Как сделать водородный генератор для отопления?

Чтобы система автономного отопления могла работать стабильно и бесперебойно, необходимо заранее позаботиться о покупке для нее специальных устройств. В данном случае речь идет о генераторе. Он является гарантией того, что домочадцы не останутся без тепла, даже если у них на долгое время отключат электроэнергию. А эта проблема не такая уж и редкая, особенно для людей, которые предпочитают жить загородом.

Разновидности генераторов для отопительных котлов и их особенности

Как правильно выбрать генератор для котла отопления? На самом деле подобрать идеальный вариант не так уж сложно. Конечно, широкий выбор может ввести в заблуждение даже того покупателя, который точно знает, за чем именно он пришел в магазин. Но у него есть цель купить всего один качественный генератор, который будет полезен для его отопительной системы. Чтобы быстро справиться с этой задачей, нужно понять, какой именно вид устройства интересует покупателя, и на какие особенности товара ему следует обратить свое внимание.

Перспективы водорода как топлива для котла отопления

• Водород – это самое распространенное «топливо» во Вселенной и десятый по распространению химический элемент на Земле. Проще говоря – проблем с запасами топлива у вас не будет.
• Этот газ не может навредить ни людям, ни животным, ни растениям – он не токсичен.
• «Выхлоп» водородного котла абсолютно безвреден – продуктом горения этого газа является обычная вода.
• Температура горения водорода достигает 6000 градусов Цельсия, что говорит о высокой теплоемкости этого вида топлива.
• Водород легче воздуха в 14 раз, то есть при утечке «выброс» топлива улетучится из котельной сам по себе, причем в очень сжатые сроки.
• Стоимость одного килограмма водорода – 2-7 долларов США. При этом плотность газообразного водорода равна 0,008987 кг/м3.
• Теплотворная способность кубического метра водорода – 13 000 кДж. Энергоемкость природного газа в три раза выше, но себестоимость водорода как топлива ниже в десятки раз. В итоге альтернативное отопление частного дома водородом обойдется не дороже практики использования природного газа. При этом владельцу водородного котла не нужно оплачивать аппетиты хозяев газовых компаний и строить дорогостоящий газопровод, а равно и проходить чрезвычайно бюрократизированную процедуру согласования всяческих «проектов» и «разрешений».

Словом, как топливо водород имеет самые радужные перспективы, которые уже оценила аэрокосмическая отрасль, использующая водород для «заправки» ракет.

Современная разработка — водородный отопительный котел

Как работает котел отопления на водороде

Точно так же, как и обычный газовый котел:

• Топливо подается на горелку.
• Факел горелки разогревает теплообменник.
• Залитый в теплообменник теплоноситель транспортируют к батареям.

Только вместо магистрального газопровода или емкостей со сжиженным горючим для производства топлива необходимо использовать особые установки – генераторы водорода.

Причем самый распространенный вид бытового генератора – это электролитическая установка, расщепляющая воду на водород и кислород. Себестоимость топлива, которое производят электрические генераторы для отопления водородом доходит до 6-7 долларов за килограмм. При этом для производства кубического метра горючего газа необходима вода и 1,2 кВт электроэнергии.

А вот на отводе продуктов горения в данном случае можно сэкономить. Ведь в процессе горения смеси кислорода и воздуха выделяется только водяной пар. Так что «настоящий» дымоход такому котлу не нужен.

Плюсы водородных котлов

• Водородом можно «топить» любые котлы. То есть абсолютно любые – даже старые «советские» агрегаты, приобретенные в 80-х годах прошлого века. Для этого вам понадобится новая горелка и гранит или шамотный камень в топке, увеличивающий тепловую инерцию и нивелирующий эффект перегрева котла.
• У водородных котлов увеличенная тепловая мощность. Стандартный газовый котел на 10-12 кВт на водороде «выдаст» до 30-40 киловатт тепловой мощности.
• Для отопления водородом по большому счету нужна только горелка. Поэтому «под водород» можно переделать даже твердотопливный котел, инсталлировав горелку в топку.
• Базу для получения топлива – воду – можно извлечь из водопроводного крана. Хотя идеальным полуфабрикатом для производства водорода является дистиллированная вода, в которую подмешен гидроксид натрия.

Минусы водородных котлов

• Малый ассортимент водородных котлов и газогенераторов промышленного типа. Большинство продавцов предлагают «самоделки» с сомнительной сертификацией.
• Высокая цена промышленных моделей.
• Взрывоопасный «характер» топлива – в смеси с кислородом (в пропорции 2:5) водород превращается в гремучий газ.
• Высокий уровень шума газогенерирующих установок.
• Высокая температура пламени – до 3200 градусов Цельсия, затрудняющая использование водорода в качестве топлива для кухонной печи (нужны особые рассекатели). Впрочем, H2ydroGEM — котел отопления на водороде итальянского производства giacomini – укомплектован горелкой температурой пламени до 300 градусов Цельсия.

