Сучасні методиопалення будівель та приміщень запропоновані на вітчизняному ринкуу вигляді безлічі варіантів. Цілком зрозуміло, що споживачі обирають ті, які обіцяють максимальну ефективність за мінімальних витрат.
Одним з альтернативних способівобігріву приміщення вважається застосування водневого генератора.
Принцип дії водневої енергії було відзначено ще за давніх часів. Відомий лікар Парацельс при проведенні своїх наукових експериментів помітив, що при з'єднанні деяких елементів утворюються бульбашки, які він тоді прийняв за повітря. Пізніше з'ясувалося, що це був водень, що є газом без кольору, за певних умов виявляє вибухові властивості.
В даний час водень навчилися використовувати в різних цілях, у тому числі для опалення житлового будинку або будь-яких інших споруд. Ці технології активно розвивають та впроваджують у багатьох галузях. Як нововведення на ринку наукових розробок, обігрів воднем вже зацікавив багатьох споживачів і продовжує набирати популярності серед широких мас.
Доведено, що водень вважається не лише досить поширеною, а й легкодоступною речовиною. Єдина складність – його доводиться видобувати із хімічних сполук, найчастіше – води.
Виходячи з вимог та квадратури приватної чи муніципальної споруди, необхідно вибрати водневий пальник з оптимальним рівнем потужності, адаптованим під потреби конкретного приміщення. Слід зауважити, що максимально можливий показник потужності генераторів дорівнює 6.
Отримання водню, по праву визнаного найекономічнішим видом палива, можливе у будь-якій кількості. Обов'язковою умовоюдля цього є наявність електричної енергії, а також води.
Основне завдання техніки – повноцінне самостійне опаленняприміщень. Однак установки, що працюють на основі водню, можуть відмінно доповнювати системи обігріву будинку, що вже працюють. Слід лише стежити, щоб усі елементи теплосистеми функціонували лише на рівні низьких температур.
Також ці агрегати використовуються для обігріву приміщення за допомогою теплих підлог, які зараз легко зібрати своїми руками.
Процес вироблення тепла заснований на електролізі води в середовищі, насиченому каталізатором. Головна умова нормальної працездатності, а також безпеки генератора в тому, що в таких умовах вода не розпадається на кисень та водень, поєднання яких може бути вибухонебезпечним.
Сучасні генератори працюють на вироблення газу Брауна. Це абсолютно невибухонебезпечна речовина коричневого або зеленого відтінку, звана також водяним газом. Після вироблення та нагрівання до 40 градусів він відразу йде на камери згоряння, а конкретніше – у теплообмінник. Там відбувається його змішування із повітряно-паливними елементами.
Основними конструктивними складовими найпростішого водневого агрегату є труби та безпосередньо котел. Часто ніяких технічних аксесуарів або додаткових елементівта пристроїв більше не потрібно.
Це стосується і комплектуючих для виведення продуктів горіння. Адже в результаті функціонування генератора в атмосферу виділяється виключно пара: водяна, чиста і абсолютно безпечна.
Часто пальники такого типу мають модульну конструкцію, у кожній частині якої працює свій каталізатор, що збільшує загальну ефективність роботи системи.
Що стосується труб для системи водневого опалення, то доцільно застосовувати ті діаметр яких знаходиться в діапазоні від 1 до 1,25 дюймів. Допускаються деякі відхилення, але найчастіше для обігріву будинку використовують саме ці. Важливе правило, яким не слід нехтувати під час встановлення опалювальних труб, – кожне попереднє розгалуження має бути більшим за діаметром, ніж наступне.
Водневий генератор, заснований на принципі електролізу, найчастіше випускають у контейнерному виконанні. Обов'язковою умовою придбання такого пристрою для опалення вважається наявність таких документів: дозвіл від Ростехнагляду, сертифікати (відповідності ГОСТР та гігієнічний).
