Внедрение принципов альтернативной энергетики всё больше привлекает покупателей. Такое развитие связано с увеличением цен на привычные виды энергии и частыми перебоями в подаче услуг.
В сложившихся условиях водородные котлы для отопления считаются одним из наиболее перспективных устройств, использующих возобновляемое топливо — водород. 2.
Перед покупкой этого устройства стоит понять, как оно работает, и взвесить плюсы и минусы использования водорода в качестве топлива. Мы изучили эти темы и представили подробное описание в статье.
Мы указали параметры для выбора котлов, дали рекомендации по эксплуатации и составили обзор лучших фабричных водородных генераторов. Любители самостоятельных проектов найдут инструкцию по сборке агрегата.
Свойства водорода как топлива
Как уже отмечалось, источником энергии для таких устройств является водород — наилегчайший газ в природе, который не имеет цвета и запаха. К его достоинствам относятся значительные тепловыделение во время горения водорода H. 2 Энергетическая ценность топлива равна 121 МДж/кг, в отличие от пропанa, где она составляет 40 МДж/кг.
Водород в обычных условиях горит при температуре +2000°С, с помощью катализатора этот показатель снижается до +300°С.
Водород безопасен для использования в домашних условиях из-за своей нетоксичности. Сгорание этого вещества даёт водяной пар, способствующий благоприятному микроклимату внутри помещений и исключающий необходимость в дымоходах.
Водород обладает повышенной взрывоопасностью, особенно при смешивании с воздухом или кислородом, в результате чего образуется опасный газ.
Преимущества и недостатки водородных котлов
Преимущества таких устройств заключаются в следующем:
- Полная экологичностьПродукты распада воды безвредны для атмосферы, здоровья людей и домашних животных.
- Высокий уровень КПДКПД этого источника энергии может составлять до 96%, что значительно превосходит показатели дизельного двигателя, газовых и угольных установок.
- Экономия природных ресурсов за счет применения альтернативных источников энергии.
- Невысокая цена Эти устройства работают, используя воду и небольшое количество электроэнергии, для получения необходимых калорий.
Такие устройства также имеют недостатки.
Среди недостатков следует отметить следующие детали:
- Требовательность в обслуживании. Для максимально высокой степени выработки H2Ежегодно требуется замена металлических пластин. Кроме замены электродов, для достижения целевого объема вырабатываемой энергии нужно периодически добавлять катализатор. Интервал проведения этой операции определяется мощностью и характеристиками конкретной модели.
- Высокую стоимость Стоимость заводской установки составит минимум 35-40 тысяч рублей.
- Опасность взрыва при повышении нормированного давления в котле.
- Дефицит водородных баллонов Продаётся их нечасто.
- Ограниченность выбораИз-за небольшого распространения таких отопительных приборов на российском рынке подобрать подходящую модель и специалистов по монтажу и ремонту может быть непросто.
- Необходимость подвода коммуникацийЧтобы устройство работало, нужно постоянно подключать его к электросети для проведения электролиза, и к источнику воды, количество расхода которого зависит от силы устройства.
Производители много внимания уделяют новым технологиям и стремятся улучшить водородные котлы, исправив или уменьшив их недостатки.
Принцип работы отопительного агрегата
Благодаря своей активности H2 В природе водород существует только в соединениях, но из обычной воды можно извлечь его с помощью электролиза, получая одновременно газообразный кислород.
Чтобы запустить работу обогревателя, нужно прежде всего обеспечить подачу H. 2Процесс протекает в специальном отсеке. В контейнер заливают жидкость, а затем опускают туда металлические пластины.
Электротоку особой чистоты направляют на него. Под действием его выделяют H. 2 и О2и как побочный результат – пары воды.
Смесь обрабатывается в специальном устройстве — химическом сепараторе.
Водород отделяется от смешанных веществ. Прочищенный газ направляется в горелку, оснащенную клапаном.
Он препятствует передвижению H2 В противоположную сторону направляется поток, который препятствует взрыву. Кислород и водяной пар через отдельную систему устремляются в специально предназначенную емкость.
Водород, в газообразном состоянии, проходит блок защиты и попадает в камеру сгорания. Там он взаимодействует с газом при помощи катализатора, создавая тепло, которое передаётся в домовую систему отопления через теплообменник.
Водяные пары, образовавшиеся в камере, по каналу, предназначенному для этого, поступают обратно в резервуар с электролитом, обеспечивая тем самым циркуляцию.
