Как сделать водородный генератор — советы и пошаговые инструкции

О реальностях изготовления водородных генераторов для отопления дома. Существующие проекты, сделанные своими руками. Схемы, изготовление, монтаж и просто идеи

Содержание

Устройство и принцип работы генератора водорода

отопление водородом

Заводской генератор водорода представляет собой внушительный агрегат

Использовать водород в качестве топлива для обогрева загородного дома выгодно не только по причине высокой теплотворной способности, но и потому, что в процессе его сжигания не выделяется вредных веществ. Как все помнят из школьного курса химии, при окислении двух атомов водорода (химическая формула H2 – Hidrogenium) одним атомом кислорода, образуется молекула воды. При этом выделяется в три раза больше тепла, чем при сгорании природного газа. Можно сказать, что равных водороду среди других источников энергии нет, поскольку его запасы на Земле неисчерпаемы — мировой океан на 2/3 состоит из химического элемента H2, да и во всей Вселенной этот газ наряду с гелием является главным «строительным материалом». Вот только одна проблема — для получения чистого H2 надо расщепить воду на составляющие части, а сделать это непросто. Учёные долгие годы искали способ извлечения водорода и остановились на электролизе.

Электролиз

Схема работы лабораторного электролизёра

Этот способ получения летучего газа заключается в том, что в воду на небольшом расстоянии друг от друга помещаются две металлические пластины, подключённые к источнику высокого напряжения. При подаче питания высокий электрический потенциал буквально разрывает молекулу воды на составляющие, высвобождая два атома водорода (HH) и один — кислорода (O). Выделяющийся газ назвали в честь физика Ю. Брауна. Его формула — HHO, а теплотворная способность — 121 МДж/кг. Газ Брауна горит открытым пламенем и не образует никаких вредных веществ. Главное достоинство этого вещества в том, что для его использования подойдёт обычный котёл, работающий на пропане или метане. Заметим только, что водород в соединении с кислородом образует гремучую смесь, поэтому потребуются дополнительные меры предосторожности.

ячейка мейера

Схема установки для получения газа Брауна

Генератор, предназначенный для получения газа Брауна в больших количествах, содержит несколько ячеек, каждая из которых вмещает в себя множество пар пластин-электродов. Они установлены в герметичной ёмкости, которая оборудована выходным патрубком для газа, клеммами для подключения питания и горловиной для заливки воды. Кроме того, установка оборудуется защитным клапаном и водяным затвором. Благодаря им устраняется возможность распространения обратного пламени. Водород горит только на выходе из горелки, а не воспламеняется во все стороны. Многократное увеличение полезной площади установки позволяет извлекать горючее вещество в количествах, достаточных для различных целей, включая обогрев жилых помещений. Вот только делать это, используя традиционный электролизёр, будет нерентабельно. Проще говоря, если потраченное на добычу водорода электричество напрямую использовать для отопления дома, то это будет намного выгоднее, чем топить котёл водородом.

Ячейка Мейера

Водородная топливная ячейка Стенли Мейера

Выход из сложившейся ситуации нашёл американский учёный Стенли Мейер. Его установка использовала не мощный электрический потенциал, а токи определённой частоты. Изобретение великого физика состояло в том, что молекула воды раскачивалась в такт изменяющимся электрическим импульсам и входила в резонанс, который достигал силы, достаточной для её расщепления на составляющие атомы. Для такого воздействия требовались в десятки раз меньшие токи, чем при работе привычной электролизной машины.

Видео: Топливная ячейка Стенли Мейера

За своё изобретение, которое могло бы освободить человечество от кабалы нефтяных магнатов, Стенли Мейер был убит, а труды его многолетних изысканий пропали неизвестно куда. Тем не менее сохранились отдельные записи учёного, на основании которых изобретатели многих стран мира пытаются строить подобные установки. И надо сказать, небезуспешно.

