Водородный котел отопления: устройство + принцип работы + критерии выбора

Что надо знать о водородных котлах и их работе?

Выпускаемые сегодня модели водородных горелок могут существенно разниться в критерии мощности, что позволяет выбирать оптимальное оборудование под нужды каждого отдельного помещения. Определение мощности осуществляется с помощью специальных каналов. Наибольший показатель мощности – 6. Уместно будет отметить, что эти каналы могут работать каждый самостоятельно, независимо, что добавляет водородному генератору определенной схожести с котельной.

В каждом канале находится катализатор, благодаря которому начинается процесс выработки тепла. Далее тепловой поток (он приобретает температуру 40 градусов) движется к размещенному в камере сгорания теплообменнику. Эта разновидность систем отопления включает в себя два конструктивных элемента – котел и трубы.

Никаких дополнительных приспособлений для отвода продуктов горения при использовании горелок не требуется, поскольку их просто нет. Единственное, что вырабатывается при функционировании устройства – это обыкновенный водяной пар, совершенно безопасный и чистый.

Применяемые трубы должны обладать диаметром 1-1,25 дюйма. В принципе, возможны и другие размеры, но, как правило, используются именно такие

При прокладке труб придерживаются важного правила: каждое разветвление должно иметь меньший диаметр, чем предыдущее

Водородные установки могут использоваться не только как самостоятельное и единственное отопительное оборудование в помещении, но и дополнять другие отопительные системы. В этой ситуации основные теплоагрегаты обязаны работать в низкотемпературных режимах.

Как сделать водородный котел своими руками?

Сделать отопительный котел на водороде можно на основе ННО генератора – это обычный электролизер.

Для изготовления горелки потребуется:

• лист нержавейки в 2 мм толщиной размером 50х50 см;
• лист стали в 2 мм толщиной размером 100х100 см;
• герметичный контейнер из пластика на 1,5 л;
• прозрачная трубка от водяного уровня длиной в 10 м;
• штуцеры для шланга диаметром 8 мм;
• болты 6х50, гайки, шайбы;
• профильная труба 20х20 мм;
• профильная труба 40х40 мм;
• труба сечением 20-30 мм;
• заглушки;
• болгарка;
• герметик;
• нож;
• сварочный аппарат;
• газовые форсунки;
• дрель.

Для монтажа котла пригодится блок питания мощностью на 12 вольт.

Как сделать котел водородный собственными руками:

Из стального листа 50х50 см болгаркой вырезать 16 прямоугольников одинакового размера. Для работы системы потребуется катод и анод, в роли которых выступят пластины, 8 из которых будут катодами, а 8 анодами.

На пластинах просверлить отверстие для болтов, по 1 отверстию на каждой пластине.

Разместить в контейнере пластины так, чтобы соблюдалось чередование плюса и минуса. Изолировать пластины прозрачной трубкой, которую предварительно порезать на шайбы или полоски толщиной до 2 мм.

Фиксация пластин на болты и шайбы таким образом – на болт надеть шайбу, потом пластину анода, затем 3 шайбы и пластину катода. Так, через 3 шайбы нанизывать все пластины. После этого затягиваются гайки.

Теперь нужно закрепить конструкцию в контейнере. Для этого нужно проделать отверстия в стенах контейнера, куда вставляются болты. На болты обязательно затем надеть шайбы.

Теперь нужно проделать 2 отверстия в крышке под штуцеры (стальную трубу с резьбой). Фиксация на гайки.

Точки стыка изолировать герметиком.

Подключить к одному патрубку компрессор, к другому манометр. Накачать давление в 2 атмосферы и проконтролировать показания манометра полчаса – если давление не меняется, то герметичность нормальная, если есть изменения, проверить стыки и еще раз загерметизировать все швы.

Установить обратный клапан к патрубку, подключить к нему баллон с водородом, а на второй патрубок подключить воду. К болтам для крепления пластинок подключить электроды, по которым пойдет электрический ток.

В процессе прохождения тока вода начнет бурлить и пойдет процесс реакции, которая необходима для отопления системы.

