Классификация водородных котлов
Водородные котлы различаются по нескольким признакам.
По области применения:
- промышленные;
- бытовые.
Промышленные установки используются на предприятиях топливно-энергетического и оборонного комплексов страны. Широкое применение водород получил в химической, автомобильной и авиационной отраслях промышленности.
Бытовые котлы используются для отопления небольших помещений и частных домов.
По физическому состоянию топлива:
- газовые;
- твердотопливные;
- жидкотопливные.
По способу установки:
- напольные;
- настенные.
Напольные установки отличаются большими размерами, весом и высокой производительностью. Устанавливаются на твердой ровной поверхности либо специальном фундаменте.
Настенные установки имеют небольшой вес и размеры. Крепятся к стене либо другим вертикальным поверхностям.
Как работает собранная конструкция?
На Шим подается напряжение, регулятор образует напряжение с необходимой частотой. От того какая будет частота, зависит плодотворность выработки газа. Затем напряжение подается на нержавеющие трубки или пластины, в которых находится вода. В них, под действием тока, выделяется «гремучка». Далее она поступает по гибким трубкам в емкость осушителя. А уже из осушителя, газ подается в контур подачи воздуха.
Такую установку можно применять для отапливания: гаражных кооперативов, загородных домов, все зависит от полета вашей фантазии. Чтобы применить данную установку для отапливания дома, нужно переделать твердотопливный котел или газовый, под газ Брауна. Если вы все-таки надумаете собирать и активно использовать данную самодельную установку, то вы получите дешевое топливо. И экологически чистый продукт, который не загрязняет воздух. При сборке генератора газа Брауна, у вас будут возникать вопросы. Здесь мы ответим на наиболее часто задаваемые вопросы.
Какую воду использовать, обычную водопроводную или дистиллированную?
Можно использовать водопроводную воду, если в ней нет тяжелых металлов или дистиллированную. Но лучший эффект достигается при использовании раствора гидроксида натрия, добавленного в дистиллированную воду. Необходимо соблюсти пропорцию, на десять литров воды нужно добавить одну столовую ложку гидроксида натрия и тщательно размешать.
Какой металл использовать?
В разных пособиях и руководствах, пишут о том, что необходимо использовать только редкие металлы.
Вас вводят в заблуждение. Можно использовать любую нержавеющую сталь. Самые хорошие результаты при работе со сталью, показала ферромагнитная сталь, которая не притягивает частицы ненужного мусора. Еще один важный момент, главное, при выборе металла, отдать предпочтение нержавеющей стали, и чтобы она не была подвержена окислению.
Насколько долговечны пластины электродов?
Менять пластины на новые нет надобности, так как при работе они совсем не разрушаются.
Что нужно сделать, чтобы подготовить пластины для электродов? И как правильно это сделать?
В первую очередь, перед сборкой пластин их необходимо очень тщательно промыть в мыльном растворе, а потом обработать их поверхность спиртосодержащим веществом (водкой или спиртом). Электролизер некоторое время необходимо «погонять», периодически заменяя грязную воду, на чистую. Продолжаем до тех пор, пока вода не вымоет всю грязь. Если вода будет достаточно чистая, то установка нагреваться не будет.
Если вы собрали электролизер правильно, то при его использовании вода и пластины нагреваться не будут
Важно не перегревать электролизер выше 65 градусов. Если температура поднимется выше указанной температуры, то к пластинам пристанет грязь, металлы с минералами
И их придется удалять при помощи наждачной бумаги или заменять их на новые
И их придется удалять при помощи наждачной бумаги или заменять их на новые.
Отличительные особенности водородного отопления
Данный тип отопления основывается на выработке огромного количества тепловой энергии в результате контакта молекул кислорода и водорода. Что характерно, единственным побочным продуктом в этом случае является дистиллированная вода. И чтобы реализовать этот принцип на практике, проводилось множество разработок по созданию водородного отопительного котла (речь идет о промышленных моделях).
Такие приборы отличались габаритностью и, следовательно, для установки требовалось много места. Да и КПД таких котлов был не самым высоким – порядка 80 процентов. Но с тех пор прибор много раз усовершенствовался и в результате мы получили котел для домашнего отопления, работающий по этому принципу. Для нормальной его работы необходимо соблюдать всего несколько важных условий.
Парогенератор — как сделать самостоятельно
Советуем посмотреть нашу инструкцию о том как своими силами сделать парогенератор для бани.
- Наличие постоянного электропитания. В основе генераторов лежит реакция электролиза, которая, как известно, без электричества невозможна.