Преимущества газа Брауна как источника энергии

  • Вода, из которой получают HHO, является одним из наиболее распространённых веществ на нашей планете.
  • При сгорании этого вида топлива образуется водяной пар, который можно обратно конденсировать в жидкость и повторно использовать в качестве сырья.
  • В процессе сжигания гремучего газа не образуется никаких побочных продуктов, кроме воды. Можно сказать, что нет более экологичного вида топлива, чем газ Брауна.
  • При эксплуатации водородной отопительной установки выделяется водяной пар в количестве, достаточном для поддержания влажности в помещении на комфортном уровне.

Вам также может быть интересен материал о том, как соорудить самостоятельно газовый генератор: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/kotly/gazogenerator-na-drovakh-dlya-otopleniya-doma-svoimi-rukami.html

Область применения

Сегодня электролизёр — такое же привычное устройство, как и генератор ацетилена или плазменный резак. Изначально водородные генераторы использовались сварщиками, поскольку носить за собой установку весом всего несколько килограмм было намного проще, чем перемещать огромные кислородные и ацетиленовые баллоны. При этом высокая энергоёмкость агрегатов решающего значения не имела — всё определяло удобство и практичность. В последние годы применение газа Брауна вышло за рамки привычных понятий о водороде, как топливе для газосварочных аппаратов. В перспективе возможности технологии очень широки, поскольку использование HHO имеет массу достоинств.

  • Сокращение расхода горючего на автотранспорте. Существующие автомобильные генераторы водорода позволяют использовать HHO как добавку к традиционному бензину, дизелю или газу. За счёт более полного сгорания топливной смеси можно добиться 20 – 25 % снижения потребления углеводородов.
  • Экономия топлива на тепловых электростанциях, использующих газ, уголь или мазут.
  • Снижение токсичности и повышение эффективности старых котельных.
  • Многократное снижение стоимости отопления жилых домов за счёт полной или частичной замены традиционных видов топлива газом Брауна.
  • Использование портативных установок получения HHO для бытовых нужд — приготовления пищи, получения тёплой воды и т. д.
  • Разработка принципиально новых, мощных и экологичных силовых установок.

Генератор водорода, построенный с использованием «Технологии водяных топливных ячеек» С. Мейера (а именно так назывался его трактат) можно купить — их изготовлением занимается множество компаний в США, Китае, Болгарии и других странах. Мы же предлагаем изготовить водородный генератор самостоятельно.

Видео: Как правильно обустроить водородное отопление

Плазменные котлы

Устройства плазменного типа состоят из:

  1. реактора. Он представляет собой стальную емкость, внизу которой находится медная пластина с вольфрамовыми электродами. Они утоплены в плазменное вещество;
  2. генератора импульсов. Он производит и передает электрические импульсы на электроды;
  3. теплообменника. В него поступает образованный внутри реактора пар. Этот элемент является цилиндрической емкостью со змеевиком. Последний наполнен теплоносителем;
  4. катализатора. Внутри него плазма восстанавливает свои свойства. Он подключен к теплообменнику;
  5. циркуляционного насоса. Находится между катализатором и реактором. Его задача – перегонять плазму внутри котла отопления.

Краткая теоретическая часть

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

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

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

Пожар на водородном дирижаблеРаньше водородом наполняли баллоны дирижаблей, которые нередко взрывались

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

2H2 + O2 → 2H2O + Q (энергия)

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

2H2O → 2H2 + O2 — Q

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

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.

Генератор водорода своими руками для отопления

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.

Модели концентраторов, являющиеся лучшими по версии редакции Tehno.guru

Ознакомившись с множеством отзывов в Сети, рассмотрев технические характеристики множества моделей, команда редакции Tehno.guru выбрала несколько лучших моделей. Это должно помочь нашему уважаемому читателю сделать правильный выбор без лишних хлопот и многочасового перелопачивания интернета в поисках хорошего устройства.

«АРМЕД 7F-3L» – кислородный концентратор с хорошим функционалом


Вот так выглядит один из лучших приборов – «АРМЕД 7F-3L» «АРМЕД 7F-3L» рекомендуется не только длядомашнего использования, но и для применения в детском саду, школе, фитнес-центре. Производительность устройства – до 3л/мин при концентрации кислорода 93%. Размеры устройства 480 × 280 × 560мм, вес – 26,5кг. Подходит для приготовления кислородных коктейлей. Вот его некоторые характеристики.

