Генератор водорода для системы отопления: собираем действующую установку своими руками

Как собрать генератор водорода собственноручно

Зачастую котел, работающий на водороде, используется для обогрева полов. Эти системы в наше время встречаются самой разной мощности. Мощность котлов бывает самая разная, начиная от 27Вт и до бесконечности. Можно взять один очень мощный котел для обогрева сразу всего дома, а можно несколько небольших. Устанавливаются они своими силами, но, как сделать водородный генератор своими руками?

Прежде чем начать сооружать топливную ячейку необходимо иметь под руками следующие инструменты:

• ножовку по металлу;
• дрель с набором свёрл;
• набор гаечных ключей;
• плоская и шлицевая отвёртки;
• угловая шлифмашина («болгарка») с установленным кругом для резки металла;
• мультиметр и расходомер;
• линейка;
• маркер.

Более того, если вы решите самостоятельно заниматься сооружением ШИМ-генератора, то для его настройки понадобятся осциллограф и частотомер.

Для того чтобы изготовить водородный генератор для отопления частного дома рассмотрим абсолютно «сухую» схему электролизера с применением электродов из пластин нержавеющей стали.

Представленная ниже инструкция показывает процесс конструирования водородного генератора:

Сооружение корпуса топливной ячейки. Роль боковых стенок каркаса играют пластины оргалита или оргстекла, нарезанные по размеру будущего генератора. Стоит заметить, что он размеров агрегата напрямую зависит его производительность, но и затраты на получение ННО будут намного выше. Для сооружения топливной ячейки оптимальными являются габариты от 150×150 мм до 250×250 мм.
В каждой из платин сверлятся отверстия под входной и выходной штуцера для воды. Кроме этого, необходимо сверление в боковой стенке для выхода газа и четыре отверстия по углам для того чтобы соединить элементы реактора между собой.
С помощью болгарки из листа нержавейки марки 316L, вырезают пластины электродов. Они по размеру должны быть меньше стенок на 10-20 мм. Более того, при изготовлении каждой детали, в одном из углов необходимо оставлять небольшую контактную площадку. Это необходимо для того чтобы соединить отрицательные и положительные электроды в группы перед их подключением к питанию.
Для получения необходимого количества ННО, нержавейку необходимо обработать мелкой наждачной бумагой с двух сторон.
В каждой пластине сверлятся два отверстия: сверлом чей диаметр должен быть 6-7 мм – для подачи в пространство между электродами воды и диаметром 8-10 мм – для отвода газа Брауна. Точки сверления рассчитывают с учетом мест монтажа соответствующих подводящих и выходного патрубков.
Приступают к сборке генератора. Для этого в оргалитовые стенки монтируют штуцеры служащие для подачи воды и отбора газа. Места их присоединений тщательнейшим образом герметизируют автомобильным или сантехническим герметиком.
После этого одну из прозрачных корпусных деталей устанавливают на шпильки, после этого укладывают электроды. Укладка электродов должна начинаться с уплотнительного кольца
Обратите внимание: плоскость электродов должна быть абсолютно ровной, в противном случае элементы с разноименными зарядами будут касаться, что вызовет короткое замыкание!
Пластины нержавейки отделяют от боковых поверхностей реактора с помощью уплотнительных колец, изготовленных из силикона, паронита или других материалов

Важно чтобы он был не толще 1 мм
Подобные детали используют как дистанционные прокладки между пластинами. В процессе укладки следят, чтобы контактные площадки разноименных электродов были сгруппированы по разные стороны генератора.
После того как уложена последняя пластина устанавливают уплотнительное кольцо, после чего генератор закрывается второй оргалитовой стенкой, а саму конструкцию соединяют с помощью гаек и шайб

Делая эту работу, внимательно следите за равномерностью затяжки и отсутствием перекосов между пластинами.
С помощью полиэтиленовых шлангов генератор подключается к емкости с водой и бабблеру.
Контактные площадки электродов соединяются между собой любым методом, после чего к ним подводят провода питания.
На топливную ячейку подается напряжение от ШИМ-генератора, после чего приступают к настройке и регулировке аппарата по максимальному выходу газа ННО.

Для того чтобы получить газ Брауна в необходимом количестве которое будет достаточным для приготовления пищи и отопления, устанавливают несколько генераторов водорода которые работают параллельно.

Как выбрать водородный котел

Водородный котёл – это самый необходимый элемент для водородного генератора. Без него ваш агрегат не будет работать. Водородный котел можно сделать самостоятельно. Однако многие владельцы дачных участков и домов, где используются теплые полы, рекомендуют котел покупать.