- Постоянное подключение к источнику воды. Зачастую для этого используется водопровод, хотя конкретный расход прибора зависит, конечно же, от его мощности.
- Катализатор нуждается в регулярной замене. Частота этой замены зависит, как и предыдущий показатель, от мощности, а также от особенностей конкретной модели.
И если сравнивать водородное оборудование, к примеру, с газовым, то оно менее требовательное в плане безопасности. А все дело в том, что реакции образуются и проистекают исключительно внутри генератора. От человека же, как от пользователя, нужен лишь визуальный контроль над основными показателями.
Отечественный опыт строительства водородных генераторов в домашних условиях ↑
А что у нас, в среде отечественных «кулибиных»? Интернет-форумы полны споров о возможности постройки генератора водорода своими руками. Адепты гидрогениума тычут в глаза скептикам фотками самогонных аппаратов, переделанных в установки по производству чистого топлива. Скептики: покажите конкретный пример постоянно работающего устройства. В ответ — тишина. Кто-то что-то собрал, подключил к кухонной плите, пожарил на водороде яичницу, съел. Теперь вот стоит в сарае, а к плите опять подключен газ, это проще, дешевле, безопаснее. Правда, умные люди всё же извлекают из «диванной» гидрогениумной энергетики пользу: завлекательные посты обеспечивают владельцев аккаунтов лайками, большим числом просмотров и подписчиков, что приносит неплохие деньги.
Если кто-то из читателей хочет повторить опыт гаражных мастеров, то, пожалуйста, вот достаточно подробное описание конструкции «самопального» водородного реактора. Ничего сложного.
В этом ролике нам красиво показывают, как мелкосерийное отечественное устройство обслуживает два десятка радиаторов, но не называют ни его тепловую мощность, ни себестоимость килокалории тепла.
Критика водородного транспорта
- Смесь водорода с воздухом взрывоопасна. Водород более опасен, чем бензин, так как горит в смеси с воздухом в более широком диапазоне концентраций. Бензин не горит при лямбда менее 0,5 и более 2, водород при таких соотношениях горит великолепно. Но водород, хранящийся в баках при высоком давлении, в случае пробоя бака очень быстро испаряется. Для транспорта разрабатываются специальные безопасные системы хранения водорода — баки с многослойными стенками, из специальных материалов и т. д. (К примеру, бак из нанотрубок, заполненных водородом.) Но всё равно это в целом удорожает весь цикл эксплуатации транспортного средства, ложась расходами на плечи потребителя.
- Водородная силовая установка на базе традиционного ДВС значительно сложнее и дороже в обслуживании, чем обычный ДВС (особенно дизельный). По данным Массачусетского технологического института, эксплуатация водородного автомобиля на данном этапе развития водородных технологий обходится в сто раз дороже, чем бензинового.
- Пока нет достаточного опыта эксплуатации водородного транспорта.
- Нет возможности быстрой дозаправки в пути из канистры или от другого автомобиля.
- Для заправки водородом требуется построить сеть заправочных станций. Для заправочных станций, заправляющих автомобили жидким водородом, стоимость оборудования выше, чем для заправочных станций, заправляющих автомобили жидким топливом (бензином, этанолом и дизельным топливом). (Согласно GM, строительство 12 тысяч водородных заправочных станций в 2005 году оценивалось в $12 млрд, то есть $1 млн на одну заправочную станцию, в то время как комплект оборудования для бензиновых заправочных станций стоит от $40 тыс., в среднем $100-200 тыс.) .
- Цена 8 евро за литр (500 руб)..
- Летучесть водорода самая высокая среди газов. Таким образом, водород трудно сохранить в жидком виде, это затрудняет хранение водорода, транспортировку и использование в баке, так как топливо полностью испарится из бака за короткое время. За девять дней испаряется полбака топлива BMW Hydrogen
- В настоящий момент водород производится путём расхода значительного количества электроэнергии
Что необходимо для изготовления топливной ячейки дома
Создание водородного агрегата дома – задача не из легких. Нужно вооружиться не только рядом инструментов, но и соответствующими знаниями, а также схемами.
Проектирование водородного генератора: схемы и чертежи
Устройство состоит из реактора с установленными электродами, ШИМ-генератора для питания, водяного затвора, проводов и шлангов, соединяющих конструкцию. На сегодняшний день известны несколько схем электролизеров, где в качестве электродов применяются пластины или трубки.
Также популярностью пользуются аппараты сухого электролиза. В отличие от классического варианта, в этом агрегате не пластины помещаются в ёмкость с жидкостью, а сама вода направляется в щель между плоскими электродами.
