Котел на водороде: Водородный котел для отопления частного дома

Содержание

Водородный котел для отопления частного дома

В наши дни инноваций отопления частного дома можно назвать несколько. Возможно, возвращение к традиционной русской печи не менее удивительно, чем коллекторная разводка с термостатом в современном деревянном рубленом доме, причем один из источников энергии, распределяемой коллектором — это солнечные батареи на крыше, подключаемые через накопительный бойлер. Отопление водородом — тоже сравнительно новый метод обогрева жилья, и полемика вокруг данной инновации все еще вызывает порой ассоциации с гремучим газом, он же газ Брауна (хотя определение и не совсем корректно).

Одно из главных преимуществ водородного котла, говорящее об отличных перспективах — это неплохое сочетание данного метода выработки тепловой энергии с генераторами ВИЭ (возобновляемые источники энергии — устройства на биогазе, ветрогенераторы, гелиобатареи и др.)

Подробнее о перспективах применения водородных котлов

Общемировая тенденция перехода к «зеленым»технологиям обуславливает и спрос на эти технологии. Защита ООС, экологические строительные материалы и стремление людей жить поближе к природе, не разрушая ее, согласуется с переходом на водород как ресурс энергии для транспорта и жизнеобеспечения жилья. Водородные котлы при эксплуатации не образуют углекислого газа, этого «главного монстра» современных технологий и оборудования, которое работает на углеводородных ресурсах: газ, жидкое и твердое топливо — уже в силу этого факта утверждение о первом месте водородного котла в списках самых экологически перспективных решений в отопительной области оспаривать сложно.

Второе преимущество применения водородного котла для бытового обогрева — работа отопления на водороде не требует вентиляционных систем, не нужно отводить продукты сгорания со всеми вытекающими: поскольку единственный продукт сгорания — обычная вода. О чистке и обслуживании дымоходов и вентканалов можно забыть, так же, как и о дополнительных расходах электричества для их эксплуатации. Дополнительный плюс — водородные котлы, выделяя в качестве отходов чистые водяные пары, служат аэраторами-увлажнителями в жилище.

Но основное преимущество водородного котла, как уже было сказано — перспективное сочетание с практически любым генератором электрической энергии ВИЭ, имеющим сильно выраженную периодичность ресурса — ветер, солнце. Подключение генерирующего от ВИЭ оборудования прямо в сеть требует дорогостоящего сложного обеспечения, что несравнимо с выработкой водорода электролизом, возможного во время пиковых режимов. Полученный водород и будет использован в качестве топлива для котельного водородного агрегата. Промышленные установки уже несколько десятков лет конвертируют ВИЭ в водород, и данный энергетический ресурс имеет малую себестоимость. О бытовом оборудовании так говорить еще рано; и сегодня о людях, монтирующих у себя дома водородные котлы, говорят как о рисковых, или очень богатых, или же как о махровых оптимистах. Но технологии развиваются, и возможно — с водородным отоплением домов и автомобильными двигателями нас ждет счастливое будущее.

На сегодня энергоэффективность водородного котла при трезвой оценке не достигает даже аналогичной для электрокотла — рекордсмена низкого КПД и высокой цены при роскошном обогреве и чистой беспроблемной эксплуатации. Если электрические котлы оцениваются по энергоэффективности на 40-45%, котлы газовые и жидкотопливные на 70-75% (пиролизные и инверторные на 95% и выше), то водородный котел скромно занимает последнее место — его энергоэффективность не достигает и 10%. По сравнению с тепловыми насосами и геотермальным отоплением, минимум эффективности которого составляет 120-150%, а максимум — свыше 400%, говорить об экономии водородного отопления пока не приходится. Тот день, когда новые технологии позволят удешевить данный бытовой отопительный процесс хотя бы в десять раз, еще не наступил. Но при прочих равных условиях экологическая чистота отопления водородом — огромный стимул исследований и надежды человечества на лучшую жизнь.