Марка, модель Производительность кислорода, л/мин Уровень шума, дБ Потребляемая мощность, Вт
АРМЕД 7F-3L 0-3 49 350

Немного шумноват, но в целом довольно достойный агрегат. Вот что о нем говорят пользователи сети.

АРМЕД 7F-3L

«OXYbar Auto» – изделие от очень известного бренда «Atmung»

«OXYbar Auto» – одно из самых тихих и компактных устройств Очень тихий, легкий и компактный прибор

В комплекте имеется адаптер для подключения в автомобиле, что очень важно для многих в длительных поездках. Вес всего 5,2 кг

На сегодняшний день на российском рынке нет столь легких устройств. Производитель утверждает, что прибор может работать в круглосуточном режиме. Максимальная производительность агрегата составляет 6л/мин, однако при этом концентрация кислорода составит всего 30%, что никак не может радовать. При настройках производительности в 1л/мин концентрация приемлема – 90%. Рассмотрим характеристики устройства.

Марка, модель Производительность кислорода, л/мин Уровень шума, дБ Потребляемая мощность, Вт
Atmung OXYbar Auto 0,2-6 40 115

Таким образом, устройство можно назвать не только самым маленьким, но и одним из самых тихих.

Atmung OXYbar Auto

«BITMOS OXY-6000» – прибор с довольно хорошими показателями


«BITMOS OXY-6000» имеет неплохие характеристики

Марка, модель Производительность кислорода, л/мин Уровень шума, дБ Потребляемая мощность, Вт
BITMOS OXY-6000 1-6 35 360

«BITMOS OXY-6000» – детище немецких производителей. И, как и любая немецкая техника, сделан очень качественно. Имеет очень удобную форму – это «чемоданчик» на колесах, что весьма удобно при весе в 19,8кг. Размеры прибора – 520 × 203 × 535мм. Есть функция приготовления кислородных фитококтейлей. При повышении температуры, падении скорости потока, падении концентрации кислорода, отключении сети и ошибках микропроцессора устройство подает звуковой сигнал. При производительности 1-4л/мин концентрация кислорода достигает 95%. А как с характеристиками?

BITMOS OXY-6000

ПОЛЕЗНАЯ ИНФОРМАЦИЯ!

Стоимость подобных приборов достаточно высока и не каждому по карману. Именно поэтому сегодня можно найти множество фирм, предлагающих кислородный концентратор для домашнего пользования в аренду по вполне приемлемым ценам.

Немного о доверчивости и наивности

Некоторые предприимчивые дельцы предлагают на продажу водородный генератор на авто. Рассказывают про обработку лазером поверхности электродов или про уникальные секретные сплавы, из которых они сделаны, специальные катализаторы воды, разработанные в научных лабораториях мира.

Всё зависит от способности мысли таких предпринимателей к полёту научной фантазии. Доверчивость может сделать вас за ваши же средства (иногда даже не малые) владельцем установки, у которой через два месяца эксплуатации разрушатся контактные пластины.

Если уж вы решили таким способом экономить, то лучше собирать установку самостоятельно. По крайней мере, не на кого потом будет пенять.

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.

Генератор водорода своими руками для отопления

Как это работает

Разработка перспективного способа обогрева проводилась в Италии. При работе водородного котла в атмосферу не выделяется токсических веществ, по этой причине его использование является наиболее безопасным для обогрева домов и квартир. Проводимые в процессе преобразования реакции не сопровождаются шумом, поэтому звуковые колебания от работающего котла минимальны.

Напольная конструкция в контейнере

Полезность от технологии в том, что у ученым и конструкторам удалось достичь относительно низкой температуры сжигания водородного газа. Показатель достигает приблизительно трехсот градусов по Цельсию. Данная особенность позволяет существенно экономить на материалах для котлов, поскольку защитой от плавления можно пренебречь.