Смотрите это видео на YouTube
Выбор материалов для строительства генератора водорода
Для изготовления генератора дома не нужны никакие особенные и необычные инструменты. Вот что потребуется подготовить:
- ножовку для работы с металлическими изделиями;
- дрель и сверла к ней;
- комплект гаечных ключей;
- плоская и шлицевая отвертки;
- угловая шлифмашина («болгарка») с кругом для резки металла;
- мультиметр и расходомер;
- линейка;
- маркер.
Смотрите это видео на YouTube
Лучшие марки ионизаторов для дома и офиса
Обзор водородных генераторов для дома и офиса.
Невотон ИC-112
Невотон ИC-112 – лучший ионизатор серебряной воды. Обеззараживает воду ионами серебра, убивая бактерии. Помогает в период простудных болезней, но смысла в ежедневном употреблении нет. Пластины выходят из строя через несколько лет, замене не подлежат. Цена водородного генератора – от 3000 р.
Акваприбор АП-1
Акваприбор АП-1 – это оптимальное соотношение цены-качества. Водородный генератор в виде стационарной чаши. Материал – керамика, легко ломается, поэтому нужно быть осторожными в эксплуатации. Воду активирует быстро, но при длительной работе аппарат перегревается. Вода имеет некоторый привкус. Требуется регулярная чистка уксусом. Стоимость водородного генератора – от 4000 р.
Keosan Actimo KS-9610
Ионизатор Keosan Actimo KS-9610 насыщает воду кислородом, минералами. Стационарная модель водородного генератора представлена в виде куба с канавками и отверстиями на 1,5 л. Фильтра хватает на год, затем нужно докупать на сайте производителя (в магазинах не найти). Во время работы водородный генератор сильно вибрирует и шумит. Стоимость – 20000 р.
AkvaLIFE SPA AQUA
Ионизатор воды Аквалайф выполнен в форме кувшина, вместительный (на 3,5 л), с большим выбором режимов (свыше 300). Из отрицательных моментов – фильтры быстро выходят из строя иногда лопаются по центру. Цена – 21000 р.
ИВА-2 Silver
ИВА-2 Silver – генератор, который изготавливает живую, мертвую и серебряную воду. Стационарный вариант для дома. Активирует воду за считанные минуты, отключать нужно самостоятельно. В комплекте 5 фильтров. Замена комплектующих бесплатна. Возможно пожелтение чаши от водопроводной воды. Стоимость – от 6000 р.
Tech-380
Водородный генератор Tech-380 идеален для ежедневного использования, долгий срок службы. Аналогичен люксовым моделям водородных генераторов, только отсутствует дисплей. Рассчитан на 6000 л воды. Имеется насадка на кран, есть возможность докупить переключатель. Стоимость водородного генератора – около 30000 р.
Paino Premium GW PGW-1000
Настольный водородный генератор Paino Premium GW PGW-1000 ввиду понятного управления является лучшим среди стационарных моделей. Заряжает любую воду (и водопроводную в том числе). Способен автоматически очищать систему циркуляции и бака, тем самым обеспечивая чистоту и гигиеничность. Встроенный бак на 800 мл. Стоимость водородного генератора – 40000 р.
Подводя итог, можно выделить HydroLife как лучшую портативную модель водородного генератора, а Paino Premium GW как лучший стационарный аппарат.
Цены на генераторы водородной воды начинаются от 4000 р. (но дешево, не значит качественно) и могут достигать 60000 р. (самые многофункциональные новые модели). Средняя стоимость оптимальных по качеству и цене водородных ионизаторов – около 20000 р.
Как изготовить генератор
Масса интернет-ресурсов публикуют самые разные схемы и чертежи генератора для получения водорода, но все они действуют по одному принципу. Мы предложим вашему вниманию чертеж простого устройства, взятый из научно-популярной литературы:
Здесь электролизер представляет собой группу металлических пластин, стянутых между собой болтами. Между ними установлены изоляционные прокладки, крайние толстые обкладки тоже изготовлены из диэлектрика. От штуцера, вмонтированного в одну из обкладок, идет трубка для подачи газа в сосуд с водой, а из него – во второй. Задача емкостей – отделять паровую составляющую и накапливать смесь водорода с кислородом, чтобы подавать его под давлением.