Пока что трудно без юмора относиться к радостной мощи интернет-предложений о «снижении счетов за ресурсы во много раз» одной только установкой в доме водородного котла. Несколько менее смешны и более опасны мастер-классы сборки водородных котлов в домашних условиях из подручных материалов. Гремучий газ, или газ Брауна, применяется для сварки и резки металлов, плавит кварц, одно его название уже говорит само за себя. Водород взрывоопасен, и при малейшем отступлении от технологии кустарный котел может стать неплохой бомбой в жилище. Специалисты предостерегают также от покупок водородных устройств от непроверенных производителей, в частности могут стать фактором риска в доме китайские агрегаты, в которых возможна некачественная гарнитура и удешевление за счет материала. О том, что утечка водорода крайне опасна, понятно и без объяснений.

Чтобы обосновать причину экономии отопления водородным котлом, ссылаются:
  1. На показатели теплоты сгорания, поскольку водород действительно сгорает с трехкратной теплоотдачей сравнительно с природным газом.
  2. Еще более авторитетно звучат тезисы о газе Брауна, или смеси водорода с кислородом в пропорции к двум атомам водорода — один кислородный атом. Эта одноатомная смесь, недаром ее еще в древности назвали гремучей — выделит при сгорании огромное тепло, и продвинутый девайс будет работать на данной энергии чуть ли не доказывая в одном отдельно взятом коттедже неверность фундаментального закона сохранения энергии.
  3. Еще один верный тезис об уникальности водорода как самого легкого газа и самого распространенного вещества в нашей вселенной, что тоже говорит в пользу водородного отопления.

Но в реальности все несколько грустнее — о легкодоступности чистого водорода как природного элемента говорить не приходится, поскольку на планете весь водород связан. Вода, например. И чтобы выделить водород из воды, нужна энергозатратная химия, тот же электролиз.

Немного о чистом водороде и КПД водородного котла

Для водородного котла нужен водород, которого вокруг огромное количество. Например, в газе метане в два раза больше атомов водорода, чем в воде, которую заливают с катализаторами в электролизер водородного бытового котла. Но выделять водород из метана смысла мало, метан сам по себе прекрасно горит, а энергии на «добычу» водорода потребовалось бы немало. Вода и электролитическая диссоциация с расщеплением молекулы воды на два атома водорода и одну кислорода (упрощенно) применяется для выработки чистого водорода достаточно широко. Все промышленные водородные котлы имеют неотъемлемую часть — электролизер или электролизную установку. Данные установки работают на электроэнергии, а сколько ее требуется — вопрос интересный, и, ответив на этот вопрос, можно получить данные о реальной выгоде использования водородного котла в быту. Ведь количество тепловой энергии, выработанной котлом, должно превышать то количество, которое пришлось израсходовать на его работу — только в этом случае можно будет утверждать о 100% — ном и более КПД установки.

О прочной связи атомов водорода и кислорода в молекуле воды понятно еще со школы. Для разрыва этих связей потребуется немало энергии, и электролизер с данной работой справляется. Далее — получена смесь из водородных и кислородных атомов с огромной потенциальной энергией, которая в процессе окисления (горения) в котле обеспечит жилище теплом. Итог всех реакций — водяной пар, то есть исходная вода, в начале процесса расщепленная на атомы. Количество воды не меняется — ее масса «защищена» законами физики. Поскольку потери энергии в любом технологическом процессе неизбежны и реальны, и идеальных процессов не бывает — то понятно: тепловой энергии можно будет получить несколько меньше, чем было затрачено электрической. Еще один нюанс — для водородного котла нужна вода исключительно высокой очистки — дистиллят, который не бесплатен. Возникающий вопрос закономерен — для чего все эти сложные процессы расщепления воды электричеством, когда электрокотел и без всякого электролиза нагреет теплоноситель в отопительной системе, и это будет проще и выгодней, чем расщепление и «воссоединение» воды в виде пара посредством сжигания водородно-кислородной смеси, с неизбежными потерями энергии на каждом этапе данного процесса, да еще с дополнительным сложным оборудованием?