Принципы проходящей реакции внутри генератора известны еще со школьных времен. При взаимодействии кислородного и водородного атома формируется молекула воды. Чтобы начать процесс преобразований, требуются катализаторы реакций. Во время образования связей происходит нагрев жидкости, циркулирующей по трубопроводу приблизительно до 40 градусов. Этого достаточно, чтобы нагреть полы до достаточного уровня.

Отопление на гидрогене

Чтобы достичь более высоких показателей температуры в доме, проводится регулирование работы котельного оборудования, особенно его мощности. Необходимость изменять параметры требуется для подгона системы отопления под разные габариты помещения. Котлы, предназначенные для реакций превращения водорода, являются модульными.

Это означает, что они могут включать несколько каналов, которые независимо один от другого подключаются к единому блоку. Для каждого протока подключается отдельная емкость с катализатором, поэтому к обменной части поступает жидкость, с температурой уже около 40 градусов.

Принцип работы устройства заключается в следующем:

  1. Готовое оборудование включает в себя устройство с парным количеством соединенных между собой пластин с разным уровнем заряда (катод и анод), которые погружаются в воду и на них подается положительный и отрицательный сигнал. Для этого желательно использовать исключительно регулируемый источник тока. Работа системы улучшается, используя вместо обычной жидкости электролит, например, щелочную или кислую среду с большим количеством свободных ионов.
  2. При прохождении реакций от катода из жидкости начнет выделяться водород, а неподалеку от анода кислород.
  3. Оба газа передаются по трубке в водяной затвор, который отделяет пар и не допускает взрыва в реакторе.
  4. После чего, водородный газ поступает на горелку, где должен сгореть. В результате образуется вода.

Принцип функционирования

Что необходимо для изготовления топливной ячейки дома

Приступая к изготовлению водородной топливной ячейки, надо обязательно изучить теорию процесса образования гремучего газа. Это даст понимание происходящего в генераторе, поможет при настройке и эксплуатации оборудования. Кроме того, придётся запастись необходимыми материалами, большинство из которых будет нетрудно найти в торговой сети. Что же касается чертежей и инструкций, то мы постараемся раскрыть эти вопросы в полном объёме.

Проектирование водородного генератора: схемы и чертежи

Самодельная установка для получения газа Брауна состоит из реактора с установленными электродами, ШИМ-генератора для их питания, водяного затвора и соединительных проводов и шлангов. В настоящее время существует несколько схем электролизёров, использующих в качестве электродов пластины или трубки. Кроме того, в Сети можно найти и установку так называемого сухого электролиза. В отличие от традиционной конструкции, в таком аппарате не пластины устанавливаются в ёмкость с водой, а жидкость подаётся в зазор между плоскими электродами. Отказ от традиционной схемы позволяет значительно уменьшить габариты топливной ячейки.

В работе можно использовать чертежи и схемы рабочих электролизёров, которые можно адаптировать под собственные условия.

Выбор материалов для строительства генератора водорода

Для изготовления топливной ячейки практически никаких специфичных материалов не требуется. Единственное, с чем могут возникнуть сложности, так это электроды. Итак, что надо подготовить перед началом работы.

  1. Если выбранная вами конструкция представляет собой генератор «мокрого» типа, то понадобится герметичная ёмкость для воды, которая одновременно будет служить и корпусом реактора. Можно взять любой подходящий контейнер, главное требование — достаточная прочность и газонепроницаемость. Разумеется, при использовании в качестве электродов металлических пластин лучше использовать прямоугольную конструкцию, к примеру, тщательно загерметизированный корпус от автомобильного аккумулятора старого образца (чёрного цвета). Если же для получения HHO будут применяться трубки, то подойдёт и вместительная ёмкость от бытового фильтра для очистки воды. Самым же лучшим вариантом будет изготовление корпуса генератора из нержавеющей стали, например, марки 304 SSL.
    Генератор водорода

    Электродная сборка для водородного генератора «мокрого» типа

    При выборе «сухой» топливной ячейки понадобится лист оргстекла или другого прозрачного пластика толщиной до 10 мм и уплотнительные кольца из технического силикона.