Чтобы изготовить сам котел, потребуется выполнить следующие действия:

• трубу 20х20 мм разрезать на 8 частей по 30 см;
• трубу 40х40 мм порезать на 3 части – одна из них на 20 см, две – по 8 см;
• в трубе на 20 см сечением 40х40 мм сделать посередине длины с двух противоположных боковых сторон отверстия под трубу 40х40 мм;
• вставить в отверстия трубки сечением 40х40 мм в 8 см под прямым углом, приварить;
• к торцам полученной крестовины приварить заглушки, а четвертую сторону оснастить заглушкой с патрубком, который нужен для присоединения трубы с водородом;
• от центра крестовины отложить 7-8 см и в каждой части высверлить отверстие размером в 10-14 мм, всего получится 4 отверстия;
• в отверстия приварить форсунки;
• к каждой торцевой части приварить по 2 профильные трубы сечения 20х20 мм таким образом, чтобы образовался прямой угол с плоскостью крестовины;
• из оставшегося листа стали вырезать 3 стенки корпуса для котла размером 30х30 см;
• в 2 стенках просверлить по 2 отверстия, всего получится 4 отверстия диаметром в 20-30 мм по точкам размещения форсунок, а в третьем листе сделать отверстие диаметром в 10 мм;
• теперь нарезать трубу на 20-30 мм диаметром кусками по 50-60 см и приварить к стальному листу меньших размеров (стенке корпуса);
• взять трубу диаметром в 10 мм длиной меньше сваренных труб на 4 см и в ней просверлить пару отверстий вверху и внизу с таким расчетом, чтобы трубу можно было приварить;
• приложить трубу к листу стальному с меньшими отверстиями и приварить;
• теперь всю эту конструкцию нужно перевернуть и установить на второй стальной лист так, чтобы трубки вошли в заранее проделанные отверстия;
• трубки приварить к листу;
• теперь приварить к последнему листу из стали всю конструкцию с горелкой;
• приварить патрубки для транспортировки теплоносителя к отверстиям в корпусе;
• на входной патрубок установить температурный датчик, на горелку – датчик горения (детектор);
• оба датчика нужно соединить с автоматическими контроллерами и системами визуально-звукового оповещения;
• проверить корпус на герметичность.

Теперь остается выполнить внешний защитный корпус нужных размеров из стального листа. Внутрь корпуса установить узлы конструкции, герметично их соединить и перепроверить герметичность. Можно тестировать систему, предварительно растворив в воде соль или щелочь для ускорения реакции и повышения выхода водорода.

Если остались вопросы, смотрите видео.

Технология изготовления водородного отопления собственными силами

Чтобы сделать печь на водороде, мастеру пригодится набор материалов и инструментов:

• нержавейка в виде листа размерами 50х50 см;
• 2 болта (6х150), гайки, шайбы;
• фильтр проточной очистки от стиральной машинки;
• 10 м прозрачной полой трубки от водяного уровня;
• контейнер пластиковый пищевой объемом 1,5 л с герметичной крышкой (лучше на защелках);
• штуцеры с Ø 8 мм «елочка»;
• болгарка для распилки металла.

Тестовая печь изготавливается несложно, но чтобы сделать полноценное отопление на водороде своими руками продумывается вся сеть, для которой покупаются трубы, радиаторы или контуры для обустройства теплого пола – хозяину следует выбрать схему выкладки, затем делать водородный котел требуемой мощности.

Техника выполнения водородного генератора:

Металлическую пластину нарезать на 16 деталей равного размера. Разрезать болгаркой, защитив лицо и руки.

Угол каждого куска срезать для соединения деталей, для того же просверлить с обратной стороны пластины отверстие для болта.

Из элементов получается 8 анодов и 8 катодов. Получается горелка с параллельным включением.

В пищевой контейнер установить все 16 деталей, размещая их по полярности и чередуя плюс и минус. Изолируются панели прозрачными полосками толщиной в 10 мм. Полоски нарезать из колец трубки от водяного уровня.

Фиксация пластин на шайбы в таком порядке – сначала шайбу надеть на болт, затем пластину, 3 шайбы и снова пластину. Чередовать пластины по полярности, способ нанизывания через 3 шайбы для всех элементов. Анод в этом случае разворачивается на 180 градусов относительно катода, чтобы «плюс» заходил в зазоры между пластинами с «минусом». Изолировать крайние пластины полосками и затянуть гайки.