Чтобы выбрать водородный котел, надо обращать внимание на базовые характеристики:

•  Мощность;
•  Количество контуров;
•  Объём потребляемой энергии.

Это три основные параметры, по которым можно определить, насколько перед вами эффективный котёл с высоким КПД.

Если вы собираетесь отапливать весь дом – покупайте самые большие котлы. Если нет, то стоит остановиться на маленьком котле. Подходите к выбору котла внимательно. Это самый важный элемент в водородном генераторе. Выбирайте качественные котлы только популярных марок, и тогда ваш генератор прослужит вам много лет.

ДВС на водородном топливе

На протяжении нескольких десятилетий идут поиски возможности приспособить двигатели внутреннего сгорания для полной или гибридной работы на водородном топливе. В Великобритании ещё в 1841 году был запатентован двигатель, работающий на воздушно-водородной смеси. Концерн «Цеппелин» в начале ХХ века в качестве движущей установки своих знаменитых дирижаблей использовал двигатели внутреннего сгорания, работающие на водороде.

Развитию водородной энергетики способствовал и мировой энергетический кризис, разразившийся в 70 годах прошлого века. Однако с его окончанием водородные генераторы быстро были забыты. И это несмотря на массу преимуществ по сравнению с обычным топливом:

• идеальная воспламеняемость топливной смеси на основе воздуха и водорода, что даёт возможность лёгкого пуска двигателя при любой температуре окружающей среды;
• большое выделение тепла при сгорании газа;
• абсолютная экологическая безопасность – отработавшие газы превращаются в воду;
• выше в 4 раза скорость сгорания по сравнению с бензиновой смесью;
• способность смеси работать без детонации при высокой степени сжатия.

Основной технической причиной, являющейся непреодолимой преградой в использовании водорода в качестве топлива автомобилей стала невозможность уместить достаточное количество газа на транспортном средстве. Размер топливного бака для водорода будет сравним с параметрами самого автомобиля. Большая взрывоопасность газа должна исключать возможность малейшей утечки. В жидком виде необходима криогенная установка. Этот способ также мало осуществим на автомобиле.

В качестве заключения. Альтернатива

Альтернативой, пускай и весьма спорной, является газ Брауна – химическое соединение, которое состоит из одного атома кислорода и двух водорода. Горение такого газа сопровождается образованием тепловой энергии (притом в четыре раза мощнее, чем в описанной выше конструкции).

Для отопления дома газом Брауна тоже используются электролизеры, ведь этот способ получения тепла также основан на электролизе. Создаются специальные котлы, в которых под действием переменного тока молекулы химических элементов разъединяются, образуя заветный газ Брауна.

Видео – Обогащенный газ Брауна

Вполне возможно, что инновационные энергоносители, резерв которых практически безграничен, вскоре вытеснят невозобновляемые природные ресурсы, освободив нас от необходимости в перманентной добычи ископаемых. Такой ход событий позитивно скажется не только на окружающей среде, но и на экологии планеты в целом.

Использование водорода в отоплении

В век технологий существует множество вариантов отопить свой дом. Однако любители самостоятельно создавать разные технические приспособления могут сделать отопление дома водородом своими руками. Это экологически чистый, в то же время, очень мощный источник тепла, благодаря которому можно отопить большое помещение.

Котел отопления на водороде итальянского производства

Водородное отопление дома было разработано одной из компаний в Италии. Когда такая установка работает, она не производит никаких вредных выбросов. Таким образом, это экологически чистое, эффективное, бесшумное отопление дома.

Ученые разработали способ сжигать водород для отопления дома при такой температуре, как 300 градусов по Цельсию. Благодаря этому появилась возможность производить котлы для отопления из традиционных материалов. Такого типа котлы для функционирования не требуют специальной системы отвода продуктов сгорания в атмосферу, так как здесь таковых продуктов нет. В данном случае выделяется только пар, не вредный для окружающей среды. А получить водород – это доступный процесс. Все, на что будут идти расходы, — это только электроэнергия. А если вы будете, используя водородный генератор для отопления, задействовать еще и солнечные панели, то и затраты на электричество можно минимизировать.

