Водородная печь для отопления

Особенности водородного отопления

Впервые отопление дома на водороде было разработано итальянскими изобретателями. Созданный ими прибор практически не создавал шума и не выбрасывал в атмосферу вредные вещества. При этом температура внутри котлов была невысокой, и оборудование можно было делать не из чугуна или жаропрочной стали, а из обычного металла и даже пластика.

«Классическим», низкотемпературным вариантом отопления на водороде является выделение тепла в процессе образования воды из водорода и кислорода. Хотя существует и методика, предусматривающая обратный процесс – расщепление водных молекул для создания водородного топлива, сгорающего в котлах.

Котлам, работающим на водороде, не нужна специальная система отвода в атмосферу продуктов сгорания. Ведь в процессе выделяется только пар, безвредный для окружающей среды. А получение сырья практически не представляет особой проблемы, в отличие от таких энергоносителей, как газ, дизтопливо и пеллеты.

Расходы при использовании отопления на водороде будут идти только на электроэнергию для генератора.

Преимущества и недостатки

Распространению системы водородного отопления способствует целый ряд достоинств такого метода:

  1. Экологическая чистота выбросов.
  2. Работа без применения огня (только для обычных низкотемпературных систем). Так как тепло получается не при сгорании, а в результате химической реакции. Соединение водорода и кислорода приводит к получению воды, а выделившаяся при этом энергия идет в теплообменник. Температура теплоносителя при этом не превышает 40 градусов, что является практически идеальным режимом для системы «теплых полов».
  3. Использование водородного топлива экономит средства владельца частного дома.

Единственный более выгодный способ в плане эксплуатации – газовое отопление, далеко не всегда доступное для загородного жилья.

Также использование водорода снижает затраты углеводородов типа нефти и газа, представляющих собой невозобновляемые ресурсы.

Правда, имеются у методики и недостатки. Во-первых, водород является достаточно взрывоопасным и, за счет этого, трудно транспортируемым веществом, хотя эта проблема существует только для низкотемпературного варианта.

Во-вторых, специалистов, способных на правильную установку таких котлов и сертификацию водородных баллонов, в нашей стране немного.

Особенности водородной системы обогрева

Водородные генераторы для отопления могут обладать различной мощностью. Это обусловливает варианты выбора котлов в соответствии с параметрами отапливаемого помещения.

Измеряется мощность такого оборудования с помощью специальных каналов, при этом максимальное значение указанной величины равняется шести. Стоит отметить, что водородная установка для отопления дома — это своеобразная котельная, благодаря чему упомянутые каналы мощности получают возможность работать в автономном режиме, то есть, независимо друг от друга.

В каждом из имеющихся каналов предусмотрено наличие катализатора, который запускает процесс выработки молекул воды. Наряду с этим, осуществляется выброс теплового потока.

Это тепло направляется непосредственно к теплообменнику, который расположен в камере сгорания. При этом поток достигает определённого значения температуры — 40 градусов. Такие температурные условия считаются оптимальные для таких систем, как “тёплый пол” или “тёплый потолок”.

Важно заметить, что водородный котёл совершенно не нуждается в дополнительном оборудовании, которое осуществляет отвод продуктов переработки топлива, поскольку таковые попросту отсутствуют. В процессе сжигания горючего выделяется исключительно чистый водяной пар

Состоит водородная система обогрева из следующих элементов:

Диаметр последних колеблется между значениями от 1 и до 1,25 дюйма. Но в отдельных случаях могут быть использованы трубы, имеющие несколько иной диаметр. Монтаж указанных компонентов системы производится в соответствии с одним правилом: каждое разветвление труб сопровождается изменением их диаметра в сторону уменьшения.

Достаточно важным является и тот факт, что водородная обогревательная система может быть применена в качестве вспомогательного оборудования под час эксплуатации иных отопительных систем. При этом, основные теплоагрегаты должны функционировать в низкотемпературных режимах.

Как было указано ранее, данный энергоноситель вполне способен заменить все, существующие ныне, разновидности топлива. Водород является абсолютно безопасным экологически, выгодным экономически и достаточно простым в плане добычи. Более того, содержание сего энергоресурса в природе практически не ограничено.

Водородная печь

Термообработка заключалась в отжиге образцов в водородной печи при 830 С в течение 5 мин и охлаждении с печью. Если осадок тоньше 7 — 8 мкм, то наряду с линиями бронзы видны линии стальной подложки. В интервале толщин 2 5 — 20 мкм период элементарной ячейки а-раствора не меняется.

Для контроля наличия тока газа в водородных печах должны устраиваться свечи с постоянно горящим факелом водорода в местах, удобных для постоянного наблюдения.

