Водневий котел опалення

Якщо зовсім недавно опалення будинку на основі водню вважалося фантастикою, то сьогодні сучасні технології дозволяють використовувати цей екологічно чистий енергоресурс для обігріву приміщень. Створення водневого котла обумовлено нескінченним пошуком людиною альтернативних джерел тепла і прагненням звести до мінімуму руйнівну дію продуктів горіння на навколишнє середовище. Що це за екзотичне обладнання і який принцип його роботи?

Концепція водневого опалення

Водень – це найлегший газ в природі. При змішуванні з атмосферним повітрям він утворює вибухонебезпечну суміш, здатну спалахнути від найменшої іскри. Чистий газ водень отримують при електролізі води. Під дією електричного струму молекули води розпадаються на іони водню і кисню, з утворенням відповідних газів. Газоподібний водень має унікальні властивості:

  • при зниженні температури до -250 ᵒС він перетворюється в найбільш легку рідину;
  • при переході в твердий стан (при тій же температурі) він являє собою найлегше кристалічна речовина;
  • атоми водню, маючи найменші у Всесвіті розміри, практично миттєво (з вибухом) з’єднуються з атомами кисню, утворюючи в процесі реакції воду і величезна кількість теплоти.

Сучасні технології дозволяють отримувати водень практично в необмеженій кількості.

Порівняємо для прикладу теплоту згоряння кількох джерел:

  • деревина – 10 мДж / кг
  • кам’яне вугілля – 15 мДж / кг
  • побутовий газ – 32 мДж / кг • природний газ – 40 мДж / кг
  • водень – 120,9 мДж / кг

Як видно з наведених даних водень відрізняється максимальною теплотою згоряння з усіх використовуваних для отримання тепла енергоресурсів. Так, для обігріву житлового будинку площею 100 кв. м. орієнтовно потрібно близько 300 м. куб. природного газу щомісяця. Нескладний розрахунок покаже, що це відповідає в середньому 6,7 л / хв. Для водню, що має в 3 рази більшу теплоту згоряння, це показник дорівнюватиме 2-3 л / хв.

Такі дані природно викликають бажання використовувати саме водень в опалювальній системі житлового будинку.

Водневий котел опалення

Пристрій водневого котла опалення

У загальному вигляді пристрій такого котла є системи взаємопов’язаних елементів:

  • ємність з електролітом (водою);
  • безпосередньо електролізер;
  • захисний запобіжний блок;
  • камера згоряння;
  • теплообмінник.

В процесі роботи котла електроліт надходить в ємність з електролізером, де утворюються гази: водень і кисень. Обидві речовини повертаються назад в ємність, яка виготовлена ​​з легованої сталі і укомплектована клапаном. Утворився водень надходить в камеру згоряння через двоступеневий запобіжний блок, де в результаті реакції з киснем утворюється корисне тепло. Далі теплообмінник розподіляє отриману теплову енергію по всій системі опалення будинку. Пари води, що утворилися при згорянні водню, повертаються по додатковому каналу в резервуар з електролітом.

Специфіка водневої системи опалення

Генератори з виробництва водню мають різні параметри щодо виробленої потужності. Вибір тієї чи іншої модифікації залежить від параметрів опалювального приміщення. Потужність приладу визначається за допомогою спеціальних каналів, максимальне число яких дорівнює шести.

Беручи до уваги те, що водневий котел є своєрідною котельні, такі канали потужності можуть функціонувати в автономному режимі, без взаємозв’язку один з одним. Кожен канал має власний каталізатор, що прискорює процес розпаду молекул води, з викидом максимально ефективного теплового потоку. Отримане тепло, пройшовши через теплообмінник, нормалізується до оптимальної температури – 40 ºС. Саме таке значення вважається оптимальним для сучасних технологій обігріву «тепла підлога» і «тепла стеля».

Для роботи водневого котла не потрібно ніякого додаткового обладнання, адже в процесі горіння цього газу утворюються тільки пари води. Екологічно чистий продукт горіння знову надходить в ємність з електролітом. Цілком можливо, що незабаром водень як ідеальний енергоносій замінить всі існуючі різновиди палива. Така технологія отримання тепла не тільки є більш ефективною, а й абсолютно безпечна екологічно. До того ж, водень є необмеженим в природі енергоресурсом.

 Газ Брауна як просунутий енергоносій

Не встиг ще світ здивуватися новому поколінню системи опалення, як водневий енергоносій піддався удосконалення. Сучасні технології пропонують використовувати в якості пального речовини газ Брауна.

Як було сказано вище, при електролізі води утворюються два газу – водень і кисень. Під дією каталізаторів і електричного струму з певною частотою молекули цих газів розпадаються на окремі атоми, утворюючи суміш ННО – газ Брауна. Такий атомарний газ горить без участі атмосферного повітря і виділяє в чотири рази більше енергії, ніж звичайне горіння водню.

Генератор газу Брауна

Водневе опалення і його специфіка

Водневий котел безпечний лише в тому випадку, якщо згоряння суміші газів протікає в повністю герметичній ємності. Навіть незначний витік енергоносія може спровокувати вибух. У мережі інтернет вже є безліч ресурсів, які надають схеми для самостійної збірки такої установки, однак потрібно розуміти, що це дуже відповідальна робота і створення водневого котла своїми руками під силу тільки справжнім фахівцям.

Як з’єднувальні елементи контуру системи рекомендується використовувати труби діаметром від 25 до 32 мм. Для максимальної ефективності обігріву діаметр труб слід зменшувати після кожного розгалуження.

Отримання водню відбувається шляхом електролізу, тому слід врахувати і кількість витрачається при цьому електроенергії. Сучасні технології дозволяють добитися результату з найменшим використанням електрики.

На сьогоднішній день водневі котли опалення є дивиною на вітчизняному ринку теплового обладнання, проте вже зараз ведеться активна програма по впровадженню таких нових альтернативних джерел теплової енергії для підготовки до наступного опалювального сезону.

Ссылка на основную публикацию