  2. Трубки или пластины из «нержавейки». Конечно, можно взять и обычный «чёрный» металл, однако в процессе работы электролизёра простое углеродистое железо быстро корродирует и электроды придётся часто менять. Применение же высокоуглеродистого металла, легированного хромом, даст генератору возможность работать длительное время. Умельцы, занимающиеся вопросом изготовления топливных ячеек, длительное время занимались подбором материала для электродов и остановились на нержавеющей стали марки 316 L. К слову, если в конструкции будут использоваться трубки из этого сплава, то их диаметр надо подобрать таким образом, чтобы при установке одной детали в другую между ними был зазор не более 1 мм. Для перфекционистов приводим точные размеры:
    — диаметр внешней трубки — 25.317 мм;
    — диаметр внутренней трубки зависит от толщины внешней. В любом случае он должен обеспечивать зазор между этими элементами равный 0.67 мм.
    Генератор водорода

    От того, насколько точно будут подобраны параметры деталей водородного генератора, зависит его производительность

  3. ШИМ-генератор. Правильно собранная электрическая схема позволит в нужных пределах регулировать частоту тока, а это напрямую связано с возникновением резонансных явлений. Другими словами, чтобы началось выделение водорода, надо будет подобрать параметры питающего напряжения, поэтому сборке ШИМ-генератора уделяют особое внимание. Если вы хорошо знакомы с паяльником и сможете отличить транзистор от диода, то электрическую часть можно изготовить самостоятельно. В противном случае можно обратиться к знакомому электронщику или заказать изготовление импульсного источника питания в мастерской по ремонту электронных устройств.

    Импульсный блок питания, предназначенный для подключения к топливной ячейке, можно купить в Сети. Их изготовлением занимаются небольшие частные компании в нашей стране и за рубежом.

  4. Электрические провода для подключения. Достаточно будет проводников сечением 2 кв. мм.
  5. Бабблер. Этим причудливым названием умельцы обозвали самый обычный водяной затвор. Для него можно использовать любую герметичную ёмкость. В идеале она должна быть оборудована плотно закрывающейся крышкой, которая при возгорании газа внутри будет мгновенно сорвана. Кроме того, рекомендуется между электролизёром и бабблером устанавливать отсекатель, который будет препятствовать возвращению HHO в ячейку.
    Генератор водорода

    Конструкция бабблера

  6. Шланги и фитинги. Для подключения генератора HHO понадобятся прозрачная пластиковая трубка, подводящий и отводящий фитинг и хомуты.
  7. Гайки, болты и шпильки. Они понадобятся для крепления частей электролизёра между собой.
  8. Катализатор реакции. Для того чтобы процесс образования HHO шёл интенсивнее, в реактор добавляют гидроксид калия KOH. Это вещество можно без проблем купить в Сети. На первое время будет достаточно не более 1 кг порошка.
  9. Автомобильный силикон или другой герметик.

Заметим, что полированные трубки использовать не рекомендуется. Наоборот, специалисты рекомендуют обработать детали наждачной бумагой для получения матовой поверхности. В дальнейшем это будет способствовать увеличению производительности установки.

Инструменты, которые потребуются в процессе работы

Прежде чем приступить к постройке топливной ячейки, подготовьте такие инструменты:

  • ножовку по металлу;
  • дрель с набором свёрл;
  • набор гаечных ключей;
  • плоская и шлицевая отвёртки;
  • угловая шлифмашина («болгарка») с установленным кругом для резки металла;
  • мультиметр и расходомер;
  • линейка;
  • маркер.

Кроме того, если вы будете самостоятельно заниматься постройкой ШИМ-генератора, то для его наладки потребуется осциллограф и частотомер. В рамках данной статьи мы этот вопрос поднимать не будем, поскольку изготовление и настройка импульсного блока питания лучше всего рассматривается специалистами на профильных форумах.

Обратите внимание на статью, в которой приведены другие источники энергии, которую можно использовать для обустройства отопления дома: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/alternativnye-istochniki-energii.html

Почему же водой до сих пор не топят

Межмолекулярные связи воды возникают и разрываются гораздо легче, чем внутримолекулярные. Поэтому именно их и решили использовать в процессах теплообмена. Химиками экспериментально было установлено, что энергия межмолекулярных связей воды находится в пределах от 0,26 до 0,5 эВ (электронвольт).