Водородная установка для отопления дома состоит из следующих компонентов: котел и трубы, имеющие диаметр 25-32 мм (1-1,25 дюймов). Трубы других размеров используются редко. Трубы можно смонтировать самостоятельно, но здесь следует выполнять одно условие – после каждого разветвления диаметр должен быть меньшим. И порядок уменьшения диаметра следующий – труба D32, труба D25. После разветвления – труба D20, последняя – труба D16. Когда такое правило соблюдается, то водородная горелка для отопления будет работать эффективно и качественно.

Реактор

От площади электродов и их материала зависит количество получаемого объёма газа Брауна. Если в качестве электродов брать медные или железные пластины, то реактор не сможет работать продолжительное время по причине быстрого разрушения пластин.

Идеальным выглядит применение титановых листов. Однако их использование повышает затраты на сборку агрегата в несколько раз. Оптимальным считается применение пластин из высоколегированной нержавеющей стали. Металл этот доступен, его не составит труда приобрести. Также можно использовать отработавший своё бак от стиральной машины. Сложность составит только вырезание пластин нужного размера.

Рекомендации специалиста по изготовлению генератора

Получение газа Брауна может вестись методом использования самостоятельно изготовленного генератора. Многие домашние мастера задаются вопросом о том, какой металл в процессе сборки необходимо использовать. Некоторые полагают, что можно применять лишь редкие металлы.

Специалисты утверждают, что можно запастись любой нержавеющей сталью. Отличных результатов можно добиться, если использовать ферромагнитную сталь, она не притягивает частицы мусора. При выборе металла лучше отдать предпочтение нержавейке, ведь она не подвергается окислению.

Если вас интересует вопрос о том, сколько готовы прослужить пластины электродов, то вы должны знать о том, что менять их нет необходимости, ведь при работе они не разрушаются. Для подготовки перед сваркой их необходимо хорошо промыть в мыльном растворе, а после обработать спиртосодержащим веществом по типу водки. Если вы решили изготовить изобретение Брауна, газ которое позволяет получить, то необходимо будет некоторое время погонять электролизер, заменяя грязную воду. Повторять эту процедуру нужно, пока вода не вымоет грязь. Если жидкость окажется достаточно чистой, то установка не будет перегреваться.

Когда сборка электролизера была осуществлена правильно, при его использовании пластины и вода не будут греться. Электролизер не следует нагревать больше, чем на 65°С. Если этот параметр выйдет за пределы нормы, то пластины будут покрываться грязью. Удаление придется осуществлять наждачной бумагой, а в качестве альтернативного решения выступает замена элементов на новые.

Сборка системы

В состав систем водородного отопления входят водородные генераторы, горелки и котлы. Первый необходим для разложения жидкости на составляющие (с использованием катализаторов для ускорения процесса или без них). Горелка создает открытое пламя, а котел служит теплообменным устройством. Все это можно приобрести в соответствующих магазинах, однако та же система, созданная своими руками, как правило, работает эффективнее.

Сборку генератора водорода можно осуществить несколькими способами. Для его изготовления понадобится несколько стальных трубок, бак для расположения конструкции, широтно-импульсный генератор мощностью от 30А и выше или другой источник питания. Кроме того, при сборке не обойтись без посуды для дистиллированной воды.

Подача жидкости, из которой будет выделяться водород, осуществляется внутрь герметичной конструкции, где находятся пластины из нержавеющей стали (чем их больше, тем больше получается водорода, хотя тратится и дополнительная электроэнергия), примыкающие друг к другу.

В емкости под действием тока происходит процесс расщепления молекул воды на кислород и водород, после чего последний подается в котел, где установлена горелка. Если же ток подается не от сети, а от ШИМ-генератора, эффективность системы увеличивается.

Применяемые материалы

В системе отопления применяется, как правило, дистиллированная вода, в которую добавляют гидроксид натрия в пропорции 10 л жидкости на 1 ст. л вещества. При отсутствии или проблематичности получения нужного количества дистиллята разрешается использование и обычной воды из крана, но только в том случае, если в ее составе отсутствуют тяжелые металлы.

В качестве металлов, из которых изготавливают водородные котлы, допустимо использовать любые виды нержавеющих сталей – отличным вариантом станет ферримагнитная сталь, к которой не притягиваются лишние частицы. Хотя основным критерием выбора материала все-таки должна быть устойчивость к коррозии и ржавчине.

Для сборки аппарата обычно используются трубки диаметром 1 или 1,25 дюйма. А горелка приобретается в соответствующем магазине или интернет-сервисе.