Еще немного о преимуществах водородного отопления и принципе работы водородных котлов

Изобретение автомобильного двигателя, работающего на водороде, относят к 60- ым годам прошлого века. А водородные котлы придуманы не так давно, и родина их — Италия. Идеи о водороде в качестве топливного ресурса «для дома» некоторое время не могли осуществиться, камнем преткновения была огромная температура сгорания водорода и невозможность использовать обычные материалы для производства котлов. Но современные водородные котлы создают из обычных материалов, и о работе водородного отопления потребители отзываются в массе хорошо. Установки действительно работают на «гремучем» газе Брауна, но пользоваться котлом при соблюдении правил техники эксплуатации не опаснее, чем любым другим котельным агрегатом. Специалисты предостерегают лишь о недопустимости самодельных сборок и модернизаций водородного оборудования, даже с подробным и профессиональным инженерным чертежом на руках.

Утечка водородной смеси из генератора крайне опасна, и может привести к взрыву и разрушениям, Кроме того, опасен чрезмерный нагрев котла. Некоторые из мер безопасности:

  • Блок датчиков температуры в теплообменнике дает возможность контроля системы, и не допускать превышения нагрева воды сверх безопасного.
  • В горелке имеется запорная арматура, подключенная непосредственно к датчикам температуры, а охлаждение котла нормировано и обеспечивается в расчетном цикле.

Кратко об отопительном процессе: в котельном агрегате присутствует закрытый водородный резервуар, и при нагреве до 300 градусов начинается реакция водорода с кислородом, с образованием пара, воды и огромного количества тепла. Данная смесь — конденсат может быть теплоносителем и идет в контур отопительной системы жилища. Воспламенения водорода при каталитической реакции не происходит, продуктов горения нет и отводить их не нужно. Процесс абсолютно безопасен с экологической точки зрения. Теплоноситель имеет температуру всего 40 градусов по Цельсию, но для отопления этого достаточно, а системы водяного теплого пола и теплого плинтуса именно на такой нагрев и рассчитаны. Теплопотери при данном методе отопления невозможны, поскольку сконденсированная вода сама служит и жидкой фазой, и средством нагрева.

Основным элементом котла является электролизер, в котором происходит электролиз дистиллированной воды в присутствии химического катализатора. Полученная газовая смесь идет по штуцеру электролизера к водяному затвору и как более легкое вещество, поднявшись над водой, проходит к фильтро-уловителям, потом в воздушный коллектор к месту окончательной реакции — в отсек сгорания. Принципиальных различий у современных водородных котлов нет. Отличать котлы можно по мощностям, материалам корпусов, эстетике. Стандартные технические характеристики котлов:

  • Возможность обогревать площади примерно до 200-250 м2
  • Срок эксплуатации — минимум 15 лет, ремонтопригодность и несложный ремонт, по уверениям производителей
  • Воды расходуется за сутки примерно 5-6 литров
  • Выработка топливного ресурса за сутки от одного до двух литров
  • Потребляют электроэнергии от одного до трех кВт/час
  • Имеются одноконтурные и двухконтурные исполнения котлов, для дополнительного приготовления горячей воды
  • Как все виды отопительного оборудования, работают не нон-стоп, а циклично, нагревая помещение до определенных параметров. Контроль режима обеспечивают датчики
Выбирают водородные котлы по нескольким критериям:
  • По мощности — минимальную мощность называют 27 Вт. Возможно применение котлов в группах.
  • Числу контуров — нужен ли второй контур для подогрева воды на бытовые нужды
  • Уровню потребления электроэнергии
  • По данным о производителе

Одно из основных предназначений водородного котла — в системах теплых водяных полов. Монтаж трубопроводов производят с уменьшением диаметров трубы от котла и в сторону каждого разветвления: сечение прохода должно уменьшаться с максимального — обычно это 32 мм, затем труба диаметром условного прохода 25 мм, следующая — 20 мм, и диаметр последней трубы 16 мм. Функционирование точно отлаженной системы позволяет говорить о хорошей эффективности, и современные отопительные контуры с водородными котлами показывают КПД более 90%.

О недостатках работы водородного котла:
  • Если модель котла работает на сжиженном водороде, то, при повсеместной распространенности самого газа, эти баллоны можно достать не везде и не всегда, в отличие от природного газа пропана.
  • Если нормированное давление в котле превышено в результате недосмотра, и/или система контроля дала сбой, то взрыв водородного котла — крайне жестокая вещь. Это разрушения и возможные жертвы. Безопасность замкнутого цикла без вмешательства потребителя — один из гарантов безопасности, и к автоматике водородных котлов предъявляют очень серьезные требования.
  • Некоторые модели водородных котлов шумят, по отзывам потребителей.
  • Потребление дистиллированной воды для котла значительное.