Електролітичний генератор складається з наступних елементів:
Для досягнення максимально ефективного процесу електропровідності застосовують краплі лугу. Резервуар з ним поповнюється при необхідності, але найчастіше це відбувається приблизно 1 раз на рік.
Будь-які електролітичні генератори промислового типу виробляються на основі європейських норм екології та безпеки.
Досвідченим шляхом доведено, що купівля водневого електролітичного генератора набагато вигідніша за регулярне придбання газу. Так, для виробництва 1 кубометра газу з водню та кисню потрібно всього близько 3,5 кВт електричної енергії, а також півлітра демінералізованої води.
Пристрій приваблює багатьох з таких причин:
Заради справедливості варто виділити деякі мінуси такого методу опалення:
Краще не ризикувати, тому що подібний процес пов'язаний не тільки з необхідністю знання тонкощів техніки та хімії, але також вимагає належного дотримання правил безпеки. Проте монтаж обладнання своїми руками можливий. Для цього достатньо дотримуватись інструкції та не допускати самодіяльності.
Обігрів будь-якого будинку повинен забезпечувати не лише комфортне проживання людини, а й екологічну чистоту. довкілля. Це досягається за рахунок того, що після згоряння водню не утворюється жодних шкідливих сполук.
У західних країнахопалення за допомогою водневих генераторів отримало широке визнання та економічне обґрунтування. Якщо подібний метод приживеться і в Росії - це значно підвищить ефективність обігріву з мінімальними витратамина ресурси.
Зміст
Розвиток технологій спричинив заміну класичних дров'яних печей на котельні агрегати. Як паливо, крім дров та вугілля стали використовуватися газ, олія, солярка і навіть електрика. У Останнім часоменергію для автономних опалювальних системдодатково отримують за допомогою сонячних батарейта геотермальних установок. Враховуючи, що джерелом енергії, що не вичерпується, є водень, можна спробувати зібрати водневий генератор своїми руками для отримання екологічного палива.
Водневий генератор своїми руками
Водневий генератор для опалення вважається перспективною розробкою, оскільки отримувати пальне з високою теплотворною здатністю можна зі звичайної води. Головне завдання – отримати чистий водень максимально простим та дешевим способом.
Традиційно для цього використовується метод електролізу. Його суть у наступному: у воду, недалеко один від одного, поміщають металеві пластини, які підключені до джерела високої напруги. Вода проводить електричний струмтому при подачі електроенергії молекулу води розриває на складові. Вивільнення з кожної молекули двох атомів водню та одного атома кисню дозволяє отримати так званий газ Брауна із формулою ННО.
Теплотворна здатність газу Брауна складає 121 МДж/кг. При горінні речовини не утворюється шкідливих речовин, а для того, щоб її використовувати як енергоносій для опалення будинку, достатньо трохи модернізувати стандартний газовий котел. Однак при створенні установки для одержання водню своїми руками особливу увагуслід приділити заходам безпеки – при з'єднанні водню з киснем утворюється гримуча суміш.
Електролізер, установка для вироблення газу Брауна шляхом електролізу води у великих обсягах, складається з декількох осередків, в які вмонтовані металеві пластинчасті електроди. Чим більша сумарна площа поверхні електродів, тим потужніша установка.
Осередки знаходяться в герметичній ємності, яка оснащена патрубком для підключення до джерела води, патрубком для відведення отриманого газу, клемами для підключення електроживлення. Також генератор забезпечений водяним затвором, що запобігає контакту водню з киснем, і захисним клапаном для запобігання ефекту зворотного полум'я - газ згоряє тільки в пальниковому пристрої.
Принцип роботи водневого генератора Водневе опаленнябудинку вимагає використання установки з великою площею електродів, інакше опалювальний котел не зможе ефективно нагрівати теплоносій. Застосовувати звичайний електролізер, наростивши його габарити, нерентабельно, оскільки на отримання водню витрачатиметься більше електроенергії, ніж пішло б на роботу опалювального електрокотла для обігріву будинку такої ж площі.