Найти точку упора болта в емкости, сделать отверстие. Если болты в тару не вошли, ножка болта подрезается, затем метизы вставляются в дырки в стенках контейнера и зажимаются гайками.

В крышке тары сделать отверстие для штуцера, который затем вставить и изолировать стык герметиком на силиконовой основе.

Генератор тестируется после заполнения водой и подключения к клеммам источника электричества. На штуцер предварительно надевается шланг, второй конец которого опущен в тару со щелочью и пластинами. Появление пузырей – положительный результат, сеть работает. Как правило, при верном размещении пластин пузыри появляются, поэтому переделывать генератор не придется.

Путем увеличения напряжения в электролите выверяется интенсивность выработки и выхода газа. Вместо воды емкость заполняется щелочью (средство для чистки Крот), подключается источник питания и оценивается работоспособность электролизера. После проверки работы системы горелку стыкуют с трубопроводом, стыки герметизируют и сеть запускается в эксплуатацию.

Видео от мастеров уточнит нюансы сборки электролизера и запуска прибора в работу.

Отвод дыма

Важно учитывать, что отопительная система, работающая на газу, вне зависимости от того, какие типы газовых котлов отопления установлены, требует непрерывного отвода дыма. Во многом организация отвода дыма зависит от того, какой именно камерой сгорания оснащен котел. Особенность камер такого типа – они для поддержания горения используют воздух непосредственно из помещения

Такая особенность работы оборудования требует качественной вентиляции

Особенность камер такого типа – они для поддержания горения используют воздух непосредственно из помещения. Такая особенность работы оборудования требует качественной вентиляции.

Варианты установки дымохода

Закрытая камера сгорания работает несколько иначе. Дым выводится в трубу принудительно – при помощи мощного вентилятора, который установлен непосредственно в котле. В подобных системах труба для отведения дыма чаще всего делается из стали или чугуна. Наружу она выходит через наружную стену дома. Газовые котлы отопления без дымохода – хороший выбор.

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.

Водород в отопительной системе

Несмотря на наличие таких благоприятных качеств как экологичность и высокий уровень теплоемкости, водород не встречается в природе в свободном виде. Его синтезирует специально собранный котел, в котором при помощи электролиза обычная вода распадается на водород и кислород. Соответственно система отопления должна включать в себя два незаменимых компонента: воду и электричество. Получаемая в результате электролиза газовая смесь получила название «гремучая смесь». Такое название полностью оправдано, ведь при небольшой искре газ способен спровоцировать взрыв.

Рассмотрим более детально, как преобразовать водород в энергоресурс. Как было сказано выше, этот газ получают путем электролиза воды, поэтому для его синтеза потребуется специальное оборудование, представляющее собой контейнер, в который погружены металлические пластины с водой. По пластинам подается ток определенной частоты, после воздействия которого выделяется водород и кислород, но не в чистом виде, а смешанные с водяным паром (он образуется в качестве побочного продукта электролиза). Чтобы отделить пар и вычленить водород, газовую смесь пропускают через химический сепаратор, способный отделить водород от других примесей.

Полученный водород подается в горелку, оснащенную клапаном, что не позволяет его перемещение в обратную сторону, предотвращая взрыв. Пар и кислород отводятся через специальный контейнер. Сам прибор оснащен датчиками давления и показателями уровня воды. Современные модели работают в автоматическом режиме, предотвращая побочные реакции, путем прекращения процесса электролиза и подачи тока при отсутствии должного уровня воды.

Подробный материал про отопление дома водородом

Единственно, что нужно делать собственноручно – это периодически подливать воду в систему. На этом особенности эксплуатации водородного отопления завершаются.

Уникальные особенности котлов на водороде

Котлы такого типа мало востребованы в России по причине недостаточной информированности о них широких масс потребителей. В западных странах этот альтернативный вид отопления уже довольно распространен благодаря доказанной экологической чистоте, а также получению заметной экономии при оплате за коммунальные услуги.

«Порождающий воду» – именно так звучит перевод термина «водород» с латыни. Этот элемент считается самым распространенным веществом в мире, из него наполовину состоит солнце, он широко применяется в промышленности, а также обладает массой уникальных свойств, которые и были использованы при разработке водородного отопительного котла. Главное уникальное свойство элемента – его неисчерпаемость в недрах и окружающем мире.