Первые установки на водороде выполнялись с дополнительным дымоходом, поскольку требовался выход для воды и перегретого пара — результатов каталитических реакций и их высоких температур. Но современные водородные отопительные установки решены с выводом пара и воды непосредственно в отопительные контуры, как основной теплоноситель системы.

Если водородом удастся заменить обычные виды горючего и топливных ресурсов, то это может стать огромным прорывом в экономике, причем сокращение добычи ископаемых будет не самым главным плюсом. Главное — создание экологически чистых систем жизнеобеспечения, по определению не способных навредить ни природе, ни людям.

Как сделать водородный котел отопления своими руками?

Уже давно прошло время, когда обогрев частного загородного дома осуществлялся только лишь сжиганием в печи дров ли угля. Нынешние отопительные агрегаты используют различные виды топлива. Но постоянный рост цен на топливо, вынуждает идти на поиски более дешевых вариантов отопления. Но буквально у нас под носом лежит неиссякаемый источник энергии – водород. И в данной статье мы расскажем, как в качестве топлива можно использовать обычную воду, собрав водородный котел отопления своими руками.

Конструкция и принцип работы водородного генератора

Применение водорода в виде топлива для обогрева жилища – довольно заманчивая идея, ведь его теплотворность составляет 33,2 кВт/м3, в то время как у природного газа она всего 9,3кВт/м3, а это более чем в 3 раза. Теоретически добыть водород можно из воды, для того чтобы его потом сжечь в котле, можно воспользоваться водородным генератором для отопления дома.

Как энергоноситель с водородом ничто не может сравниться, а его запасы практически бесконечны. Как уже говорилось выше, при сгорании водород выделяет очень много тепловой энергии, намного больше, чем любое углеродосодержащее топливо. Вместо вредных выбросов в атмосферу, которые выделяются при использовании природного газа, водород, сгорая, образует обычную воду в виде пара. Только есть одна проблема, данный элемент не встречается в природе в чистом виде, а только в соединении с другими веществами.

Одним из таких соединений является обычная вода, которая представляет собой окисленный водород. Для того чтобы расщепить на составляющие ее элементы многие ученые потратили не один год. И не безрезультатно, техническое решение по выделению из воды ее составляющих все же было найдено. Это так называемая химическая реакция электролиза, в результате которой вода распадается на кислород и водород, получаемую смесь прозвали гремучим газом или газом Брауна.

Ниже можно увидеть схему водородного генератора (электролизера), который работает от электричества:

Электролизеры поставлены на серийное производство и служат для газопламенных (сварочных) работ. Ток определенной частоты и силы подается на группы металлических пластин, которые погружены в воду. Из-за протекающей реакции электролиза выделяются кислород и водород вперемешку с водяным паром.

Для того чтобы отделить газы от пара все пропускается через сепаратор, после которого подается на горелку. Чтобы предотвратить обратный удар и взрыв, на подаче монтируется клапан, который пропускает горючее только в одну сторону.

Водородная установка для обогрева жилища включает в себя следующие составляющие: котел и трубы диаметром 25-32 мм (1-1,25 дюймов). Трубы можно установить дома своими руками, но необходимо выполнить одно условие – после каждого разветвления диаметр должен уменьшаться.

Диаметр уменьшается по следующему принципу – труба D32, труба D25. После разветвления – D20, и последней монтируется труба D16. При соблюдении этого условия водородная горелка будет работать качественно и эффективно.

Для того чтобы следить за уровнем воды и своевременно подпитывать ею устройство, в конструкции есть специальный датчик, который отдает команду в нужный момент и вода впрыскивается в рабочее пространство электролизера. Для того чтобы давление не подпрыгивало до критической точки внутри сосуда, агрегат оборудуется аварийным выключателем и сбросным клапаном. Для обслуживания генератора водорода, необходимо только время от времени добавлять воду и все.