Ведуться розробки ефективніших установок для отримання водневого палива без зайвих енерговитрат. Відома історія американського винахідника Стенлі Мейєра, який створив водневий осередок, що споживає в десятки разів менше електроенергії в порівнянні з традиційними установками. Проте вченому не вдалося здійснити переворот у сучасних технологіях- він раптово помер від отруєння, а креслення установки зникли.
Над створенням водневого генератора зі спробами реалізувати ідею Мейєра працюють і в технічних лабораторіях, і в домашніх майстернях у всьому світі. Винахід американського вченого полягало у створенні резонансу молекули води, що розгойдується, з електричними імпульсами - у цьому випадку вона розщеплюється на атоми без використання високої електричної напруги.
Водень - вкрай перспективний енергоносій з низки причин:
Переваги водневого опалення Водень високо оцінюється як енергоносій і активно використовується, наприклад, як паливо для космічних ракет. Використовуються різні способийого отримання у промислових масштабах. В основному це газифікація вугілля чи нафтопродуктів, конверсія метану та його гомологів. Такий дешевий водень не можна розглядати як екологічне паливо, оскільки його видобуток пов'язаний із шкідливими викидами в атмосферу. Електроліз води для отримання водню у великих обсягах застосовується тільки в Норвегії, де є надлишок дешевої електроенергії.
Компактний електричний газогенератор знайшов застосування у сфері газорізання. Обладнання, що виробляє водень, зручніше використання порівняно з балонним газом - немає необхідності транспортувати важкі балони, залежати від постачання зрідженого газу тощо. Але для зручності була принесена економія - для електролітичного процесу потрібно досить багато електроенергії, в результаті вартість енергоносія істотно зростає. При цьому різниця вартості купленого і виробленого водню багато в чому компенсується відсутністю витрат на його доставку.
На багатьох сайтах, присвячених системам опалення, можна зустріти інформацію про те, що водень становить гідну конкуренцію природному газу як енергоносій для опалювального котла. Наголошується на тому, що змонтувавши генератор водню, ви отримуєте можливість витрачати на опалення не більше коштів, ніж на газове, при цьому не доведеться оформлювати безліч документів і платити серйозні суми за підключення будинку до центральної газової мережі.
На підставі вищевикладеного у статті можна зробити висновки, що собівартість водню низька лише за його промислове виробництво. Тобто отримання палива електролізом наперед обійдеться дорожче, і орієнтуватися на захоплюючі цифри вартості кілограма зрідженого водню не має сенсу.
Розглянемо котельне обладнанняпредставлені на ринку. Випуском водневих казанів займається італійська компанія Giacomini, яка спеціалізується у сфері альтернативної енергетики. Також аналогічні агрегати виготовляють деякі китайські компанії, які успішно скопіювали технологію.
Водневий котел на твердому паливі Розробки компанії Giacomini спрямовані на створення опалювального обладнання, яка була б повністю безпечна для навколишнього середовища.
Водневий котел цієї компанії відноситься до зазначеної категорії - його робота пов'язана з виділенням водяної пари, якісь шкідливі викиди відсутні. Як енергоносій використовується водень, при цьому його видобувають шляхом електролізу.
Однак, варто звернути особливу увагу на принцип дії цього котла. Отриманий у системі водень не спалюється, він входить у реакцію з киснем у присутності каталізатора. В результаті виділяється теплова енергія, якої достатньо для нагрівання контуру опалення до 40°С.
Тобто, водневі котли, які пропонується придбати за солідною ціною, підходять лише для використання як теплогенератор для контуру водяної підлоги, плінтусного або стельового опалення.
Можна зробити висновок, що світові виробники котельного обладнання не знайшли прийнятного технічного рішення, щоб створити ефективний опалювальний котел, здатний використовувати теплову енергіюводню, що спалюється. Або розрахували, що такий варіант нерентабельний.