Проблема заключается в том, что для получения топлива из воды ее необходимо разложить на составляющие. Простыми словами, ее нужно разложить на кислород и водород, затем сжечь водород и вновь получить воду. Расщепление достигается путем пропускания через жидкость электрического тока.

При кипении вода не разрывается на отдельные молекулы, а только испаряется. Нагревание от обычного горения не вызывает в жидкости никаких других реакций. Причем и на этот процесс требуется много энергии, которую можно было бы применить с пользой. К примеру:

  • сжигание 1 кг сухих дров с долей влажности не более 20% дает около 3,9 кВт;
  • если уровень влажности древесины повышается до 50%, то с 1 кг выделяется уже всего 2,2 кВт.

Разложение воды для получения реального горения требует значительных затрат энергии. Ее нужно намного больше, нежели выделится при использовании восстановленных элементов вновь в качестве горючего. Можно привести примерное соотношение:

  • 100% энергии – на расщепление;
  • 75% энергии – при сжигании восстановленных составляющих.

Именно тот факт, что при обратной реакции выделенных водорода и кислорода выделяется меньше энергии, и выступает причиной, почему вода как топливо для автомобилей и не только до сих пор не используется. Экономически такой метод оказался невыгоден. Более реально сделать топливо из мусора. Оно может быть жидким, газообразным и твердым.

Существует ли «водный» автомобиль

В 2008 году в Японии «водное» авто было представлено компанией Genepax на выставке в Осаке. В качестве топлива можно было использовать стакан воды из-под крана или из реки и даже обычную газировку.

Устройство расщепляло жидкость на молекулы водорода и кислорода, которые начинали гореть и давать автомобилю энергию для езды. На сегодня известно, что компания Genepax уже через год разорилась и закрылась.

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.

Генератор водорода своими руками для отопления

Критерии выбора водородного генератора

Более безопасными характеристиками обладает водородное оборудование, изготовленное в промышленных условиях. Процесс производства учитывает показатели тестовых запусков образцов, ряда экспериментов и других научно-исследовательских мероприятий. Тогда как в домашних условиях выполняется лишь механическая сборка. Поэтому специалисты настоятельно рекомендуют приобретать котлы в специализированных магазинах, где покупка защищена гарантиями производителя.

• мощность;

• потребление электричества;

• количество контуров;

• особенности монтажа и эксплуатации.

Кроме того, следует учесть репутацию производителя. Для этого рекомендуется предварительно ознакомиться с отзывами покупателей и отследить рейтинг самых популярных компаний. Перед приобретением нужно осмотреть корпус и доступные для обзора элементы на предмет целостности. Если производитель гарантий не даёт, от покупки такой модели стоит отказаться.

Несколько дельных советов

Далее поговорим о других составляющих водородной горелки – фильтре для стиралки и клапане. Оба предназначаются для защиты. Клапан не позволит загоревшемуся водороду проникнуть обратно в конструкцию и взорвать скопившийся под крышкой электролизера газ (пусть его там и немного). Если не установим клапан, то контейнер повредится и щелочь вытечет наружу.

Фильтр же потребуется для изготовления водяного затвора, который будет играть роль барьера, предотвращающего взрыв. Народные умельцы, не понаслышке знакомые с конструкцией самодельной горелки на водороде, называют этот затвор «бульбулятором». И правда, он по сути лишь создает пузырьки воздуха в воде. Для самой горелки используем все тот же прозрачный шланг. Все, водородная горелка готова!

Остается лишь подсоединить ее к входу системы «теплый пол», герметизировать соединение и начать непосредственно эксплуатацию.

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.

Техника безопасности и особенности эксплуатации

Отопительный котел на водороде нужно правильно эксплуатировать.

