Генератор водорода для отопления дома

 

Генераторы водорода для отопления дома

Водород – это самое распространенное и дешевое топливо, под которое можно перестроить любой теплогенерирующий агрегат. Поэтому «для полного счастья» нам остается лишь разобраться, как сделать генератор водорода своими руками, чем мы и займемся ниже по тексту.

Водородное отопление загородного дома

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

• 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

• 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

• 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.

Генератор водорода HHO типа

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 почитать:

Газовые теплогенераторы для воздушного отопления Отопление дома водородом Системы и установки пенного пожаротушения — преимущества использования Устройство системы аэрозольного пожаротушения

Также советуем посмотреть:

Использование водородного генератора для отопления частного дома

Современные методы отопления зданий и помещений предложены на отечественном рынке в виде множества вариантов. Вполне объяснимо, что потребители выбирают те, которые обещают максимальную эффективность при минимальных затратах.

Одним из альтернативных способов обогрева помещения считается применение водородного генератора.

Немного истории

Принцип действия водородной энергии был отмечен еще в древние времена. Известный врачеватель Парацельс при проведении своих научных экспериментов заметил, что при соединении некоторых элементов образуются пузырьки, которые он в то время принял за воздух. Позже выяснилось, что это был водород, представляющий собой газ без цвета, при определенных условиях проявляющий взрывные свойства.

В настоящее время водород научились использовать в разных целях, в том числе – для отопления жилого дома или любых других сооружений. Эти технологии активно развивают и внедряют во множестве отраслей. Являясь новшеством на рынке научных разработок, обогрев водородом уже заинтересовал многих потребителей и продолжает набирать популярность среди широких масс.

Доказано, что водород считается не только довольно распространенным, но и легкодоступным веществом. Единственная сложность – его приходится добывать из химических соединений, чаще всего – воды.

Особенности водородного генератора

Исходя из требований и квадратуры частного или муниципального сооружения, необходимо выбрать водородную горелку с оптимальным уровнем мощности, адаптированным под нужды конкретного помещения. Следует заметить, что максимально возможный показатель мощности генераторов равняется 6.

Получение водорода, по праву признанного самым экономичным видом топлива, возможно в любом количестве. Обязательным условием для этого является наличие электрической энергии, а также воды.

Основная задача техники – полноценное самостоятельное отопление помещений. Однако установки, работающие на основе водорода, могут отлично дополнять уже работающие системы обогрева дома. Следует только следить за тем, чтобы все элементы теплосистемы функционировали на уровне низких температур.

Также эти агрегаты используются для обогрева помещения с помощью теплых полов, которые в настоящее время легко собрать своими руками.

Принцип действия устройства

Процесс выработки тепла основан на электролизе воды в среде, насыщенной катализатором. Главное условие нормальной работоспособности, а также безопасности генератора в том, что в таких условиях вода не распадается на кислород и водород, сочетание которых может быть взрывоопасным.

Современные генераторы работают на выработку газа Брауна. Это совершенно невзрывоопасное вещество коричневатого или зеленого оттенка, называемое также водяным газом. После выработки и нагревания до 40 градусов он сразу идет на камеры сгорания, а конкретнее – в теплообменник. Там происходит его смешивание с воздушно-топливными элементами.

Компоненты водородного генератора

Основными конструктивными составляющими простейшего водородного агрегата являются трубы и непосредственно котел. Часто никаких технических аксессуаров или дополнительных элементов и приспособлений больше не требуется.

Это касается и комплектующих, предназначенных для вывода продуктов горения. Ведь в результате функционирования генератора в атмосферу выделяется исключительно пар: водяной, чистый и совершенно безопасный.

Часто горелки такого типа имеют модульную конструкцию, в каждой части которой работает свой катализатор, что увеличивает общую эффективность работы системы.

Что касается труб для системы водородного отопления. то целесообразно применять те, диаметр которых находится в диапазоне от 1 до 1,25 дюймов. Допускаются некоторые отклонения, но чаще всего для обогрева дома используют конкретно эти. Важное правило, которым не следует пренебрегать при установке отопительных труб, – каждое предыдущее разветвление должно быть большим по диаметру, чем последующее.