Пластины, что служат электродами, могут быть произвольного размера. Но надо понимать, что производительность аппарата зависит от их площади поверхности. Чем большее число электродов удастся задействовать в процессе, тем лучше. Но при этом и потребляемый ток будет выше, это следует учитывать. К концам пластин припаиваются провода, ведущие к источнику электричества. Здесь тоже есть поле для экспериментов: можно подавать на электролизер разное напряжение с помощью регулируемого блока питания.
В качестве электролизера можно применить пластиковый контейнер от водяного фильтра, поместив в него электроды из нержавеющих трубок. Изделие удобно тем, что его легко герметизировать от окружающей среды, выводя трубку и провода через отверстия в крышке. Другое дело, что этот самодельный водородный генератор обладает невысокой производительностью из-за малой площади электродов.
Немного теории
Необходимо отметить, что резонансное разложение воды в газ Брауна – отнюдь не миф, а реальный химический процесс, призванный выделять газообразное горючее из воды. Этот газ получил свое имя в честь изобретателя, который первым попытался вывести эту технологию за рамки экспериментов. Другое название, бытующее в интернете – гремучий газ (гипотетическая формула ННО).
Вода, чью химическую формулу (Н2О) знают даже дети, — это водород, который полностью окислен. По отдельности данные химические элементы весьма активны, водород хорошо горит и считается энергоносителем, а кислород поддерживает горение. Вот почему расщепить воду, чья цена – копейки, на столь полезные составляющие стало очень популярной идеей.
В результате трудами разных людей на свет появился генератор для получения газа – электролизер. Глубоко не вдаваясь в тонкости процесса, отметим, что вышеозначенный аппарат методом электролиза выделяет из воды газ Брауна, а точнее, смесь кислорода с водородом. Для этого через погруженные в емкость с водой электроды пропускается ток оптимальной частоты. Полученный газ скапливается под водяным затвором и при достижении определенного давления выходит по трубке наружу и может быть использован в разных целях.
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.
Рекомендуем: Как отогреть замерзший водопровод: обзор лучших способов
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.
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
Устройство и подробный принцип работы
Аппараты для производства гремучего газа, в целях безопасности, не предполагают его накопление, то есть газовая смесь сжигается сразу после получения. Это несколько упрощает конструкцию. В предыдущем разделе мы рассмотрели основные критерии, влияющие на производительность аппарата и накладывающие определенные требования к исполнению.
Принцип работы устройства демонстрирует рисунок 4, источник постоянного напряжения подключен к погруженным в раствор электролита электродам. В результате через него начинает проходить ток, напряжение которого выше точки разложения молекул воды.
Рисунок 4. Конструкция простого электролизера
В результате этого электрохимического процесса катод выделяет водород, а анод – кислород, в соотношении 2 к 1.
Водородные и вакуум-водородные электропечи
Водородные и вакуумно-водородные электропечи имеют широкое применение на промышленных предприятиях. Их использование необходимо в тех случаях, когда термическая обработка материала не возможна при атмосферных условиях. В водородных аппаратах используется автоматика, исключающая аварийные ситуации.
Водородные и вакуумно-водородные печи используются для:
- спекания топливных элементов атомной энергетики;
- серийного производства СВЧ приборов большой и средней мощности;
- синтезирования твердых сплавов;
- изготовления электротехнических приборов;
- производства керамических катодов;
- изготовления полупроводников;
- спекания в порошковой металлургии;
- производства вакуумных переключателей;
- пайки медью и твердыми припоями;
- пайки эвтектикой металлокерамики;
- отжига изделий из металла;
- удаления оксидных пленок;
- отжига металлических порошков;
- защиты нагревателей из тугоплавких материалов.
Вакуумные электропечи — это водородные аппараты, рабочее пространство которых находится под давлением ниже атмосферного. Их нагревательный модуль — это основной элемент, устанавливаемый внутри вакуумной камеры. Он является герметичным сосудом, к которому присоединяются вакуум-насосы.
Вакуум-водородная электропечь — это универсальный инструмент для проведения любого вида термообработки, которая используется в промышленном производстве. Без ее применения не обойдется любая отрасль, нуждающаяся в термической обработке или пайке изделий.
Если целевому заказчику необходимо наличие восстановительной атмосферы в печи, то наилучшим образом для этих целей подойдет вакуумно-водородная электропечь.
Она закачивается водородом по следующей схеме:
- форвакуумная откачка рабочего объема;
- напуск инертного газа;
- выдавливание водородом защитной атмосферы.
Водород может напускаться в нагревательный модуль непосредственно после откачки из него атмосферного воздуха. А процесс замены рабочего газа в водородном аппарате однонаправленный: выдавливание рабочего объема инертной средой, откачка защитной атмосферы и напуск.
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.