Вольфрам можно спаивать с различными металлами в водородной печи, если его предварительно никелировать и использовать высокотемпературные припои: золото-никелевый ( 82 5 % Аи 17 5 % Ni), чистую платину, медно-никелевый ( 75 % Си 25 % Ni) и чистый никель.

Конструкция, эксплуатация, ремонт и обслуживание водородных печей для отжига спиралей должны соответствовать требованиям Правил техники безопасности и производственной санитарии в электровакуумной промышленности, пп.

В результате отжига при 830 С в водородной печи должно произойти оплавление покрытия. После термообработки осадок с 22 % Sn представляет двухфазную смесь б-фазы и твердого а-раствора на основе меди. Известно , что метастабильная б-фаза легко переходит в б-фазу ( CusiSns) уже при отжиге при 200 — 300 С.

Посеребренные детали на 15 мин помещают в водородную печь при температуре 850 С и быстро извлекают их на воздух. При этом слой серебра не должен отслаиваться от деталей.  Пайка производится твердым припоем в вакуумных или водородных печах. Напряжение подается через штырь 2, припаянный к втулке. Другую втулку приваривают к фланцу.

Следует отметить, что к работе на водородных печах допускаются работники, прошедшие специальный инструктаж и имеющие удостоверение на право работы на таких установках.

Необходимо помнить, что на большинстве участков термодиффузии водородные печи отсутствуют, поскольку в технологии производства БИС и СБИС полупроводниковые материалы не требуют обработки в восстановительной водородной атмосфере.  Обработанная песком, тщательно обезжиренная и отожженная в водородной печи ( в течение 10 мин при 850 С) никелевая лента 421 методом перемотки пропускается через печь при температуре около 925 С. При этом па ней образуется зеленый слой окислов. Лента сразу же поступает в следующую печь с той же температурой, но наполненную углеводородами ( например, бутаном), которые при соприкосновении с окислами никеля разлагаются. Кристаллы с транзисторными структурами напаивают мягким припоем в водородной печи на кристаллодержатели, которые затем точечной сваркой соединяют с ножками корпусов.

Кобальтовые слитки, нагретые до 1000 С в водородной печи, пластичны при ковке, если содержание в них серы не более 0 008 %; при наличии 0 009 — 0 014 % серы пластичность недостаточно хорошая. Слитки, содержащие более 0 015 % серы, не поддаются ковке из-за образования межкристал-литных трещин. На границах зерен литых образцов обнаружена сульфидная эвтектика с температурой плавления 872 С.

Как сделать водородное отопление своими руками

Прежде чем делать генератор водорода для отопления дома мастеру нужно позаботиться о материалах, пригодится:

  • лист металла «нержавейки» с размерами 50х50 см;
  • два болта 6х150 с гайками и шайбами;
  • фильтр проточной очистки (можно взять от стиральной машинки);
  • полая прозрачная трубка, например, водяной уровень 10 м;
  • пластиковый контейнер для еды на 1,5 литра с герметичной крышкой;
  • штуцеры диаметром 8 мм с «елочкой»;
  • болгарка.

Для изготовления агрегата хорошо подходит сталь 03Х16Н1, также пригодится щелочь вместо воды, чтобы обеспечить более агрессивную для тока среду, но при этом продлить срок службы стального листа. Чтобы сделать качественное отопление дома водородом, требуется предварительно выбрать схему выкладки (теплый пол, выкладка по плинтусам и прочее), просчитать длину трубопроводов.

А теперь о том, как сделать печь на водороде:

  1. Лист металла поместить на ровную плоскость и нарезать на 16 прямоугольников (расчет для листа металла 50х50 см). Это будущая горелка. Куски нарезать болгаркой.
  2. Один угол у каждого из 16 кусков срезать, чтобы потом пластины соединить.
  3. С оборотной стороны каждой пластины просверлить дырку для болта.
  4. Чтобы обеспечить принцип работы, выглядящий как прохождение электрического тока через пластины, погруженные в электролит для разложения жидкости на водород и кислород, нужно располагать одновременно двумя пластинами, одна из которых – анод, вторая – катод. В данном случае получается 8 шт. анодов и 8 шт. катодов.
  1. В пластиковом контейнере поместить пластины с учетом их полярности и чередованием плюс, минус, плюс и так далее. Изолировать элементы следует прозрачной трубкой, нарезая ее на кольца, а затем их на полоски толщиной в 1 мм.
  2. Зафиксировать пластины между собой шайбами. Сначала шайба надевается на болт, затем идет пластина, потом еще 3 шайбы, снова пластина, так нужно вешать 8 шт. на анод и 8 шт. на катод.