Процесс получения водорода прост и понятен. Для него требуется обязательное наличие электрической энергии и воды. Электроток способствует расщеплению молекул воды на кислород и водород, который впоследствии можно использовать с целью обогрева помещений.

Водород как энергоноситель считается самым безопасным и чистым элементом, а отопление на его основе получается полноценным и эффективным.

Отдельные моменты использования

Прежде всего, хотелось бы отметить, что традиционный метод сжигания природного газа или пропана в нашем случае не подойдёт, поскольку температура горения HHO превышает аналогичные показатели углеводородов в три с лишним раза. Как вы сами понимаете, такую температуру конструкционная сталь долго не выдержит. Сам Стенли Мейер рекомендовал использовать горелку необычной конструкции, схему которой мы приводим ниже.

Схема водородной горелки конструкции С. Мейера

Вся хитрость этого устройства заключается в том, что HHO (на схеме обозначено цифрой 72) проходит в камеру сжигания через вентиль 35. Горящая водородная смесь поднимается по каналу 63 и одновременно осуществляет процесс эжекции, увлекая за собой наружный воздух через регулируемые отверстия 13 и 70. Под колпаком 40 задерживается некоторое количество продуктов горения (водяного пара), которое по каналу 45 попадает в колонку горения и смешивается с горящим газом. Это позволяет снизить температуру горения в несколько раз.

Второй момент, на который хотелось бы обратить ваше внимание — жидкость, которую следует заливать в установку. Лучше всего использовать подготовленную воду, в которой не содержатся соли тяжёлых металлов. Идеальным вариантом является дистиллят, который можно приобрести в любом автомагазине или аптеке. Для успешной работы электролизёра в воду добавляют гидроксид калия KOH, из расчёта примерно одна столовая ложка порошка на ведро воды

Для успешной работы электролизёра в воду добавляют гидроксид калия KOH, из расчёта примерно одна столовая ложка порошка на ведро воды.

И третье, на чём мы делаем особое ударение — безопасность. Помните о том, что смесь водорода и кислорода не случайно назвали гремучей. HHO представляет собой опасное химическое соединение, которое при небрежном обращении может привести к взрыву. Соблюдайте правила безопасности и будьте особенно аккуратны, экспериментируя с водородом. Только в этом случае «кирпичик», из которого состоит наша Вселенная, принесёт тепло и комфорт вашему дому.

Надеемся, статья стала для вас источником вдохновения, и вы, засучив рукава, приступите к изготовлению водородной топливной ячейки. Разумеется, все наши выкладки не являются истиной в последней инстанции, однако, их вполне можно использовать для создания действующей модели водородного генератора. Если же вы хотите полностью перейти на этот вид отопления, то вопрос придётся изучить более детально. Возможно, именно ваша установка станет краеугольным камнем, благодаря которому закончится передел энергетических рынков, а дешёвое и экологичное тепло войдёт в каждый дом.

Требования техники безопасности при эксплуатации оборудования

Правила основаны на предупреждении взрыва при взаимодействии кислорода с воздухом.

Запуск котла в работу сопровождает ряд условий:

Самодельный котел отопления для частного дома и как сделать своими руками

• Следить за подачей воды.
• Читать инструкцию от производителя, не нарушать режим работы котла.
• Менять электролизер.
• Проверять показатели давления газа. При повышении нормативных параметров принимать меры для снижения показателей.
• Осуществлять контроль над температурой в теплообменниках. Предписанные производителем параметры нарушать нельзя. В техническом паспорте указывают предельно допустимые пределы – выход за них повлечет взрыв котла.
• При частых перебоях в сети электропитания позаботиться об установке генератора или бесперебойника.
• Не заниматься модернизацией без привлечения специалистов. Кроме аннулирования гарантии работы повышают риск взрыва.

Специалисты советуют оснастить систему датчиками температуры внутри теплообменников, установить запорную арматуру на горелку и систему охлаждения котла. Они помогут заметить перегрев и прочие нарушения в работе, предупредить возможные негативные последствия.

Простая схема устройства объясняет длительный срок эксплуатации. Если не нарушать нормативы и придерживаться правил, нагреватель проработает более полувека – в нем попросту нечему ломаться.