Отопление на водороде своими руками



отопление на водороде своими руками

Как отапливать помещение при помощи водорода

  • Водород и его применение
  • Водород в системах отопления
  • Преимущества водородного топлива

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

Отопление водородом #8212 это новинка в благоустройстве дома. Которая позволяет использовать водопровод, как топливо.

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

Водород и его применение

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

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

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

Водород является самым распространенным химическим элементом во Вселенной. Он содержится в воде, в глине, в нефти, в природных газах. Отличается он от других химических элементов некоторыми своими уникальными свойствами. В жидком виде при температуре -250 °С это самая легкая жидкость, в твердом виде #8212 самое легкое вещество. Даже атомы этого вещества являются самыми маленькими из всех известных веществ. Но при определенных условиях они могут достигать огромных размеров. В смеси с атмосферным воздухом водород образует гремучую смесь, которая взрывается от малейшей искры.

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

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

Вернуться к оглавлению

Водород в системах отопления

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

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

Разработана водородная отопительная система для применения в жилых помещениях одной из итальянских компаний. Никаких выбросов в процессе работы данной установки отопления нет. Экологическая чистота, бесшумность, эффективность #8212 результаты работы ученых и конструкторов на протяжении 7 лет.

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

Ученым удалось разработать метод сжигания водорода при температуре всего 300°С. Это позволило производить котел из привычных материалов. Для работы котел такого типа не требует системы отвода в атмосферу продуктов сгорания, так как их просто нет. Выделяется только пар, который не оказывает вреда на окружающую среду. Получение водорода #8212 процесс довольно дешевый. Затратная его часть #8212 это только потребляемая электроэнергия. При использовании солнечных панелей и эти затраты можно свести к минимуму.

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

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

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

Состоит такая система из котла и труб диаметром от 25 до 32 мм. В дюймах это соответственно 1 и 1,25 дюйма. Реже используются трубы другого диаметра. Трубы монтируются своими руками. Тут нужно придерживаться такого правила: после каждого разветвления диаметр трубы должен уменьшаться. Порядок уменьшения диаметра такой: сначала идет труба D32, затем D25. После очередного разветвления применяется труба D20, в последнюю очередь #8212 D16. При соблюдении этого правила система отопления дома должна работать качественно и бесперебойно.

Вернуться к оглавлению

Преимущества водородного топлива

Можно ли самому сделать водородный котел для отопления дома?

Содержание

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 H2 из H2O, 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.

Как самостоятельно сделать отопление дома газом Брауна или водородом

Современные технологии отопления, наряду с постоянным увеличением КПД классических установок, имеющих в основе пропан или бутан, предлагают совершенно новые виды топлива. Некоторые очень интересны. Например, отопление на водороде своими руками – очень удобный способ, когда отопление деревянного дома может быть сделано без особых финансовых вложений.

Как работает отопление дома на водороде

Содержание:

Если рассматривать стандартную схему, которая использует пропан в качестве топлива, можно условно выделить три зоны:

  1. Источник газа. Это может быть централизованная подача, баллон, где пропан находится в жидком состоянии, или комбинированная, где газ предварительно проходит стадию подготовки.
  2. Котел и система теплообменников, охватывающая весь дом. Здесь пропан сгорает и отдает тепло, а вода или другой теплоноситель осуществляют отопление.
  3. Система выброса, через которую уходит сгоревший газ.

Если используется отопление дома водородом, конструкция упрощается. Газ из баллона подается непосредственно в узел теплообмена. В отличие от классической системы, происходит каталитическая реакция. Водород не горит открытым пламенем, как пропан. В ходе реакции с кислородом образуется нагретый пар, который отдает тепло.

Такой способ идеален, когда система отопления дома водородом построена на основе «теплых полов». Здесь минимум теплоносителя и максимальная отдача тепла.

Котел, в котором используется водород, достаточно компактен. Дом не надо оборудовать дымоходами – на выходе только пар. Можно своими руками легко оборудовать систему вентиляции. К тому же водород в ходе реакции не образует вредные вещества, поэтому отопление таким способом экологически безопасно.

Технология и применение

Принцип работы водородного котла

Родина систем, где отопление использует водород, – Италия. Сегодня уже существуют котлы, в которых не сжигается пропан. Они компактны, можно зонировать отопление, поставить несколько котлов. Сделать для них сеть циркуляции теплоносителя можно своими руками. Однако пока что такая технология не получила большого распространения. Водород дорог, его нет «в свободной продаже», нужны специальные материалы теплообменника, чего не требует пропан.

Существует разновидность, где используется смесь – водород и кислород в соотношении 2:1. Это так называемый газ Брауна, или гремучий газ. Он горит открытым пламенем, при сгорании не образует вредных веществ, как пропан. И главное – гораздо легче построить отопление на водороде своими руками, если получать газ Брауна самостоятельно, с помощью установки электролиза. В схеме будет использоваться такой же котел, который требует пропан. Изменится только горючая смесь.