  1. Определить точку упора болта в контейнере, в этой зоне высверлить дырку. Если болты в контейнер не входят, их нужно обрезать (болты) до требуемой длины. Потом болты вставить в отверстия, надеть на них шайбы, зажать для герметичности гайками.
  2. В крышке контейнера сделать отверстие для штуцера, вставить штуцер в дырку, промазать зону стыка для герметичности силиконовым герметиком. Теперь нужно проверить герметичность дырки, продув штуцер. Если воздух выходит, крышку герметизировать тем же силиконовым герметиком.
  3. Протестировать генератор, подключив к нему любой источник тока, заполнив контейнер водой. Теперь на штуцер нужно надеть шланг, конец которого опустить в емкость. Если в воде появились пузырьки воздуха, то система работает, если пузырьков нет, источник недостаточно мощный, но расстраиваться не стоит, в электролизере пузырьки появятся.

Осталось только повысить интенсивность выработки и выхода газа путем увеличения уровня напряжения в электролите. Для этого в воду заливается щелочь, например, гидроксид натрия из средства для чистки «Крот». Теперь нужно снова подключить источник питания и оценить возможности электролизера.

Финальный этап – соединение горелки с трубопроводом отопления, например, системой теплый пол, герметизация стыков и можно вводить агрегат в эксплуатацию.

Чтобы отопление на водороде своими руками было сделано качественно, следует установить фильтр и клапан. Клапан устанавливается на точке выхода водорода, предупреждая скопление и возгорание газа под крышкой емкости, а фильтр нужен для обустройства водяного затвора, также предупреждающего взрыв. Если остались вопросы, видео от профессионалов поможет решить все проблемы.

Какой именно металл следует использовать

Этот вопрос спорный. Так, во многих – в том числе весьма авторитетных – источниках говорится, что для водородного отопления необходимо использовать лишь редкие металлы. В действительности это не совсем верно, так как вполне можно использовать и нержавеющую сталь, о чем мы уже говорили выше. Хотя в идеале это должна быть ферримагнитная сталь. Отличается она тем, что не притягивает к себе частички не нужного мусора. Также отметим, что при выборе металла ориентироваться лучше все же на «нержавейку», которая не подвержена процессу окисления.

Как видим, соорудить водородный котел не так сложно, как кажется. Необходимо лишь правильно подобрать расходные материалы и тщательным образом изучить схему отопительной системы такого типа. Установив все необходимое оборудование, произведите проверку, дабы убедиться в том, что оно действительно качественное и достаточно эффективное.

Видео – Изготовление водородного генератора

Схема самодельной установки

Нет однозначной схемы устройства, так как она может варьироваться в зависимости от комплектации различными датчиками.

Однако, можно выделить перечень необходимого минимума составляющих данного устройства:

  1. Сосуд, который наполнен жидкостью (электролитом). Набор пластин для электролизера
  2. Набор нержавеющих пластин, между которыми под действием электричества вода будет распадаться на водород и кислород (электролизер).
  3. Предохранительный модуль.
  4. Камера сгорания.
  5. Теплообменник.

А работает это все следующим образом — специальная жидкость, поступает в электролизер, в котором происходит выработка газа путем расщепления жидкости под действием электрического тока. После горения образуется вода, которая возвращается в систему. Изготавливается емкость из высоколегированной стали, использование этого материала обусловлено его надежностью.

Существует технологическая необходимость в установке предохранительного клапана для сброса избыточного давления из системы. Выработанный водород затем поступает в камеру сгорания. Вступив в термическую реакцию с О2, газ вырабатывает тепло, которое через радиатор протекает в отопительную систему помещения.

А жидкость, которая образовалась в камере, протекает по специальной трубке в сосуд с электролитом, благодаря этому происходит самовоспламенение при помощи рециркуляции. Также к данной схеме добавляют элементы защитной автоматической системы для безопасности эксплуатации. Такие, как датчики контроля уровня воды, температурные датчики, пропускные клапаны, датчики контроля давления в системе.

Отопление на водороде

Водород один из источников отопления дома

В средневековье известным ученым Парацельсом в ходе опытов был замечен такой процесс, как выделение пузырьков воздуха при взаимодействии железа и серной кислоты. Однако это был не воздух, а водород. Это легкий газ, который не имеет ни цвета, ни запаха. А если он смешивается с кислородом, то газ является взрывоопасным. Сегодня отопление на водороде своими руками – это распространенное явление. Ведь водород можно получить в любом количестве, где есть вода и электричество.