В ходе его использования придерживайтесь следующих правил:

  • Нельзя самостоятельно модернизировать и переделывать водородное нагревательное оборудование. Это повышает вероятность утечки водорода. При его взаимодействии с воздухом создается взрывоопасная ситуация.
  • Установите внутри теплообменника датчики температуры. Это позволит контролировать степень нагрева воды. Периодически проверяйте температуру, не допускайте перегревания теплоносителя.
  • Не эксплуатируйте отопительное оборудование в режимах и условиях, которые не предусмотрены производителем. Это может привести к нежелательной цепной реакции.
  • На горелочное устройство установите запорную арматуру и подключите ее к температурному датчику. Это позволит при необходимости обеспечивать охлаждение котла.
  • Если давление газа в камере сгорания критически повышается, то нужно выяснить причину такого повышения, принять меры для стабилизации работы.
  • Следите за подачей воды, периодически меняйте электролитный раствор.

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.

Водородный котел отопленияПри всех достоинствах водородных котлов, также стоит учитывать сложности с поиском деталей

Правила подбора отопительного водородного котла

Первое, что нужно требовать при покупке – сертификат соответствия на блок защиты устройства.

Потом проверить детали на соответствие, определить ряд основных параметров:

  1. Мощность. Выбирать в зависимости от имеющейся в доме сети и по объему площади строения. Для 10 м2 необходимо 1 кВт тепла.
  2. Параметры системы отопления. Например, если котел греет воду от +90 С, а сеть работает с теплоносителем не выше +80 С, мощность котла надо снижать.
  3. Объем камеры сгорания. Показатель должен соответствовать количеству теплообменников для прогрева дома.
  4. Количество контуров и техническую возможность установки дополнительного. Например, для раздачи ГВС по разным этажам.

Технические характеристики генераторов водорода серии Н

Модели серии H

H2m

H4m

H6m

Производительность по водороду

2 м3/час 4,31 кг/24 часа

4 м3/час 8,63 кг/24 часа

6 м3/час 12,94 кг/24 часа

Давление водорода на выходе — номинальное

15 барОпционально 30 бар

Потребляемая мощность на единицу объема произведенного водорода

7,3 кВт ч/ м3

7,0 кВт ч/ м3

6,8 кВт ч/ м3

Чистота (концентрация примесей)

99,9995% Вода< 5 ppm, (температура насыщения -65º C), N2 < 2 ppm, O2 < 1 ppm, все остальное ниже предела обнаружения

Диапазон регулировки производительности

От 0 до 100% от номинального значения

Возможность модернизации

Модернизируемый до 6 м3

Модернизируемый до 6 м3

Нет

Требования к деионизированной воде

Расход при максимальной производительности

1,83 л/час

3.66 л/час

5.50 л/час

Температура

от 5 ºС до 50 ºС

Давление

От 1,5 до 4 бар

Качество подводимой воды

Минимальные требования: деионизированная вода ASTM тип II, < 1 мкСм/см Предпочтительно: деионизированная вода ASTM тип I, < 0,1 мкСм/см

Тепловая нагрузка и требования к охлаждению

Охлаждение

Жидкостное охлаждение

Тепловая нагрузка от системы

макс. 8.1 кВт

макс. 16.1 кВт

макс. 23.7 кВт

Охлаждающий агент

от 15 до 45 л/мин

от 15 до 68 л/мин

от 15 до 86 л/мин

от 0 до 50 % гликоля, не загрязняющийся от 1,4 до 6,9 бар изб. 5 ºС до 35 ºС

Требования к электричеству

Рекомендуемое значение на предохранителе

22 кВА

40 кВА

58 кВА

Электропитание

От 380 до 480 В (переменный ток), трехфазный, 50 или 60 Гц

Соединения

Выход производимого водорода

¼ » CPI прессуемый зажим для труб, нержавеющая сталь

Н2/Н2О вентиляционный порт

1/2» стандартная внутренняя трубная резьба, нержавеющая сталь

Вход для деионизированной воды

1/4» стандартная внутренняя трубная резьба, нержавеющая сталь

Вход для калибровочного газа

1/8» стандартная внутренняя трубная резьба, латунь

Вход охлаждающего агента

1» стандартная внутренняя трубная резьба, латунь

Выход охлаждающего агента

1» стандартная внутренняя трубная резьба, латунь

Слив

3/8» стандартная внутренняя трубная резьба, латунь

Электричество

Подсоединено к встроенному прерывателю цепи

Цифровой выход

Ethernet

Системы управления

Стандартные характеристики

Полностью автоматизированное управление, кнопка запуск/выкл, E-stop. Встроенная система детекции утечки водорода. Самодиагностика ошибок и падения давления в системе.