Виды современных генераторов

Современные генераторы для зависимых котлов и прочих отопительных систем в первую очередь отличаются друг от друга видом топлива, на котором они работают. Поэтому выделяют:

1. Бензиновые генераторы. Они пригодны для обеспечения слаженной работы зависимого отопления. Данные устройство отличаются привлекательной дешевизной. Оно обладает небольшими габаритами. Но это ничуть не мешает генератору давать огромную мощность для работы котла.
2. Газовые генераторы. Их питание осуществляет газовый смеситель. А двигатель нередко используют тот же, что и для бензиновых устройств.
3. Дизельные генераторы. Они пригодны для использования в мощных установках. Для небольшого отопительного котла их не имеет смысла брать, так как они специально разработаны для крупногабаритных систем, которые работают на постоянной основе.

При выборе генератора для котла рекомендуется в первую очередь обратить внимание именно на то топливо, за счет которого он функционирует. Хорошо, если оба агрегата работают от одного и того же вещества. Тогда хозяину дома не придется тратиться на покупку другого вида топлива.
Различаются генераторные установки и по своей работе. Они могут функционировать на синхронной и на асинхронной схеме. Часто возникает вопрос: выбрать генератор синхронный или инверторный. Чтобы найти на него ответ, необходимо разобраться в особенностях каждого типа.

Работа газового котла от синхронного генератора имеет свои отличия. Ротор устройства обладает обмоткой возбуждения, по которой идет ток. Электричество регулирует силу его намагниченности. Такой генератор прост в использовании. Напряжение в нем легко регулируется. Самая частая проблема, которая возникает с синхронными агрегатами, это быстрая изнашиваемость коллекторных колец. Решают ее путем установки новых элементов.

Генераторы для настенных и других газовых котлов асинхронного типа оснащены намагниченным статором. За счет этого они получают меньшую стабильность выходящего напряжения. Если наблюдаются частые и резкие скачки нагрузки, то у него появляется длительная просадка. Поэтому не разумно использовать подобный агрегат с газовым котлом и циркулярным насосом одновременно.

В продаже сегодня можно увидеть инверторный генератор для отопления. Он хорошо тем, что не издает лишних шумов во время работы. Если на него воздействует малая нагрузка, то и расход топлива будет минимальным. За такой агрегат покупателю придется немало переплатить, так как современные модели генераторов данного типа стоят недешево. К тому же, в работе с ним могут возникнуть некоторые неполадки, способные вывести из строя всю отопительную систему.

Водородные генераторы: особенности

Максимальная мощность водородного генератора составляет 6. Однако оптимальный показатель мощности горелки рассчитывается исходя из площади жилого помещения. Кроме того, обязательным условием функционирования такого оборудования является постоянная подача электрической энергии.

Водородные горелки используются для отопления домов и производственных объектов, как в качестве самостоятельных систем обогрева, так и дополняют уже имеющиеся источники тепла. При этом важно следить за тем, чтобы такое оборудование нормально работало при низких температурах. Чаще всего для отопления дома подобные агрегаты подключают к системам «теплый пол».

Принцип работы водородного генератора

Устройство вырабатывает тепло, используя процесс электролиза воды в присутствии специального катализатора. При этом нормальное и безопасное функционировании генератора возможно только в том случае, если в результате такого электрохимического процесса не происходит реакция водорода и кислорода, ведь их сочетание является взрывоопасным. А потому современные приборы такого типа вырабатывают другое вещество – газ Брауна. Его еще называют водяным газом.

Данное вещество зеленоватого или коричневого цвета, и оно является абсолютно не взрывоопасным.

Получаемый газ нагревается до сорока градусов по Цельсию, а затем поступает в теплообменник, который является, по сути, камерой сгорания. И уже там он смешивается с воздушно-топливным элементом. Далее мы поговорим об устройстве водородного генератора для отопления.

Главными элементами таких отопительных устройств являются котел и различные трубки. В принципе, для нормального функционирования никаких дополнительных технических аксессуаров и не требуется.

То же самое относится и к оборудованию для вывода продуктов сгорания. А связано это с тем, что в результате данного процесса образуется только водяной пар, абсолютно безопасный для человека ввиду его чистоты.

Для большей эффективности таких агрегатов их конструкцию часто делают модульной: в каждую часть ее помещают специальные катализаторы. Если же говорить об используемых трубках, то целесообразно использовать такие, диаметр которых находится в пределах от 1-2,5 дюйма.

Данный параметр может, конечно, немного отличаться, но для максимальной эффективности лучше все же использовать трубки с указанными выше значениями.

При монтаже труб отопления не забывайте о том, что каждое предыдущее ответвление делается больше по диаметру, чем следующее за ним.

