожковый ключ под болты;
  • инструменты для нарезания резьбы 6 мм;
  • строительный нож для резания шлангов;
  • дрель с набором свёрл;
  • сварочный аппарат.

Для изготовления водородного котла потребуется болгарка с диском по металлу

Процесс изготовления котла качественно можно разделить на следующие этапы:

  1. Создание генератора водорода.
  2. Изготовление и сборка котла.

Этап создания генератора водорода

Пошагово генератор водорода изготавливается следующим образом:

  1. Стальной лист нарезаем на пластинки размером 50х50 мм в количестве 16 штук. Один из углов срезаем под углом 450, а в противоположном – просверливаем отверстия диаметром 6 мм.
  2. На один болт насаживаем пластинки, прокладывая их с двух сторон шайбами с толщиной 1-2 мм. Фиксируем их гайкой. На второй болт насаживаем оставшиеся пластинки аналогичным образом. В итоге получаем конструкцию, напоминающую два радиатора, которые могут быть вставлены друг в друга так, чтобы пластины не касались своими поверхностями.
  3. Берём пластиковый контейнер и делаем в его крышке два отверстия под болты так, чтобы пластинки радиаторов можно было расположить друг над другом и они не касались.
  4. Закрепляем два радиатора к пластинке.
  5. Вставляем конструкцию внутрь контейнера и закрепляем на болты. При этом между крышкой и корпусом прокладываем мягкие резиновые прокладки для повышения герметичности ёмкости.
  6. Проделываем в крышке два отверстия 8 мм под резиновые трубки: одно для подачи водорода, а второе – для воды.
  7. В отверстия вставляем два патрубка, изготовленных из стальной трубы и нарезанной резьбой. Прокладываем с двух сторон прокладки и фиксируем на гайки.
  8. Проверяем герметичность сборки, подключив к одному патрубку компрессор, а ко второму манометр. Накачиваем давление 2 атмосферы и следим за показаниями манометра в течение 30 минут. Если оно не изменилось, то сборка завершена, в противном случае устраняем допущенные при герметизации ошибки.
  9. Проверяем работоспособность генератора в рабочих условиях: устанавливаем обратный клапан к патрубку, подключаем к нему баллон с водородом, ко второму – воду, а к двум электродам (два болта радиаторов) – электрический ток.

Этап создания и сборки котла

Водородные котлы для частного дома, предназначенные для отопления, пошагово необходимо создавать следующим образом:

  1. Разрезаем профильную трубу 20х20 мм болгаркой на 8 частей по 300 мм.
  2. Трубу 40х40 мм разрезаем на 3 части: две по 80 мм и одна – 200 мм.
  3. В трубе 200 мм с сечением 40х40 мм по середине длины с двух противоположных боковых сторон прорезаем отверстия под трубу 40х40 мм. Затем в отверстия вставляем трубки 40х40 мм длиной 80 мм под прямым углом и привариваем их.
  4. К трём торцевым частям крестовины привариваем заглушки, а к четвёртой – заглушку с патрубком для подсоединения трубы с водородом.
  5. На расстоянии 70-80 мм от центра крестовины на каждой её части просверливаем по одному отверстию диаметром 10-14 мм. Получится четыре отверстия.
  6. Привариваем форсунки (аналогичные обычным газовым) в 4 подготовленные отверстия.
  7. Привариваем к каждой торцевой части по две профильные трубы 20х20 мм так, чтобы они образовывали прямой угол с плоскостью крестовины.
  8. Из листовой стали вырезаем три стенки корпуса котла 300х300 мм. В 2-х из них делаем 4 отверстия диаметром 20-30 мм по месту расположения форсунок, а в третьем – с диаметром 10 мм.
  9. Разрезаем трубу диаметром 20-30 мм на куски длиной 50-60 см и привариваем их к вырезанному на восьмом шаге стальному листу меньших размеров.
  10. Берём трубу диаметром 20 мм с длиной меньшей на 30-40 мм длины сваренных труб и просверливаем в ней два отверстия вверху и внизу так, чтобы была возможность приварить её.
  11. Трубу прикладываем к стальному листу с меньшими отверстиями и привариваем.
  12. Готовую конструкцию переворачиваем и устанавливаем второй стальной лист, при этом трубки должны войти в проделанные ранее отверстия. Затем привариваем трубки к листу.
  13. Привариваем к стальному листу конструкцию с горелкой.
  14. Привариваем патрубки для циркуляции теплоносителя к соответствующим отверстиям корпуса.
  15. На вводный патрубок устанавливаем температурный датчик, а на горелку – детектор пламени. Соединяем оба датчика с автоматическими контроллерами или визуально-звуковыми системами оповещения.
  16. Проверяем корпус на герметичность.
  17. Затем создаём внешний защитный корпус подходящих размеров из стальных листов, в который помещаем все узлы конструкции и соединяем их. Особое внимание необходимо уделить герметичности всех соединений и тщательно её перепроверить. Подключаем электричество к электродам. Выполняем тестовый запуск установки.

Для того, чтобы в электролизере ускорить химическую реакцию, необходимо в воде растворить щёлочь или соль. Это улучшит проводимость воды и повысит выход водорода.

Котлы на водородном топливе изготовить своими руками вполне возможно, так как практически все детали можно приобрести без проблем в строительных магазинах.

Однако сложности возникают при изменении конструкции с целью повышения характеристик, что требует привлечения специалистов для выполнения сложных расчётов.

Создание котлов без продумывания основных параметров сделает их неэффективными и опасными для эксплуатации.

Источник: http://pechiexpert.ru/vodorodnyj-kotel-otoplenija-01/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.