В Інтернеті можна знайти чимало інструкцій, як зробити водневий генератор. Слід зазначити, що зібрати таку установку для дому своїми руками цілком реально – конструкція досить проста.
Компоненти водневого генератора своїми руками для опалення в приватному будинку Але що ви робитимете з отриманим воднем? Ще раз зверніть увагу на температуру горіння цього палива у повітрі. Вона становить 2800–3000°С. Якщо врахувати, що за допомогою водороду, що горить, ріжуть метали та інші тверді матеріали, стає зрозуміло, що встановити пальник у звичайний газовий, рідкопаливний або твердопаливний котел з водяною сорочкою не вийде - він просто прогорить.
Умільці на форумах радять викласти топку зсередини шамотною цеглою. Але температура плавлення навіть кращих матеріалівданого типу не перевищує 1600 ° С, довго така топка не витримає. Другий варіант - використання спеціального пальника, який здатний знизити температуру факела до прийнятних величин. Таким чином, доки не знайдете такий пальник, не варто починати монтувати саморобний водневий генератор.
Вирішивши питання з котлом, виберіть потрібну схему та інструкцію на тему, як зробити водневий генератор для опалення приватного будинку.
Саморобний пристрій буде ефективним лише за умови:
Якого розміру повинен бути агрегат, що генерує водень у достатній кількості для опалення будинку, доведеться визначати «на вічко» (на підставі чужого досвіду), або зібравши для початку невелику установку. Другий варіант практичніший - він дозволить зрозуміти, чи варто витрачати гроші та час на монтаж повноцінного генератора.
Як електроди в ідеалі використовуються рідкісні метали, але для домашнього агрегату це занадто дорого. Рекомендується вибрати пластини з нержавіючої сталі, бажано феромагнітної.
Конструкція водневого генератора До якості води висуваються певні вимоги. Вона не повинна містити механічні забруднення та важкі метали. Максимально ефективно генератор працює на дистильованій воді, але для здешевлення конструкції можна обмежитись фільтрами для очищення води від непотрібних домішок. Щоб електрична реакція протікала інтенсивніше, воду додають гідроксид натрію у співвідношенні 1 столова ложка на 10 л води.
Перш ніж почати детально розбиратися, як зробити водневий генератор, бажано згадати шкільний курс фізики. Усі перетворення відбуваються із втратою енергії, тобто витрати електроенергії на отримання водню не окупляться тепловою потужністю при спалюванні отриманого палива.
Якщо врахувати, що спалювати водень з максимальною температуроюі тепловіддачею в домашніх умовах просто неможливо, стає зрозумілим, що реальні втратибудуть навіть вищими за ті, що розраховані для ідеальних умов.
Отже, використовувати водневий генератор, зроблений для опалення своїми руками, не має сенсу, якщо у вас немає доступу до безкоштовної електроенергії. Встановити для опалення будинку електричний котел і витрачати електроенергію безпосередньо, без складних перетворень, обійдеться вам у 2-3 рази дешевше. Крім того, електрокотел повністю безпечний, а експлуатація кустарної установки загрожує вибухом за недотримання правил монтажу та експлуатації.
Очевидно, що отримання дешевого водню екологічно чистим способом, до яких належить електроліз, - це питання майбутнього, над яким сьогодні працюють вчені передових країн світу.
У зв'язку з постійним подорожчанням комунальних послуглюди починають цікавитись альтернативними джерелами тепла. Сучасним способомобігрів житла є опалення воднем за допомогою спеціального генератора. Фахівці часто пропонують встановити таку систему обігріву, а деякі умільці навіть розповідають, як зібрати її самостійно.
Водень – це речовина з унікальними властивостями. Безбарвний і невидимий газ зовсім не має маси у твердому та рідкому стані. Водень - найпоширеніша речовина на планеті, до того ж вона не містить токсинів. Якщо змішати його з навколишнім повітрям, властивості отриманої суміші будуть зберігатися дуже довго, а від зіткнення з вогнем відбудеться займання.