Регулировку мощности осуществляют с помощью каналов, количество которых может доходить до шести. В каждом из них установлен катализатор: при включении запускается выработка тепла.
Теплый газ, достигший температуры 40°С, направляется к теплообменнику, находящемуся в камере сгорания.
Благодаря выделенным системам каналы работают раздельно, позволяя активировать лишь некоторые из них.
Новые модели оснащаются разными приборами, такими как указатели уровня воды и датчики давления, благодаря чему работают автономно и реагируют на нештатные ситуации.
Составные части водородной установки
Система отопления, работающая на водороде, установлена сравнительно просто.
КотелЭто основной элемент, отвечающий за нагрев и выработку водорода.
Элетролизер — Ядро котла, где протекает электролиз, разлагающий воду на водород. 2 и О2Резервуар с водой и погружёнными в него проводящими электричеством металлами образует данный элемент.
К пластинкам подключены провода для подачи электроэнергии.
Горелка Устройство, нагревая теплоноситель в отопительном контуре. Располагается в топки и зажигается от искры.
Клапан горелки — особый элемент, расположенный сверху конструкции. Благодаря этому элементу H… 2Поднявшись наверх, вещество с лёгкостью пересекает преграду, неподвластную другим выделенным соединениям, и попадает прямо в горелку.
Трубопровод Радиаторы, подключенные к агрегату и обеспечивающие отопление всех комнат. трубы отопления Диаметр составляет 25-32 мм. При прокладке следует основное правило: диаметр каждого последующего разветвления не превышает диаметра предшествующего.
Критерии выбора генераторов
При выборе такой техники стоит учесть эти критерии.
МощностьМощность современных устройств может различаться в широком диапазоне, что даёт возможность подобрать подходящий вариант как для малогабаритных жилых помещений, так и для домов большей площади.
Число контуровНа устройствах, работающих на водороде, часто устанавливают систему отопления. В некоторых моделях предусмотрено подключение и второго (нагревательного) контура.
Уровень потребления электроэнергииСовременные технологии обеспечивают высокую тепловую эффективность при минимальном потреблении электроэнергии. Расход энергии различными типами генераторов колеблется от 1,2 до 3 кВт в течение часа.
Эффективное потребление электроэнергии обеспечивается периодической работой водородного котла, предназначенного только для поддержания заданной температуры в комнате.
Источник питанияСуществует две основные группы водородных генераторов: работающие на газе и работающие от электричества.
ПроизводительРекомендуется отдать предпочтение известным производителям из Италии и США. С осторожностью следует относиться к товарам сомнительных компаний по заниженной цене — вероятность низкого качества велика.
Советы по эксплуатации котла
Чтобы увеличить возможности агрегата, следуйте прилагаемой инструкции. Функциональность устройства можно расширить с помощью дополнительных деталей (не забывайте о мерах предосторожности).
При гашении огня устройство автоматически останавливает подачу газообразного топлива к горелке, что не допускает утечки в помещение.
Внутри теплообменника можно установить датчики для контроля температуры нагретой воды, а горелку оборудовать запорной арматурой.
Достаточно подключить ее непосредственно к датчику температурыЧтобы котел отключался автоматически при достижении установленной температуры нагрева.
Установка устройства нормированного охлаждения котла также полезна.
При условии соблюдения правил эксплуатации водородный агрегат прослужит более десяти лет. В реальности он может функционировать качественно в течение 20-30 лет.
Ремонт таких устройств квалифицированному специалисту будет прост, так как принцип работы водородного котла существенно не отличается от котлов, работающих на других видах топлива.
Топ-5 фабричных водородных генераторов
Первым производителем котлов на водородном топливе стала итальянская фирма. GiacominiЕё деятельность связана с разработкой устройств, использующих возобновляемые источники энергии: геотермальные тепловые насосы, солнечные батареи и другие.
В настоящий момент такие модели выпускают американские, китайские и европейские компании, но выбор у них невелик по сравнению с котлами, работающими на другом топливе.
Лидеры рынка водородогенераторов
К числу самых востребованных моделей относятся:
- МегаТанк100 Это электрогенератор с многоуровневой системой защиты от перегрева и замыканий для безопасной и эффективной работы. Цена варьируется в зависимости от комплектации.
- STAR-2000 Дорогая машина (стоимостью более 200 000 рублей) отличается превосходными техническими показателями. Несмотря на минимальное энергопотребление, генератор способен обогреть помещение площадью 251-300 квадратных метров.