Генератор для частного дома

Какой генератор купить для отопления жилого дома, покупатель решает самостоятельно. Но все-таки ему следует присмотреться к газовым и топливным моделям, работающим на синхронной схеме. Они более надежные, поэтому вполне справляются с серьезными нагрузками.

Напоследок, не помешает познакомиться с еще одним распространенным видом агрегатов, который позволяет котлу получить резервное питание от генератора. Это модели, которые работают за счет поступления в них электричества. Сразу нужно предостеречь. Крайне не рекомендуется во время использования такого генератора включать в сеть другие бытовые приборы. Это может привести к перегрузке системы, что негативно отразится на работоспособности всей отопительной системы. Электрические агрегаты уместно использовать на дачах, где риск перегрузки из-за переизбытка включенных приборов минимален.

Электрические генераторы делят на два типа:

• Построенные на основе классической схемы. Они вырабатывают напряжение пилообразного вида.
• Инверторные агрегаты. Обладают двойным преобразованием и позволяют получить форму напряжения по типу синуса.

Принцип работы

Под воздействием электрического заряда вода распадается на водород и кислород. Затем, при взаимодействии молекул водорода и кислорода, происходит реакция, в результате которой образуется так называемый газ Брауна и происходит процесс выделения тепла. Тепло, в свою очередь, будет осуществлять нагрев воды и позволит обеспечить нормальную температуру в помещении.

Элементы системы отопления с использованием водорода

Строение водородных котлов:

1. Электролизер — это специальный генератор водорода для отопления дома, который обеспечивает реакцию между кислородом и водородом.
2. Горелка для отопления, при помощи которой создается пламя.
3. Котел, который выступает в качестве теплообменника.

Процесс электролиза для получения водорода

Для успешной работы водородной установки важно соблюдать следующее:

1. Возможность поступления воды, чаще всего это вода из водопровода.
2. Параметры потребления жидкости напрямую зависят от мощности прибора.
3. Обеспечивать доступ к электроэнергии, которая нужна для осуществления электролизной реакции.
4. Заменять катализатор в соответствии с определенной частотой, которая зависит от модификации и мощности котла.

Важно отметить, что водородный котел, созданный промышленным способом, характеризуется высоким уровнем безопасности. В работе этот агрегат безопаснее, чем газовые и твердотопливные котлы.

Газовые и топлевные генераторы

Если котел, который работает на топливе или газе, нуждается в заземлении, то следует выбирать для него генератор, обладающий таким свойством.
Для автономного электроснабжения котлов, работающих на газу, отлично подходят генераторы онлайн типа. Они беспрерывно подключены к источнику питания, за счет чего в них всегда подается нужное напряжение. Сам котел получает собственную фазу и нейтраль, которые очень важны для агрегатов с датчиком горения. Онлайн устройства дают чистый синусоид. Подобные модели надежно защищают подключенную к сети технику. Они имеют способность стабилизировать напряжение, поступающее в агрегат.

Подключение генератора к котлу

Подключение газового котла к генератору должно проходить точно по инструкции. Если хозяин дома заметил, что его отопительный прибор не функционирует после установки только что купленного вспомогательного агрегата, то, скорее всего, были допущены ошибки при их соединении. Эта самая распространенная причина возникновения подобной проблемы.

Чтобы подключить генератор к газовому котлу, необязательно вызывать мастера. С такой работой вполне может справиться обычный человек, которому ранее не приходилось ничем подобным заниматься. Ему потребуется лишь внимательно изучить инструкцию по проведению данной процедуры. По стандарту, работнику необходимо в точности придерживаться следующей схемы:

1. Первоначально следует отыскать необходимые контакты в автоматической системе котла. Их же нужно найти на генераторе. Этот этап проходят очень быстро. Чтобы увидеть соответствующие контакты, достаточно заглянуть в электрическую схему, размещенную в инструкции к прибору.
2. Теперь нужно осторожно соединить между собой выбранные провода. Обязательно проводится их изоляция. Для этой цели используют специальную ленту. Эта работа очень деликатная. По завершению не должен торчать ни один проводок. Если не соблюсти это правило, то в любой момент может случиться короткое замыкание, которое приведет к полному или частичному перегоранию основных частей агрегата.
3. Сам прибор необходимо заземлить любым доступным способом.
4. Вся процедура подключения генератора к газовому котлу не занимает много времени. К тому же, она не требует каких-либо специфических знаний. Нужно лишь действовать строго по предложенной к прибору инструкции.

Газовый котел, который оснащен генератором, будет работать в любых ситуациях. Он перестанет функционировать лишь тогда, если в доме перекроют поступление газа. Застраховать себя от данной проблемы поможет установка универсальной отопительной системы. Ее используют лишь в экстренных случаях.