Вчені та інженери відносять водень до гримучих газів через його легкозаймистість. Саме тому його зберігають у спеціальних герметичних балонах із легованої сталі. Незважаючи на підвищену вибухонебезпечність, водень активно використовують у різних сферах життя людини:
Використання водню замість природного газу, вугілля та нафти стає все більш популярним останнім часом. Це зумовлено тим, що видобуток такого палива значно дешевший, адже для його отримання потрібні лише вода та електрика.
Водневий генератор для опалення приватного будинку - чудовий спосіб заощадити, проте вкласти в установку доведеться чимало. Звісно, можна придбати готову конструкцію. Середня за ціною має вартість близько 50 тис. рублів. Але часто власники просто адаптують старе обладнання для обробки водневого палива.
Щоб створити ефективну водневу установку для опалення будинку своїми руками потрібно розуміти, з чого створюється паливо і за яким принципом працює апарат. Існує кілька методик виділення водню:
Всі ці технології найчастіше використовуються в промислових масштабах, а для забезпечення житла теплом вибирають найпростіший і доступний спосіб- Електроліз.
Водень в опаленні будинку
Електроліз - це методика, коли постійний електричний струм проходить через водний розчин, насичений сіллю. В результаті відбувається хімічна реакція, що полягає у розщепленні речовини. Більш точно описати цю реакцію можна за допомогою рівняння 2NaCl + 2H 2 O→2NaOH + Cl 2 + H 2 .
Тепло, що виділяється при спалюванні водню - це так званий електролізер, тобто водневе паливо для обігріву.
Якщо обладнання збирається своїми руками, то, крім теплообмінного пристрою, знадобляться каталізатори для оптимізації. хімічної реакції, пальник для спалювання водню, а також трубопровід.
Пальник розміщується в топці та відповідає за нагрівання в системі. За допомогою труб, що рекомендується діаметр яких становить від 25 до 32 мм, котел підключається до водопроводу. Також для роботи потрібно підключити котел до електромережі, адже тільки вдасться здійснити електроліз. Звичайно, конструювання котла для опалення воднем своїми руками буде набагато приємніше. фінансовому планіОднак необхідно врахувати, що саморобний ННО генератор менш компактний, ніж заводський.
Побутові генератори мають простішу конструкцію, ніж промислові. Саме тому вони виробляють не чистий водень, а так званий газ Брауна – суміш кисню та водню. Це практично, до того ж отриманий газ спалюється відразу ж. Тож навіть краще, адже зберігати його десь досить проблематично.
Як зробити своїми руками Водневий генератор (БЕЗ ЕЛЕКТРИЦІ)
Перед тим, як зайнятися переробкою існуючої системи опалення в котел на воді своїми руками, варто створити пробний зразок. Ця модель дасть розуміння роботи системи загалом, а також допоможе зрозуміти, чи варто робити водневий генератор для опалення житлового будинку самостійно. Для створення дослідної моделі електролізера необхідні такі складові:
До електродів, які занурені у воду, підводиться напруга від джерела, що регулюється. У домашніх умовах для покращення реакції у воду додають трохи солі.
В результаті реакції зі стогони катода виділятиметься водень, а анода – кисень. Гази потім надходять у гідрозатвор, в якому відбувається відділення водяної пари. Гримучий газ подається з другої ємності, де спалюється, утворюючи воду.
У домашніх умовах конструкцію водневої пічки можна відтворити за допомогою підручних матеріалів. Для цього знадобляться лише дві пластикові ємності, десяток шурупів і медична крапельниця. Зробити подібну конструкцію не складе жодних труднощів, до того ж цей процес докладно описаний на будь-якому профільному сайті, присвяченому водневому опаленню. Це найпримітивніша модель, тому продуктивність її буде надзвичайно низькою.