Особенности электролитического генератора водорода

Водородный генератор, основанный на принципе электролиза, выпускают чаще всего в контейнерном исполнении. Обязательным условием приобретения такого устройства для отопления считается наличие следующих документов: разрешение от Ростехнадзора, сертификаты (соответствия ГОСТР и гигиенический).

Электролитический генератор состоит из следующих элементов:

• блока, включающего в себя трансформатор, выпрямитель, распределительные коробки и устройства, блок пополнения и деминерализации воды;
• устройства для раздельного получения водорода и кислорода – электролизера;
• системы анализа газа;
• системы охлаждения жидкости;
• системы, направленной на обнаружение возможной утечки водорода;
• панели управления и автоматической системы контроля.

Для достижения максимально эффективного процесса электропроводности применяют капли щелока. Резервуар с ним пополняется по мере необходимости, но чаще всего это происходит примерно 1 раз в год.
Любые электролитические генераторы промышленного типа производятся на основании европейских норм экологии и безопасности.

Опытным путем доказано, что покупка водородного электролитического генератора намного выгоднее регулярного приобретения газа. Так, для производства 1 кубометра газа из водорода и кислорода требуется всего порядка 3,5 кВт электрической энергии, а также пол-литра деминерализованной воды.

Преимущества использования водородного агрегата

Устройство привлекает многих по следующим причинам:

• Коэффициент полезного действия составляет порядка 90%, техника конкурирует с самыми передовыми достижениями науки и техники, связанными с отоплением любого дома.
• Для достижения тепла нет необходимости в применении пламени. Весь процесс основан на химических реакциях с катализаторами.
• Абсолютная безвредность устройства.
• Генераторы из водорода представляют собой источники чистой энергии, которую нельзя исчерпать.
• Применение водорода как основного источника тепла минимизирует необходимость в постоянной эксплуатации ископаемых ресурсов, затраты на добычу которых во много раз превышают затраты на производство тепла из водорода.
• Совершенная беззвучность работы агрегата. Монтаж устройства не требует проведения отдельных дымоходов.

Негативные стороны водородного типа обогрева зданий

Справедливости ради стоит выделить некоторые минусы такого метода отопления:

• взрывоопасность, которая может быть спровоцирована некорректной эксплуатацией агрегата;
• недостаточная распространенность водородных устройств на российском рынке, что сопровождается проблемами с монтажом или покупкой оборудования;
• нехватка специалистов и сервисных мастеров, способных сертифицировать или обслуживать отопительные приборы такого класса.

Возможно ли самостоятельное создание водородного генератора?

Лучше не рисковать, т. к. подобный процесс связан не только с необходимостью знания тонкостей техники и химии, но также требует должного соблюдения правил безопасности. Зато монтаж оборудования своими руками возможен. Для этого достаточно соблюдать инструкцию и не допускать самодеятельности.

Обогрев любого дома должен обеспечивать не только комфортное проживание человека, но и экологическую чистоту окружающей среды. Это достигается за счет того, что после сгорания водорода не образуется никаких вредных соединений.

В западных странах отопление с помощью водородных генераторов получило широкое признание и экономическое обоснование. Если подобный метод приживется и в России – это значительно повысит эффективность обогрева с минимальными затратами на ресурсы.

Водородный генератор для отопления частного дома своими руками

November 29, 2015

Дешевым и чистым способом обогрева помещения интересуются многие владельцы частных домов. Водородное отопление является одним из возможных решений. Такая технология может стать достойной альтернативой современным системам. Можно ли собрать и установить водородный генератор для отопления частного дома своими руками? Каким образом такая установка функционирует? Какое оборудование используется при установке? Ответ на такие вопросы можно найти в этой статье.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Источники: http://climanova.ru/generatory-vodoroda-dlya-otopleniya-doma.html, http://x-teplo.ru/otoplenie/oborudovanie/vodorodnyj-generator-dlya-chastnogo-doma.html, http://fb.ru/article/217159/vodorodnyiy-generator-dlya-otopleniya-chastnogo-doma-svoimi-rukami

Как вам статья?