Преимущества водородного отопления

У водородного отопления есть несколько серьезных достоинств, которые влияют на распространенность системы:

  1. Экологически чистые системы. Единственный побочный продукт, который выбрасывается в атмосферу во время работы – вода в парообразном состоянии. Что никоим образом не вредит окружающей среде.
  2. Водород в системе отопления работает без применения огня. Тепло образуется из-за каталитической реакции. При соединении водорода с кислородом, образуется вода. Из-за этого идет большое выделение тепла. Сам поток тепла, температура которого равняется около 40оС, идет в теплообменник. Для системы теплый пол – это идеальный температурный режим.
  3. Довольно скоро отопление на водороде своими руками сможет вытеснить традиционные системы, тем самым освободив человечество от добычи других видов топлива – нефти, газа, угля и дров.
  4. Минимальный срок службы – 15 лет.
  5. КПД отопления частного дома водородом может достигать 96%.

Добыча водорода – это вполне доступный процесс. Все, на что необходимо будет тратиться это электричество. А при использовании генератора отопления включить в работу системы еще и солнечные батарею, то траты на электроэнергию можно свести к минимуму. Исходя из этого, можно заключить что, эта система наиболее экологически чистая и эффективная для отопления жилища.

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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. Для получения необходимого количества ННО, нержавейку необходимо обработать мелкой наждачной бумагой с двух сторон.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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!
  8. 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.
  9. 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.
  10. С помощью полиэтиленовых шлангов генератор подключается к емкости с водой и бабблеру.
  11. Контактные площадки электродов соединяются между собой любым методом, после чего к ним подводят провода питания.
  12. 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.

Рекомендации по эксплуатации котла на водороде

  1. Самостоятельно модернизировать подобное оборудование, даже при наличии подробного и профессионального инженерного чертежа – категорически запрещается. Это может поспособствовать вероятности утечки водородной смеси из генератора в открытое пространство, что довольно опасно.
  2. Рекомендуется смонтировать специальные датчики температурного режима внутри теплообменника, это даст возможность следить за вероятным превышением уровня температуры нагрева воды.
  3. В саму конструкцию горелки можно включить запорную арматуру, которая будет подключена непосредственно к самому датчику температуры. Необходимо также обеспечить нормированное охлаждение котла.
  4. И наконец, на чем необходимо сделать особое ударение это безопасность. Необходимо помнить о том, что смесь водорода и кислорода не зря назвали гремучей. ННО это опасное химическое соединение, которое при небрежном обращении может повлечь взрыв. Следуйте правилам безопасности и будьте предельно аккуратны в экспериментах с водородом.

При правильном обращении водородный котел может прослужить не 15 лет, как это обычно положено, а 20 или даже 30. Однако помните, что чем больше мощность котла, тем больше расход электроэнергии!

Котел отопления на водороде: обзор лучших. Водородный котел

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.

Чаще всего котел на водороде применяется для того чтобы обогревать полы. И такие системы на сегодняшний день можно найти с самой разной мощностью. Монтируются они собственноручно.

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.

Принцип работы водородного отопления

Газ выделяет большой объем тепловой энергии, которая образуется при взаимодействии водородных и кислородных молекулярных соединений. Процесс требует много места, выделяет КПД более 80% и при обустройстве схемы необходимо позаботиться о большой емкости, в которой и будет происходить взаимодействие молекул с последующим выделением тепла.

Если хозяин просчитывает, как сделать водородное отопление дома, нужно знать, что при выходе из котла температура теплоносителя может достигать показателей +40 С. Таких параметров хватает для подачи тепла в помещения большого размера. По устройству котлы могут быть модульными, оснащенными катализатором в каждом канале выхода. Это свойство особенно удобно при формировании системы отопления на много лучей – каждый канал можно отрегулировать с подачей теплоносителя по индивидуальным параметрам температуры.

Получается, что если правильно рассчитать показатели, то при монтаже одного котла с водородным отоплением можно провести отопление по нескольким комнатам с учетом разных температурных показателей. Например, один вывод запускается на теплые полы, второй – к трубопроводу под потолок, третий – запускается в гостиную и так далее.

Совет! Чтобы снизить расходы, можно оборудовать обогрев на солнечных батареях, коллекторах, поставить водородный генератор для отопления частного дома. В этом случае затраты на обслуживание потребуются минимальные, регулярных расходов практически не будет.