Але генератор має і значні недоліки. Для його встановлення доведеться значно переробити існуючу систему опалення або демонтувати піч. Крім цього, заводські апарати мають дуже високу вартість, Що і змушує власників будинків створювати водневий генератор своїми руками. Існують й інші важливі деталі, а саме:
Опалення воднем! Малий стенд.
Перед встановленням необхідно добре зважити всі за і проти і лише потім проводити демонтаж наявного обладнання. Найкраще звернутися за допомогою до фахівців, адже встановлення водневих генераторів для опалення житлових будинків – справа нелегка, а зробити апарат потрібно якісно та технічно правильно.
Для отримання тепла у будинку можна використовувати різні джерела енергії. Є серед них і достатньо незвичайні варіанти- Наприклад, водневе паливо. В даний час опалення воднем використовується вітчизняними споживачами рідко через деякі складнощі в отриманні сировини.
Однак цей метод все одно вважається найбільш екологічно чистим і забезпечує нагрівання. великих приміщень. А витрати на таке опалення будуть хоч і більшими в порівнянні з використанням як енергоносій газу, проте помітно меншими в порівнянні з експлуатацією твердопаливних та електричних котлів.
Вперше опалення будинку на водні було розроблено італійськими винахідниками. Створений ними пристрій практично не створював шуму і не викидав в атмосферу шкідливі речовини. При цьому температура всередині котлів була невисокою, і обладнання можна було робити не з чавуну чи жароміцної сталі, а зі звичайного металу та навіть пластику.
«Класичним», низькотемпературним варіантом опалення на водні є виділення тепла в процесі утворення води з водню та кисню. Хоча існує й методика, що передбачає зворотний процес – розщеплення водяних молекул для створення водневого палива, що згоряє у котлах.
Казанам, що працюють на водні, не потрібна спеціальна система відведення в атмосферу продуктів згоряння. Адже в процесі виділяється лише пара, нешкідлива для довкілля. А отримання сировини практично не становить особливої проблеми, на відміну від таких енергоносіїв, як газ, дизпаливо та пелети.
Витрати під час використання опалення на водні будуть йти тільки на електроенергію для генератора.
Поширенню системи водневого опалення сприяє ціла низка переваг такого методу:
Єдиний вигідніший спосіб у плані експлуатації – газове опалення, далеко не завжди доступне для заміського житла.
Також використання водню знижує витрати вуглеводнів типу нафти і газу, що є невідновлюваними ресурсами.
Щоправда, є у методики та недоліки. По-перше, водень є досить вибухонебезпечним і, за рахунок цього, речовиною, що важко транспортується, хоча ця проблема існує тільки для низькотемпературного варіанту.
По-друге, фахівців, здатних на правильне встановленнятаких котлів та сертифікацію водневих балонів, у нашій країні небагато.
Робота опалення на водні заснована на виділенні значного обсягу теплової енергії, що отримується внаслідок взаємодії кисневих та водневих молекул. Процес характеризується великими розміраминеобхідної для його протікання ємності та високим ККД(>80%). Для правильного функціонування обладнання необхідно:
Втім, з огляду на те, що створити своїми руками таке обладнання, як низькотемпературна воднева установка для опалення будинку, навряд чи вийде, найчастіше використовують альтернативний метод– отримання водню та використання його як енергоносій. Такий варіант буде доступнішим за ціною та забезпечить велику температуру теплоносія в опалювальній системі (таку ж, як і газ).
До складу систем водневого опалення входять водневі генератори, пальники та котли. Перший необхідний розкладання рідини на складові (з використанням каталізаторів для прискорення процесу або без них). Пальник створює відкрите полум'я, а казан служить теплообмінним пристроєм. Все це можна придбати у відповідних магазинах, проте та сама система, створена своїми руками, як правило, працює ефективніше.
Складання генератора водню можна здійснити декількома способами. Для його виготовлення знадобиться кілька сталевих трубок, бак для розміщення конструкції, широтно-імпульсний генератор потужністю від 30А і вище або інше джерело живлення. Крім того, при збиранні не обійтися без посуду для дистильованої води.