Природа газа и методика его получения

Данный газ, нередко именуемый также водяным, гремучим, коричневым, HHO и проч. обязан своим названием физику Ю. Брауну. Последний выдвинул гипотезу об этом соединении как о некой новой форме воды, которой он приписал ряд чудесных свойств. Впоследствии эта идея была развита и другими исследователями. Впрочем, нашлось и немало ее порицателей.

Газ Брауна представляет собой соединение водорода с кислородом (отсюда происходит одно из названий – по формуле HHO), бесцветное и не имеющее запаха.

Конструкция электролизера, который будет вырабатывать газ

Если озадачиться способом его получения в домашних условиях, то нетрудно обнаружить, что Интернет полон на этот счет множества рекомендаций. Отфильтровав, в том числе при помощи отзывов о результатах экспериментов, информационный мусор и рассмотрев приемлемые варианты, можно составить более-менее ясную картину об эффективной, реально работающей и несложно собираемой своими руками схеме. Ее состав включает две основные части:

• химическую, представляющую собой электролизер;
• электрическую, служащую в качестве источника электрических импульсов.

Конструкция электролизера достаточно проста. Это или группа пластин, или пара труб, не соединенных электрически между собой (можно заполнить промежутки диэлектрическими деталями), погруженных в емкость с водой. Особых требований к размерам нет, а что касается материала, подойдет легированная (нержавеющая) сталь. Подключение к источнику импульсов осуществляется таким образом, чтобы смежные пластины или трубы имели разные потенциалы (т. е. плюс чередовался с минусом). За счет этого и будет происходить процесс разделения воды и получения нужного нам газа.

Для обеспечения работы электролизера необходимо протекание через жидкость тока, для чего, на первый взгляд, чистая вода (без примесей) не подходит в виду своей диэлектрической природы. Одним из вариантов решения этой проблемы является внесение различных добавок, как-то соды, соли, едкого калия и др. Но в этом случае потребление тока возрастает настолько, что эффективность такого устройства падает до уровня, когда его применение в целях отопления дома становится нецелесообразным. К тому же некоторые такие добавки небезопасны для здоровья.

Схема подключения генератора газа Брауна к автомобилю

Другой путь заключается в оставлении воды дистиллированной, но тогда для функционирования электролизера необходимо собрать особый источник электрических импульсов. А конкретно, понадобится автогенератор импульсов, причем обязательно прямоугольной формы, с частотой от 5 кГц. Его схема может состоять из таких компонентов:

• источник питания (12 В);
• выпрямитель (10 А);
• пара резисторов (10 кОм, 2,2 кОм);
• потенциометр (10 кОм);
• транзистор (тип n-p-n, модель 838 или 2n3055);
• пара катушек на едином каркасе (проволока одной длины, от 200 до 400 витков, диам. 0,90 мм и 0,26 мм);
• конденсатор (50 мкФ).

Параметры, данные в скобках, ориентировочные, и вполне могут корректироваться в ходе опытов для получения наибольшей эффективности в выработке газа. Здесь, как и в случае любого другого самодельного оборудования, проще всего добиться желаемого результата экспериментально. Сделав это, останется собирать выделяемый газ Брауна и направлять его на отопление жилища или иные нужды.

Если вы любите наблюдать интересные эксперименты, а еще больше – организовывать их своими руками, обязательно попробуйте изготовить генератор газа Брауна. Это доставит вам удовольствие и сможет, в случае удачности опыта (и, возможно, последующего самостоятельного совершенствования схемы и конструкции), поспособствовать повышению энергонезависимости системы отопления вашего дома.

Основная идея

Такое устройство вполне можно изготовить своими руками и использовать, к слову не только с целью отопления дома, но и, к примеру, для газорезки металла. Действие его заключается в процессе разложения воды в электролизере, полезным результатом которого и является газ Брауна, а побочным – водяной пар. Какие же отличительные черты можно выделить у этого оригинального способа отопления дома по сравнению с традиционными системами? Они следующие:

1. Очевидно, что вода на нашей планете дефицитным соединением не является, распространена повсеместно, а значит, как сырье для получения энергии будет сверхдешевым и практически неисчерпаемым материалом;
2. Еще более упрочняющим позиции первого утверждения выступает то обстоятельство, что побочным продуктом работы электролизера является водяной пар, после образования конденсата вновь становящийся жидкостью, т. е. вода рециркулирует, и это позволяет говорить о возобновляемости данного исходного материала;
3. В виду отсутствия каких бы то ни было побочных продуктов работы электролизера, за исключением упомянутого водяного пара, применение данного изделия с целью последующего обогрева дома совершенно безвредно для человека и природы, т. е. является экологичным;
4. Приятным дополнением выступает автоматическое поддержание достаточного уровня влажности в помещении за счет все того же выделения водяного пара, что не только предохраняет воздух от пересушивания, но и улучшает его характеристики теплопередачи.