Под действием электролиза молекулы воды делятся на кислород и водород. Последний обладает массой уникальных свойств. В жидком состоянии при температуре -250 градусов Цельсия это наиболее легкая жидкость, а в твердом состоянии – самое легкое вещество. Атомы водорода являются самыми маленькими. А при смешивании с атмосферным воздухом водород превращается в смесь, которая способна взорваться от даже самой маленькой искры.

Использование водорода в отоплении

В век технологий существует множество вариантов отопить свой дом. Однако любители самостоятельно создавать разные технические приспособления могут сделать отопление дома водородом своими руками. Это экологически чистый, в то же время, очень мощный источник тепла, благодаря которому можно отопить большое помещение.

Котел отопления на водороде итальянского производства

Водородное отопление дома было разработано одной из компаний в Италии. Когда такая установка работает, она не производит никаких вредных выбросов. Таким образом, это экологически чистое, эффективное, бесшумное отопление дома.

Ученые разработали способ сжигать водород для отопления дома при такой температуре, как 300 градусов по Цельсию. Благодаря этому появилась возможность производить котлы для отопления из традиционных материалов. Такого типа котлы для функционирования не требуют специальной системы отвода продуктов сгорания в атмосферу, так как здесь таковых продуктов нет. В данном случае выделяется только пар, не вредный для окружающей среды. А получить водород – это доступный процесс. Все, на что будут идти расходы, #8211 это только электроэнергия. А если вы будете, используя водородный генератор для отопления, задействовать еще и солнечные панели, то и затраты на электричество можно минимизировать.

Чаще всего котел на водороде применяется для того чтобы обогревать полы. И такие системы на сегодняшний день можно найти с самой разной мощностью. Монтируются они собственноручно.

Водородная установка для отопления дома состоит из следующих компонентов: котел и трубы, имеющие диаметр 25-32 мм (1-1,25 дюймов). Трубы других размеров используются редко. Трубы можно смонтировать самостоятельно, но здесь следует выполнять одно условие – после каждого разветвления диаметр должен быть меньшим. И порядок уменьшения диаметра следующий – труба D32, труба D25. После разветвления – труба D20, последняя – труба D16. Когда такое правило соблюдается, то водородная горелка для отопления будет работать эффективно и качественно.

Преимущества отопления на водороде

Водородное отопление имеет несколько важных достоинств, которые обусловливают распространенность системы:

  • Это экологически чистые системы. И здесь единственным побочным продуктом, выбрасывающимся в атмосферу при работе, является вода в состоянии пара. Этот пар никоим образом не наносит вред окружающей среде.
  • Водород в системе отопления функционирует без применения пламени. Тепло создается в результате каталитической реакции. Когда водород соединяется с кислородом, получается вода. При этом выделяется много тепловой энергии. Поток тепла температуры примерно 40 градусов идет в теплообменник. Для теплых полов – это идеальный температурный режим.
  • Очень скоро водородное отопление своими руками сможет заменить традиционные системы, таким образом, освободив общество от добывания разного топлива – нефти, газа, угля и дров.

КПД, который вырабатывает отопление частного дома водородом, может достигнуть 96%.

Еще один вариант – использование газа Брауна

Еще одним способом, в настоящее время довольно спорным, является применение газа Брауна для отопления. Газ брауна для отопления дома является химическим соединением, состоящим из двух атомов водорода и одного атома кислорода. При сгорании такого газа создается практически в 4 раза больше энергии.

Установка для получения газа Брауна

Преимущества применения водородных устройств

Специалисты и владельцы водородных обогревательных генераторов выделяют такие положительные стороны устройств:

  • КПД у оборудования такого типа составляет 90-95%. Альтернативные варианты не могут похвастаться таким показателем, поэтому водородные генераторы создают конкуренцию самым популярным обогревательным устройствам;
  • Чтобы получить тепловую энергию не нужно создавать открытый огонь, весь процесс построен на химических реакциях, поэтому такая система является безопасной;
  • Также водородные генераторы являются безвредными, ведь не выделяют токсических веществ;
  • Водородные устройства являются источниками чистой энергии, которую невозможно исчерпать;

  • Использование водорода как основного источника тепловой энергии сводит к минимуму необходимость применения ископаемых ресурсов, затраты на добычу которых очень высокие по сравнению с затратами на добычу водорода;
  • Бесшумная работа устройства;
  • Для эксплуатации отопительной системы с водородным оборудованием не нужно обустраивать специальные дымоходы.

Оставить комментарий

Пожалуйста, авторизуйтесь чтобы добавить комментарий.
  Подписаться  
Уведомление о