Преимущества и недостатки

Профессионалы выделяют следующие достоинства отопления на водороде:

  1. Нет огня. Тепловая энергия вырабатывается в процессе протекания химической реакции, где не требуется горения любого вида топлива.
  2. Постоянство температурных показателей. Теплоноситель поддерживается в нагретом до +40 С состоянии на всем протяжении времени, пока котел запущен в эксплуатацию.
  3. Универсальность применения. Нет никаких ограничений для формирования системы в любых строениях.
  4. Практичность. Невысокая температура теплоносителя гарантирует отсутствие ожогов, а смонтировать схему отопления сможет домашний мастер с минимальными навыками владения инструментом.
  5. Экологичность. В процессе работы прибор не выделяет вредных газов, продуктов сгорания, частиц отработки и шлака. Котел выделяет нейтральный газ, не загрязняющий атмосферу.

Окупается схема через 3-3,5 года, при условии применения в качестве постоянного и основного источника тепла. Единственной альтернативой может стать газовое отопление, но при всей дешевизне топлива, подключение к магистрали не всегда возможно.

К минусам относят высокую взрывоопасность водорода, поэтому важно обеспечить все степени безопасности при использовании сырья и транспортировку топлива только в низкотемпературных режимах. Именно из-за сложностей в подвозе водорода такая схема отопления применяется сегодня достаточно редко.

Эксперименты с вечным поленом

Вечным поленом называют небольшой металлический бак с маленькими отверстиями для выхода водяного пара. Эту емкость заполняют водой, закручивают горловину болтом, и кладут на дно печи. Емкость разогревается до большой температуры, с нее выходит водяной пар, поступая прямо на горящие угли.

В результате, по заявлениям экспериментаторов, черная сажа в дыму пропадает. Т.е. якобы частички углерода, обычно уносимые в трубу, теперь все реагируют с кислородом.
Пламя становится насыщенным с длинными языками и т.д.

Но правда замеры реального полученного тепла не проводились, замерить его в домашних условиях невозможно, но все признаки большой энергоотдачи присутствуют….

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, h3ydroGEM — котел отопления на водороде итальянского производства giacomini – укомплектован горелкой температурой пламени  до 300 градусов Цельсия.

Составные части водородной установки

Устройство системы для отопления, функционирующей на водороде, достаточно проста.

Котел, играющий роль теплообменника, – это основной элемент, где происходит выработка водорода.

Котел, функционирующий на водороде, можно собрать из доступных элементов, а для его работы необходима лишь обычная или дистиллированная вода (+)

Элетролизер – главная действующая часть котла, где происходит электролитическая реакция, приводящая к распаду воды на h3 и О2. Элемент представляет собой резервуар, наполненный водой, в который помещаются металлические электроды, обладающие максимальной проводимостью тока.

К пластинкам подсоединены провода, по которым осуществляется подача электричества.

Горелка – приспособление, способствующее разогреву теплоносителя в отопительной системе. Находится в топочной камере, для ее разжигания подается искра.

Клапан горелки – специальная деталь, находящаяся в верхней части устройства. Благодаря этой детали h3, поднявшийся наверх, легко преодолевает барьер, недоступный другим выделившимся веществам, и поступает непосредственно в горелку.

В заводских водородных котлах предусмотрен блок управления. На панели отображаются показатели напряжения и тока, регулятор мощности и рычаги настройки других параметров работы

Трубопровод – коммуникации, которые отходят от агрегата и используются для подачи тепла во все помещения дома. Для обвязки используют трубы отопления диаметром диаметром 25-32 мм. При прокладке соблюдают основополагающее правило: диаметр каждого следующего разветвления должен быть меньше, чем у предыдущего.

Критерии выбора генераторов

При решении приобрести подобную технику, важно обращать внимание на следующие критерии.

Мощность. У современных приборов величина этого показателя может значительно варьироваться, что позволяет выбрать оптимальный вариант как для небольшого дома, так и для двух-, трехэтажного строения.

Средний расход воды в современных моделях генератора не слишком велик. В течение 24 часов для функционирования прибора понадобится примерно 5,5 литров, за счет которых генерируется 1,2-2 литров топлива

Число контуров. На приборах, функционирующих на водороде, обычно устанавливается отопительный контур. В некоторых моделях предусмотрен также дополнительный монтаж второго (нагревательного) контура.