Таким образом, идея использовать генератор газа Брауна в системах отопления во всех отношениях превосходная, но на пути повсеместного ее внедрения есть известные препятствия. Они сводятся к таким моментам:

1. Основная загвоздка кроется в необходимости учета закона сохранения энергии, ведь для того, чтобы прибор вырабатывал газ, ему требуется электропитание, и если расходы на него будут сопоставимы с получаемым полезным теплом, то смысла в использовании подобных схем отопления становится немного. По поводу соотношения затрачиваемых ресурсов и полезной отдачи на выходе системы постоянно ведутся острые споры, но на данный момент нет общепринятого мнения по этому вопросу. Поскольку развитие технологий никогда не останавливается, то эта проблема рентабельности, может и не так быстро, как хотелось бы, но непременно будет устранена;
2. Небеспочвенность скептических утверждений о нерентабельности и сомнительной эффективности систем отопления, использующих в качестве топлива газ Брауна, подтверждается как высокой стоимостью данного оборудования промышленного производства, так и дороговизной его в эксплуатации.

Однако, в сети Интернет можно обнаружить многочисленные советы по сборке производящих данный газ изделий, чертежи и схемы электролизеров, а также прочитать отзывы людей, которые с тем или иным успехом реализовали своими руками предложенные энтузиастами варианты или выработали собственные. Насколько можно использовать эту информацию в серьезных целях, судите сами, но поэкспериментировать, по меньшей мере, представляется интересным.

Вопросы по использованию генератора

Во время сборки устройства могут возникнуть некоторые вопросы. Ответим на самые распространенные из них.

Какая вода предпочтительнее: дистиллированная или из водопровода?

Неочищенная вполне допустима, однако она должна быть достаточно качественной — в ней должны отсутствовать тяжелые металлы. Оптимальный вариант — использование дистиллированной воды с добавлением гидроксида натрия. Пропорция: на ведро воды — столовая ложка добавки. Гидроксид натрия нужно хорошо размешать в воде.

Какой металл применять в конструкции аппарата?

В некоторых инструкциях утверждается, что генератор лучше собирать из редких (а значит и дорогих) металлов. Это не так. Подойдет и нержавейка, не подверженная окислительным процессам. Среди сортов стали отличными характеристиками отличается ферромагнитная сталь. К этому металлу не цепляется всевозможный мусор.

Часто ли нужно менять пластины электродов?

Эти детали не подвержены каким-либо химическим или механическим воздействиям. Поэтому меня их нет надобности.

Нужна ли пластинам для электродов подготовка?

Да, это необходимо делать. Пластины рекомендуется промывать в мыльном растворе. Далее поверхность пластин нужно обработать тряпочкой, промоченной в спирте или водке. Электролизер должен поработать какое-то время в тестовом режиме. При этом нужно регулярно менять загрязненную жидкость на чистую. Испытательный период продолжается до тех пор, пока вода не смоет всю грязь. Если устройство собрано корректно, то при его работе жидкость и пластинки не будут перегреваться.

Сборка генератора Брауна своими руками потребует усилий и определенной сноровки. Получится или нет, зависит от многих факторов, но попробовать определенно стоит. Если опыт будет удачным, полученный газ Брауна повысит энергетическую независимость вашего дома.

Газ Брауна

Сегодня водородные генераторы у автолюбителей приобретают популярность. Однако это не совсем то, о чем шла речь выше. Путём электролиза вода превращается в так называемый газ Брауна, который и добавляют к топливной смеси. Основная задача, которую решает этот газ, – полное сгорание топлива. Это и служит увеличением мощности и снижением расхода топлива на приличный процент. Некоторым механикам удалось добиться экономии на 40 %.

Решающее значение в количественном выходе газа имеет площадь поверхности электродов. Под действием электрического тока молекула воды начинает разлагаться на два атома водорода и один кислорода. Такая газовая смесь при сгорании выделяет почти в 4 раза больше энергии, чем при сгорании молекулярного водорода. Поэтому использование этого газа в двигателях внутреннего сгорания приводит к более эффективному сгоранию топливной смеси, уменьшает количество вредных выбросов в атмосферу, увеличивает мощность и уменьшает величину затраченного топлива.

(голосов пока нет)

Загрузка...