Подача рідини, з якої виділятиметься водень, здійснюється всередину герметичної конструкції, де знаходяться пластини з нержавіючої сталі (що більше, тим більше виходить водню, хоча витрачається і додаткова електроенергія), що примикають один до одного.
У ємності під впливом струму відбувається процес розщеплення молекул води на кисень і водень, після чого останній подається в котел, де встановлений пальник. Якщо струм подається не від мережі, а від ШІМ-генератора, ефективність системи збільшується.
У системі опалення застосовується, як правило, дистильована вода, яку додають гідроксид натрію в пропорції 10 л рідини на 1 ст. л речовини. За відсутності чи проблематичності отримання потрібної кількостідистиляту дозволяється використання і звичайної води з крана, але тільки в тому випадку, якщо у її складі відсутні важкі метали.
Як метали, з яких виготовляють водневі котли, допустимо використовувати будь-які види. нержавіючих сталей – відмінним варіантомстане феримагнітна сталь, до якої не притягуються зайві частки. Хоча основним критерієм вибору матеріалу все-таки має бути стійкість до корозії та іржі.
Для збирання апарату зазвичай використовуються трубки діаметром 1 або 1,25 дюйма. А пальник купується у відповідному магазині чи інтернет-сервісі.
Якщо правильно підібрати матеріали та ретельно вивчити схему опалення, виготовлення установки та її приєднання до котла не є нічого складного.
Причиною встановлення системи опалення на водні в приватному будинку може бути відсутність у ньому газу та наявність електроенергії. При цьому витрати на забезпечення будівлі теплом виявляються меншими порівняно з використанням електронагрівальних приладів.
Крім того, немає потреби в трубах для відведення продуктів згоряння. Виходить, що воднева установка цілком може використовуватися в заміських будинкахяк самостійне або додаткове опалювальне обладнання.
Водень практично ідеальний виглядпалива, але проблема полягає в тому, що він на нашій планеті зустрічається лише у вигляді з'єднань з іншими хімічними елементами. Частка «чистого» речовини у атмосфері становить трохи більше 0,00005%. Враховуючи такі реалії, стає актуальним питанняпро водневий генератор. Розглянемо принцип роботи такого пристрою, його конструктивні особливості, сферу застосування та можливість самостійного виготовлення.
Є кілька методик виділення водню та з інших речовин, перерахуємо найпоширеніші:
З перелічених варіантів останній найменш витратний, а перший найбільш доступний, саме він покладено основою більшості генераторів водню, зокрема й побутових. Їх принцип дії у тому, що у процесі пропускання струму через розчин, позитивний електрод притягує негативні іони, а електрод із протилежним зарядом – позитивні, у результаті відбувається розщеплення речовини.
Якщо з отриманням водню проблем зараз практично немає, його транспортування і зберігання досі залишається актуальним завданням. Молекули цієї речовини настільки малі, що можуть проникати навіть крізь метал, що несе певну загрозу безпеці. Зберігання в абсорбованому вигляді поки що не відрізняється високою рентабельністю. Тому найбільше оптимальний варіант- генерація водню безпосередньо перед його використанням у виробничому циклі.
Для цього виготовляються промислові установкидля генерації водню. Як правило, це електролізери мембранного типу. Спрощена конструкція такого пристрою та принцип роботи наведено нижче.
Позначення:
Конструкція побутових генераторів значно простіша, оскільки здебільшого вони не виробляють чистий водень, а виробляють газ Брауна. Так прийнято називати суміш кисню та водню. Цей варіант найбільш практичний, не потрібно розділяти водень і кисень, можна значно спростити конструкцію, а значить і зробити її дешевше. Крім цього, отриманий газ спалюється в міру його вироблення. Зберігати та накопичувати його в домашніх умовах не лише проблематично, а й небезпечно.
Позначення:
Характерною особливістю таких пристроїв є використання блоків електродів, оскільки не потрібно сепарування водню та кисню. Це дозволяє зробити генератори досить компактними.
