Уменьшение затрат на эксплуатацию систем отопления является одной из актуальных задач нашего времени. Для этого нужно использовать экономичные приборы, радиаторы с максимальной теплоотдачей и надежную систему трубопроводов. В качестве альтернативного вида энергоносителя можно рассмотреть водородное отопление дома своими руками: схема, установка, котел, генератор, горелка для которого имеют свое специфическое качество и конструкцию.
Принцип работы водородной системы отопления
За основу функционирования водородного отопления дома была взята методика выделения большого количества тепловой энергии при взаимодействии молекул водорода и кислорода. Единственным побочным фактором этой реакции является простая вода. Для практического применения этого принципа сначала были разработаны промышленные модели водородных котлов отопления.
Они занимали достаточно большую площадь и имели сравнительно небольшой КПД — до 80%. В результате развития технологий компании производители провели ряд усовершенствований, итогом которой стала водородная установка для отопления дома.
Для ее работы требуется выполнить следующие условия:
- Обеспечить подключение к источнику жидкости. Чаще всего это обычная водопроводная система. Расход зависит от мощности котла;
- Электропитание. Для поддержания реакции электролиза необходимо подключение к электрической сети;
- Периодическая замена катализатора. Период зависит от модели и мощности котла.
В отличие от твердотопливных газовых установок, водородное отопление своими руками характеризуется меньшими требованиями к безопасности. Это связано с тем, что все реакции протекают внутри установки, а от пользователя необходим лишь визуальный контроль за параметрами.
В самодельных установках возможна утечка кислородно-водородной смеси. Перед их запуском необходимо проверить емкость на полную герметичность.
Что такое водородный генератор
Альтернативное водородное отопление дома может осуществляться другим способом — вырабатыванием смеси водорода и кислорода. Он является хорошей альтернативой природному газу — средняя температура горения может достигать 3000 градусов. Для этого необходима специальная водородная горелка для отопления, которая будет способна выдержать столь высокую степень нагрева.
Подробная схема состоит из следующих элементов:
- Эффективный водородный генератор для отопления, обрабатывающий смесь с помощью разложения воды на составляющие. Для оптимизации реакции также применяются катализаторы;
- Горелка трубопровод от генератора. Необходимы для создания открытого пламени;
- Котел. В данном случае он выполняет роль теплообменного устройства. Горелка располагается в топке и с ее помощью происходит нагрев теплоносителя в системе.
Для того чтобы изготовить водородные котлы отопления своими руками чаще всего делают модернизацию уже установленного оборудования по вышеописанной схеме. В финансовом плане это намного экономичнее покупки заводского котла. Однако увеличивается площадь, которую будут занимать водородная установка, назначенная для отопления дома.
Положительные стороны и недостатки водородных систем отопления
Для каждого потребителя большое значение имеют эксплуатационные характеристики отопительного устройства. Заводские установки и водородные котлы отопления своими руками отличаются по эффективности. Можно найти несколько рабочих схем, которые под силу собрать самостоятельно. Но при этом их расчетная мощность будет отличаться от фактической, а показатель КПД зачастую не превышает 75-80%. Именно поэтому организацию водородного отопления своими руками рекомендуется делать с помощью надежных котлов или генераторов заводского производства.
Рассмотрим положительные качества отопительных приборов, у которых в качестве теплоносителя выступает водородно-кислородная смесь:
- Практически неограниченные запасы топлива. Для заправки водородного котла отопления необходима обыкновенная вода:
- Небольшое потребление электроэнергии. Для работы установки мощностью 27 кВт необходимо обеспечить максимальный объем электричества 0,3 кВт/час:
- Отсутствие вредных угарных газов. Во время сгорания водородно-кислородной смеси выделяется лишь небольшое количество водяного пара.
Специалисты знают, при работе водородного генератора для отопления, полученный газ относят к группе гремучих. Он не имеет запаха и цвета — определить его наличие и концентрацию в помещении человеку невозможно. Температура воспламенения равна 540 град, что относит его к взрывоопасным. Именно поэтому самодельные установки должны быть проверены на корректность работы.
Приобретая водородный генератор отопления, рекомендуется поинтересоваться о наличии предназначенного для него котла или теплообменного устройства. Оно должно быть рассчитано на воздействие повышенных температур, характерных для водородной смеси.
Ограничивающим фактором в приобретении заводского генератора для отопления заводского производства является его стоимость. Наиболее популярная модель Star 1.1 мощностью 27 кВт можно приобрести за 50 тыс. руб. Также минимум раз в год необходимо выполнять замену блока катализатора, предназначенного для повышения эффективности водородного котла отопления, изготовленного даже своими руками.
В перспективе водородная система отопления в недалеком будущем составит серьезную конкуренцию традиционному. Этому будет способствовать снижение стоимости оборудования, а также повышение его КПД.
Комплектация
Для создания полноценной системы отопления помимо водородного генератора необходимы другие комплектующие. Так как рассматриваемое устройство является лишь источником топлива — необходимо правильно подобрать остальное оборудование. Классическая схема водородного генератора для отопления предусматривает подключение к водопроводу, а также обязательное обеспечение воздухом. Поэтому в помещении, где будет установлен генератор, прежде всего необходимо организовать постоянный доступ этих компонентов.
Водородная горелка
Сначала необходимо правильно подобрать водородную горелку для отопления. Лучше всего приобрести или сделать самому модель, включающую в себя 4 форсунки. Для этого подойдут комплектующие, предназначенные для природного газа. Диаметра сопла каких форсунок будет достаточно для поддержания процесса горения.
Водородный котел
Нужно организовать процесс передачи тепловой энергии от пламени горелки воде в трубах. Для этого можно использовать любой твердотопливный котел. Так как топка его не будет использоваться по назначению — ее можно заполнить гранитными камнями, они будут выполнять сразу несколько функций.
- Равномерное распределение тепла от водородного котла отопления, изготовленного своими руками, теплоносителю;
- Даже после прекращения горения смеси накопленная тепловая энергия еще некоторое время будет передаваться от гранита воде в трубах;
- Защита теплообменника водородной установки, предназначены для отопления дома от прямого воздействия пламени. Это значительно увеличит срок службы.
Установив датчик пламени на горелке, можно повысить безопасность работы всей системы. В случае непредвиденного затухания датчик подаст сигнал генератору о прекращении поступления смеси в горелку.
Советы по обустройству водородного отопления
Все остальные элементы водородного отопления, установленные своими руками, ничем не отличаются от стандартной схемы. Единственное дополнительное требование к ним — возможность выполнять свои функции при повышенном температурном режиме работы. Так как по схеме водородного генератора для отопления максимальная температура пламени может достигать 3000 град — необходимо предусмотреть меры по стабилизации нагрева теплоносителя. Одной из них является вышеописанная загрузка камней в топку твердотопливного котла. Также рекомендуется сделать следующую модернизацию водородного котла отопления.
- Установить датчики температуры внутри теплообменника. Они будут сигнализировать о превышении уровня нагрева воды;
- В устройство водородной горелки добавить автоматическую запорную арматуру, подключенную к датчику температуры в котле.
Самостоятельная модернизация водородного генератора отопления запрещена. Это повысит вероятность утечки вырабатываемой кислородно-водородной смеси в помещение.
Так как водородное отопление дома своими руками, а именно: схема, установка, котел, генератор, горелка и другие компоненты имеются в небольшом ассортименте – рекомендуется обращаться только к проверенным производителям. К ним можно отнести компанию Star Industries, продукция которой рассчитана как для частных домов, так и для больших производственных и коммерческих зданий. Ознакомиться с их моделью можно посмотрев видео.