- Kingkar Сеть питает этот прибор, обладающий превосходными эксплуатационными качествами. Цена модели значительна — примерно сто тысяч рублей, но её окупаемость обеспечивается благодаря экономичному расходу электроэнергии.
- H2-2 Итальянский прибор премиум-класса стоимостью примерно 250 000 рублей может нагревать воздух в больших помещениях от 300 м. 3 и выше) с минимальным расходом электричества.
- Free Energy Предлагаются качественные устройства по доступной цене от 15 до 35 тысяч рублей. Стоимость варьируется в зависимости от мощности и других характеристик. Устройства оснащены блоком управления для автоматизации многих процессов, а также многоуровневым датчиком регулирования напряжения и давления.
Кроме того, доступны модели в различных ценовых диапазонах.
Как сделать котел самостоятельно
Отопляющие устройства обладают сравнительно простым строением. С достаточным уровнем умения возможно… собрать прибор самостоятельноРабота с водородными смесями по причине их взрывоопасности нуждается в особой осторожности, знаниях правил безопасности и опыте монтажа таких устройств.
Изготовление водородного котла собственноручно возможно в нескольких шагах.
Шаг №1 — выполнение чертежа и подготовка материаловДля начала нужно изучить онлайн подобные проекты. На их примере можно разработать устройство, подходящее под все требования и возможности.
Нужно точно определить все параметры, в первую очередь необходимую мощность, и выбрать материалы для котельного оборудования. Лучшим решением являются ферромагнитные сплавы, но допустимо использование емкости из нержавеющей стали.
Несмотря на различные конструктивные решения, отопительные водородные генераторы обладают постоянными деталями.
- 12-вольтный источник энергии;
- резервуар, где будет располагаться конструкция;
- ШИМ-регулятор мощностью не менее 30 А;
- Несколько труб различного сечения из нержавеющей стали.
- стальной лист;
- ножовка по металлу;
- газовая горелка — лучше готовая, приобретенная в магазине.
Шаг 2 — создание электролитовДля электролиза необходимы пластины из стали среднего проката. Лист стали разрезают инструментом – ножницами для металла, ножовкой или другим – на одинаковые полоски не менее чем 18 штук (количество всегда должно быть чётным).
С обратной стороны каждой детали нужно просверлить отверстия под болты, обеспечивающие её крепление в электролите без движения.
Пластины разделены на аноды и катоды, к которым подключают провода для передачи зарядов — положительных к анодам, отрицательных к катодам.
Постоянный ток эффективнее переменного. Генератор типа ШИМ подходит в качестве источника постоянного тока.
Шаг №3 — сборка электролизераДля создания этой детали предпочтительнее использовать нержавеющую сталь. Из металла формируется прочная конструкция прямоугольной или квадратной формы, куда затем наливают воду или раствор H. 2С катализатором и установлены пластины с подсоединительной проводкой.
Шаг №4 — подсоединение горелкиВ верхней части устройства устанавливают горелку; купить готовый вариант можно в магазине для работы с подобным оборудованием.
Шаг №5 — монтаж и подсоединение сепаратораНеобходимый для разделения из газовой смеси водорода.
В заключение прокладывается трубка, по которой H2 Будет нагреваться до горелки, а к нему подключат элементы, отводящие и распределяющие тепло по всему дому.
Что предпочтительнее пить — обычную воду или дистиллированную?
Часто владельцы водородных котлов интересуются водой, необходимой для функционирования этих устройств.
Специалисты считают, что максимальную эффективность заводские и самодельные приборы показывают при использовании дистиллированной воды с небольшим количеством гидроксида натрия (на каждые 10 литров воды – одна столовая ложка).
Водородный котел может нормально работать и на обычной воде из водопровода, но важно, чтобы она не имела солей тяжёлых металлов.
Выводы и полезное видео по теме
Видеообзор демонстрирует работу газового котла, функционирующего на водороде, разработанного корейской компанией DAEWOO.
Водород заслужил прозвище «топливо будущего» благодаря возможности стать практически бесконечным источником недорогого и экологически безопасного топлива для различных устройств.
Водородный котел, произведенный на заводе или собранный самостоятельно, формирует автономную отопительную систему. Это позволит существенно снизить коммунальные платежи, поддерживать комфортную температуру в жилых комнатах и хозяйственных помещениях.
Опыт использования водорода как топлива имеется? Желаете задать вопросы по данной теме или рассказать о созданном вами изобретении? Пожалуйста, комментируйте публикацию, участвуйте в обсуждениях и оставляйте фотографии своих работ. Место для обратной связи расположено ниже.