Удаленный аварийный терминал

Реле тип С (5А, 250 В, 150 Вт макс. выключение)

Удаленное выключение

через предохранительный контур

Внешние характеристики

Размеры Д х Ш х В

180 x 80 x 190 см Примечание: необходимо прибавлять 8 см к высоте для установки подъемных кронштейнов

Вес (генератор / в транспортируемой упаковке )

700 кг / 807 кг

727 / 858 кг

773 кг / 908 кг

Класс

IP43 для жидкостной секции; модернизируемо до IP56 IP66 для блока электроники

Требования к условиям окружающей среды

Стандартное размещение

Внутри помещения, уровень ± 1º, от 0 до 90 % влажности без конденсата, безопасная/не классифицированная окружающая среда

Температура при хранении/перевозке

От 5°C до 60°C

Диапазон температур окружающей среды

От 5°C до 50°C

Диапазон высот — высота над уровнем моря до

2400 м

Вентиляция

Надлежащая вентиляция должна быть обеспечена из безопасной окружающей среды в соответствии с IEC60079-10, Zone 2 NE

Меры безопасности и нормативные регламенты

Вентиляция внутреннего пространства из окружающей среды

NFPA 69 и EN 1127-1, пункт 6.2. Вентилятор нагнетает поток свежего воздуха со скоростью до 28 м3/мин

Шум дБ на расстоянии 1 метр

< 83

Сертификаты

cTUVus (UL и эквивалент CSA), CE (PED, ATEX, LVD, Mach. Dir. EMC), NYFD

Опции

Proton Onsite предлагает широкий диапазон опций для конфигурирования систем, чтобы они наилучшим способом соответствовали Вашим требованиям. Для ознакомления со списком опций, доступных в настоящий момент, и обсуждения наиболее подходящего для ваших задач варианта, свяжитесь с местным представителем.

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:

Генератор водорода своими руками для отопления

  • 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.

Генератор водорода своими руками для отопления

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:

Генератор водорода своими руками для отопления

  • 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:

Генератор водорода своими руками для 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.

Экономический вопрос

Прежде чем начать подробно разбираться, как сделать водородный генератор, желательно вспомнить школьный курс физики. Все преобразования происходят с потерей энергии, то есть, затраты электроэнергии на получение водорода не окупятся тепловой мощностью при сжигании полученного топлива.

Если учесть, что сжигать водород с максимальной температурой и теплоотдачей в домашних условиях попросту невозможно, становится понятным, что реальные потери будут даже выше тех, что рассчитаны для идеальных условий.

Итак, использовать водородный генератор, сделанный для отопления своими руками, не имеет никакого смысла, если у вас нет доступа к бесплатной электроэнергии. Установить для отопления дома электрический котел и тратить электроэнергию напрямую, без сложных преобразований, обойдется вам в 2-3 раза дешевле. Кроме того, электрокотел полностью безопасен, а эксплуатация кустарной установки грозит взрывом при несоблюдении правил монтажа и эксплуатации.

Очевидно, что получение дешевого водорода экологически чистым способом, к которым относится электролиз, — это вопрос будущего, над которым сегодня работают ученые в передовых странах мира.

Генератор водорода своими руками для отопления

Генератор водорода своими руками для отопления

Источники: http://fb.ru/article/217159/vodorodnyiy-generator-dlya-otopleniya-chastnogo-doma-svoimi-rukami, http://x-teplo.ru/otoplenie/oborudovanie/vodorodnyj-generator-dlya-chastnogo-doma.html, http://profiteplo.com/sistemy-otopleniya/45-kak-sdelat-vodorodnyj-generator.html

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...