Зважаючи на проблеми, пов'язані з транспортуванням та зберіганням водню, такі пристрої затребувані у виробництвах, де наявність цього газу вимагає технологічний цикл. Перерахуємо основні напрямки:
Незважаючи на те, що виробництво водню в процесі переробки нафти дешевше, ніж його одержання шляхом електролізу, як уже зазначалося вище, виникають складнощі з транспортуванням газу. Будувати небезпечні хімічні виробництва, безпосередньо, поруч із заводами, що переробляють нафту, не завжди дозволяє екологічна обстановка. Крім цього водень, отриманий шляхом електролізу, значно чистіший, ніж при крекінгу нафти. У зв'язку з цим промислові водневі генератори завжди високий попит.
У побуті також є застосування водню. Насамперед це автономні опалювальні системи. Але тут є деякі особливості. Установки з виробництва чистого водню коштують значно дорожче за генератори газу Брауна, останні навіть можна зібрати самостійно. Але при організації опалення будинку необхідно враховувати, що температура горіння газу Брауна значно вища, ніж у метану, тому буде потрібний спеціальний котел, який дещо дорожчий за звичайний.
В інтернеті можна зустріти чимало статей, у яких написано, що для гримучого газу можна використовувати звичайні котли, це категорично не можна. У кращому разі вони швидко вийдуть з ладу, а в гіршому можуть стати причиною сумних чи трагічних наслідків. Для суміші Брауна передбачені спеціальні конструкції з термостійкішим соплом.
Необхідно зауважити, що рентабельність опалювальних систем на основі водневих генераторів викликає великий сумнів через низький ККД. У таких системах є подвійні втрати, по-перше, у процесі генерації газу, по-друге, при нагріванні води у казані. Дешевше для опалення одразу нагрівати воду в електричному бойлері.
Не менш спірна реалізація для побутового використання, при якій газом Брауна збагачують бензин у паливній системі двигуна автомобіля з метою економії
Позначення:
Слід зазначити, що у деяких випадках така система навіть працює (якщо її зібрати правильно). Але точні параметри, коефіцієнт приросту потужності, відсоток економії ви знайдете. Ці дані дуже розмиті, і достовірність їх викликає сумніви. Знову ж таки не зрозуміле питання, наскільки зменшиться ресурс двигуна.
Але попит породжує пропозиції, в інтернетах можна знайти докладні креслення таких пристроїв та інструкцію щодо їх підключення. Є й готові моделі, зроблені в Японії.
Розкажемо, як можна зробити саморобний генератордля отримання суміші водню та кисню (ННО). Його потужності на опалення будинку не вистачить, але для газового пальникадля різання металу кількість отриманого газу буде достатньою.
Мал. 8. Схема газового пальника Позначення:
Насамперед робимо електролізер, для цього нам знадобиться герметична ємність та електроди. Як останні використовуємо сталеві пластини (їх розмір вибираємо довільно, залежно від бажаної продуктивності), прикріплені до діелектричної основи. З'єднуємо між собою усі пластини кожного з електродів.
Коли електроди готові їх треба зміцнити в ємності таким чином, щоб місця підключення проводів живлення були вищими від передбачуваного рівня води. Провід від електродів йдуть до блока живлення на 12 вольт або автомобільного акумулятора.
У кришці ємності робимо отвір під трубку для виходу газу. Як водні затвори можна використовувати звичайні скляні банкиємністю 1 літр. Заповнюємо їх на 2/3 водою і підключаємо до електролізера та пальнику, як показано на малюнку 8.
Пальник краще взяти готовий, оскільки не кожен матеріал може витримати температуру горіння газу Брауна. Підключаємо її до виходу останнього водяного затвора.
Наповнюємо електролізер водою, до якої додана звичайна кухонна сіль.
Подаємо напругу на електроди та перевіряємо роботу пристрою.
