Водородное отопление дома – альтернативный вариант, который может стать выгодной заменой привычным газовым и твердотопливным отопительным котлам. Как ясно из названия, в основе этого метода лежит использование водорода – уникального лёгкого газа, обладающего способностью вступать в химическую реакцию с кислородом с выделением тепла. Сегодня эта технология только начинает развиваться, но можно ожидать, что уже в недалеком будущем водородные генераторы займут важное место в мировой энергетике.
Принцип работы водородного обогрева
Водородная установка для отопления дома предполагает получение водорода путём расщепления воды. Для этой цели используется электрический заряд: в результате воздействия электротока вода распадается на кислород и водород, который, при соединении с воздухом может превратиться во взрывоопасное вещество.
Соединение атомов водорода и кислорода происходит с выделением огромного количества тепла – оно в десятки раз превосходит количество тепловой энергии, получаемой при сгорании органического топлива. Тепло прогревает воду в теплообменнике и позволяет отапливать дом.
Схема устройства водородного котла выглядит следующим образом:
- Ёмкость с топливом – водой. Топливом воду называть не вполне верно, так как она не сгорает, а разлагается на составляющие в результате электролиза. На неё воздействуют два электрода – катод и анод, которые подключаются к электросети.
- Двухступенчатый предохранительный блок. Водород через него попадает в камеру сгорания, где происходит каталитическая реакция с выделением тепла. Её результатом становится обычная вода: нет процесса горения, а значит, не будет никаких токсичных продуктов сгорания. Предохранительный блок позволяет сделать систему стабильной и безопасной.
- Теплообменник. Выделившееся в процессе реакции тепло прогревает теплоноситель, и он поступает в систему обогрева дома. С помощью такого метода можно отапливать даже здания большой площади, и при этом система будет очень эффективной.
Важные преимущества использования водородных генераторов
Водородное отопление дома своими руками – мечта многих домовладельцев, которая сегодня может стать реальностью. Это возможность больше не зависеть от постоянно растущих цен на топливо, обеспечив независимую систему теплоснабжения, которая будет максимально эффективной.
Современные водородные генераторы имеют КПД до 95%, и ни одна современная система обогрева не может похвастаться такими же показателями. У них есть ещё несколько преимуществ:
- Абсолютная экологичность. В отличие от дров, угля, нефти, бензина и других привычных видов топлива, водород не выделяет совершенно никаких токсичных веществ.
- Поскольку нет пламени, водородная система является максимально пожаробезопасной. Но при этом нужно помнить, что водород в сочетании с кислородом превращается во взрывоопасную смесь, поэтому реакцию нужно держать под контролем.
- Горелка для водорода для отопления дома работает совершенно бесшумно и не причиняет никаких неудобств жильцам. Процесс можно сделать практически бесконечным, так как не возникнет никаких проблем с получением топлива. Обустроив водородный котёл, можно забыть о таких проблемах, как покупка, доставка и хранение дров, получение разрешений для подключения газа, чистка дымоходов и топочных камер и т. д.
Фактически, в данном случае нет и самого процесса горения, а единственным результатом проведённой реакции становятся пары воды. В доме с таким отоплением не будет дыма, сажи, не нужно обустраивать дымоход и пользоваться прочими неудобными приспособлениями.
Баллоны с водородом неудобны в транспортировке: при комнатной температуре он представляет собой очень лёгкий летучий газ, работать с которым не слишком удобно. Даже приобрести такое топливо в России пока что проблематично, а сделать камеру для электролиза воды своими руками не каждому по силам. Кроме того, самодельные установки могут быть небезопасными, так как нет гарантии, что реакция будет полностью контролируемой.
Однако все эти минусы в основном являются временными: постепенно человек найдёт способ быстро получать и легко транспортировать водород, чтобы использовать его для постоянного получения энергии в доме. Применение водородных установок постепенно расширяется, и из фантастической экзотики они превращаются в реальность. Однако пока нет примеров успешного применения генераторов для отопления в частных домохозяйствах: промышленные установки остаются слишком редкими и потому очень дорогими.
Можно ли сделать такую установку самостоятельно
Водородная установка для отопления дома своими руками пока что относится к области фантастики: до сих пор очень сложно найти постоянно работающую установку, которая бы полностью реализовывала свой потенциал. Проблема в том, что, для того чтобы разложить воду на смесь водорода и кислорода, приходится использовать электроэнергию, и эти затраты не окупаются количеством тепловой энергии, которое удаётся собрать. В промышленных технологиях такая проблема успешно решается, что подтверждает существование электромобилей, а в домашних условиях получить такую установку проблематично.
Нагрев горелки при этом может достигать 3000 градусов, поэтому нужно позаботиться о материалах, способных выдерживать столь высокие тепловые нагрузки. Основными элементами такой системы являются:
- Ёмкость с электролитом, в которой он будет разлагаться на водород и кислород. Чтобы получить максимальное количество газов, используются электроды большой площади, которые объединяются в ячейки. Полученные водород и кислород не требуется разделять.
- К крышке герметичной ёмкости подсоединяется штуцер, который должен будет отводить полученный газ Брауна – смесь водорода и кислорода. Это опасное горючее топливо, поэтому работу систему нужно будет тщательно контролировать.
- Штуцер присоединяется к горелке и теплообменнику, чтобы можно было получить достаточное количество тепла и предать его носителю.
На этом этапе возникают сложности, которые не позволяют собрать полностью работающий водородный обогреватель в домашних условиях, Во-первых, крайне сложно подготовить подходящий электролит. Для разложения не подходит чистая вода, в ней должно содержаться определённое количество солей, ускоряющих процесс. То есть электролит придётся готовить специально, а это дополнительные затраты.
Во-вторых, любой котёл отопления не может работать равномерно, поэтому придётся создать хранилище готового к использованию газа. В домашних условиях такие опыты просто опасны, так как любая неосторожность может привести к взрыву. В-третьих, несмотря на множество «домашних» разработок, пока что сложно найти действительно стабильно работающий образец.
Каково будущее этого направления альтернативной энергетики
Сегодня человечество ведёт активный поиск новых источников энергии, которые смогут заменить стремительно истощающиеся запасы нефти, газа и угля. Водородное топливо является не только экологичным, но и практически неисчерпаемым – вода остаётся одним из самых распространённых веществ на земле. Альтернативная «зелёная» энергетика даст возможность защитить планету от вредных выбросов и тем самым избавить человечество от большинства экологических проблем.
Пока что водородная энергетика остаётся убыточной, и всё же её применение становится всё более широким. Экологичные автомобили без вредных выбросов получили распространение в Европе, очень скоро первые образцы начнут появляться в России. Основное направление на данный момент – не поиск альтернативного отопления, а создание новых двигателей, которые смогут заменить ДВС.
Автор публикаций на 1Drevo.ru с темами: Полировка дома | Сруб из оцилиндрованного бревна | Утепление сруба | Дома из профилированного бруса | Дома из клееного бруса | Хозпостройка из клееного бруса | Окна из сосны | Строительство дома из оцилиндровки | Деревянные полы | Обшивка стен вагонкой | Крыльцо | Материал для дома и др.