Некоторые показатели эффективности

Анализируя условия применения и количество теплоты, которое при сгорании выделяет пропан и газ Брауна, получаем следующие цифры:

  1. Водород или газ Брауна выделяет 121 МДж/кг, не требует дополнительного притока воздуха. При сгорании образуется только пар и вода, а отопление не требует сложных дымоходов.
  2. Пропан образует 35 МДж теплоты. Необходима вентиляция, образуются вредные выбросы. Дом должен быть оборудован дымоходами из-за очень высокой температуры, которую имеет газ на выходе.

Если привести примерные объемы, которые будут потрачены, чтобы сделать дом теплым, получится следующая картина. Отопление потребляет примерно 300 кубических метров газа, если используется пропан. Из приведенных выше цифр понятно, что водород и газ Брауна выделяют в три раза больше тепла. Соответственно, отопление будет требовать всего 100 кубометров. Или, по приведенным цифрам необходимой подачи, примерно 2,5 литра газа в минуту.

Для сравнения, пропан потребует почти 7 литров в минуту. Становится понятно, что отопление, где используется газ Брауна, эффективнее и экономнее.

Получение газа Брауна и примерная схема электролизера

Чтобы получить топливо и сделать отопление на водороде своими руками, понадобится устройство, называемое электролизер. Это простейший электрический прибор, который воздействует на воду с помощью электротока. Молекулы разлагаются, получается газ Брауна, который представляет собой водород и кислород в пропорции 2:1.

Схема электролизера

Для электролизера, собранного своими руками, понадобятся:

  1. Металлические пластины, проложенные диэлектриком.
  2. Генератор импульсов. Нужен мощный прибор, способный обеспечить силу тока хотя бы в 30А.
  3. Емкость для размещения всей конструкции, которая будет герметична. В ней предусматривается патрубок для подачи воды и еще один, через который будет уходить газ Брауна.
  4. Источник питания с напряжением в 12 В.

Работает все следующим образом:

  1. К корпусу емкости или отдельный электрод, погруженный в воду, присоединяется один контакт источника питания.
  2. Второй контакт подключен к пластинам, также находящимся в воде.
  3. При подаче напряжения начинается процесс электролиза и выделяется газ Брауна, который затем может использоваться в том же котле, что и пропан.

Импульсный модулятор нужен для повышения КПД. При подаче постоянного тока газ Брауна будет образовываться в малом количестве. С помощью подбора частоты генератора определяются параметры, позволяющие получать как можно больше газа в единицу времени.

В такой установке используется дистилированная вода. Она плохой проводник, чтобы создать электролит, поэтому в нее добавляется основание – обычная очищенная щелочь. Все металлические детали должны быть качественно отполированы и обезжирены. Нельзя трогать их руками, чтобы не было излишнего потребления энергии и перегрева установки.

Отопление дома: примерная структура

Принцип работы водородной установки

Для наибольшей эффективности используется замкнутая система, которая не выводит пар наружу. Для наглядности перечислим узлы в порядке протекания процесса.

  1. Бак с дистиллированной водой, в которую добавлена щелочь. Емкость герметична и работает как промежуточный накопитель.
  2. Раствор попадает в электролизер.
  3. Образовавшийся газ Брауна попадает снова в бак (пункт 1). Он накапливается и одновременно создает давление, которое подает жидкость в электролизер.
  4. Бак соединен патрубком с двумя блоками предотвращения обратной подачи газа.
  5. Далее газ Брауна поступает в камеру сгорания, которая оборудована датчиком горения и искровым запальником. Там тепло передается воде, которой заполнено отопление.
  6. Образовавшаяся в результате сгорания вода поступает в бак (пункт 1).

Такая система обеспечивает замкнутый цикл и требует только периодического пополнения состава электролита. При большом объеме бака этого можно избежать на протяжении целого сезона.

Особенности и предостережения

Отопление, которое не использует пропан, – реальность, которую можно сделать своими руками. Сегодня проводится множество экспериментов. Электролизеры для получения газа Брауна выпускаются серийно. Если вы решили сделать отопление своими руками по такому принципу, помните – газ Брауна, он же гремучий газ – весьма опасен. Соблюдайте меры безопасности.

Источники: http://1poteply.ru/otoplenie/otoplenie-vodorodom.html, http://klivent.net/sistemy-otopleniya/otopitelnye-kotly/vodorodnyj-kotel-otoplenija-svoimi-rukami.html, http://gwater.ru/teplo/kak-sdelat-otoplenie-doma-gazom-brauna-ili-vodorodom-samostoyatelno.html





Комментариев пока нет!

Поделитесь своим мнением

Сумма цифр: код подтверждения