Уровень потребления электроэнергии. Технологии сегодняшнего дня позволяют добиться отличной производительности тепла при использовании минимума электричества. Энергопотребление различных видов генераторов варьируется от 1,2 до 3 кВт за 1 час.

Низкий расход электроэнергии достигается благодаря тому, что водородный котел работает не беспрерывно, а лишь для поддержания определенной температуры в помещении.

Источник питания. Все разновидности водородных генераторов можно разделить на две большие категории: одна работает от газа, другая – от электричества.

Производитель. Лучше предпочесть проверенных производителей (Италия, США). Стоит опасаться некачественной продукции, предлагаемой сомнительными предприятиями по крайне низким ценам.

Советы по эксплуатации котла

Для улучшения функционала агрегата важно придерживаться прилагаемой инструкции. Усовершенствовать работу прибора можно, добавив дополнительные детали (при этом следует строго соблюдать правила безопасности).

Установленный на горелке датчик пламени повышает безопасность системы. При затухании огня устройство в автоматическом режиме перекрывает поступление горючего газа в горелку, тем самым препятствуя его попаданию в помещение

Можно вмонтировать во внутреннюю часть теплообменника специальные датчики, позволяющие отслеживать повышение показателей нагрева воды, а также дополнить конструкцию горелки запорной арматурой.

Достаточно подключить ее непосредственно к датчику температуры, чтобы котел автоматически выключался, как только нагрев достигнет заданного показателя.

Полезно также установить устройство нормированного охлаждения котла.

Устройства на водороде могут применяться не только как единственное отопительное оборудование в доме, но и совмещаться с другими системами нагрева. Основные теплоустановки в этом случае могут работать в низкотемпературном режиме.

В случае соблюдения норм эксплуатации агрегат, работающий на водороде, послужит не один десяток лет. Хотя гарантийный срок подобных устройств составляет 15 лет, на практике они могут качественно работать на протяжении 20-30 лет.

Починка подобных аппаратов не составит труда опытному мастеру, поскольку принципиальная схема котла на водороде не слишком отличается от аналогов, работающих на иных видах топлива.

Что необходимо для изготовления топливной ячейки дома

Приступая к изготовлению водородной топливной ячейки, надо обязательно изучить теорию процесса образования гремучего газа. Это даст понимание происходящего в генераторе, поможет при настройке и эксплуатации оборудования. Кроме того, придётся запастись необходимыми материалами, большинство из которых будет нетрудно найти в торговой сети. Что же касается чертежей и инструкций, то мы постараемся раскрыть эти вопросы в полном объёме.

Проектирование водородного генератора: схемы и чертежи

Самодельная установка для получения газа Брауна состоит из реактора с установленными электродами, ШИМ-генератора для их питания, водяного затвора и соединительных проводов и шлангов. В настоящее время существует несколько схем электролизёров, использующих в качестве электродов пластины или трубки. Кроме того, в Сети можно найти и установку так называемого сухого электролиза. В отличие от традиционной конструкции, в таком аппарате не пластины устанавливаются в ёмкость с водой, а жидкость подаётся в зазор между плоскими электродами. Отказ от традиционной схемы позволяет значительно уменьшить габариты топливной ячейки.

Электрическая схема ШИМ-регулятора

Схема единичной пары электродов, используемых в топливной ячейке Мейера

Схема ячейки Мейера

Электрическая схема ШИМ-регулятора

Чертёж топливной ячейки

Чертёж топливной ячейки

Электрическая схема ШИМ-регулятора

В работе можно использовать чертежи и схемы рабочих электролизёров, которые можно адаптировать под собственные условия.

Выбор материалов для строительства генератора водорода

Для изготовления топливной ячейки практически никаких специфичных материалов не требуется. Единственное, с чем могут возникнуть сложности, так это электроды. Итак, что надо подготовить перед началом работы.

  1. Если выбранная вами конструкция представляет собой генератор «мокрого» типа, то понадобится герметичная ёмкость для воды, которая одновременно будет служить и корпусом реактора. Можно взять любой подходящий контейнер, главное требование — достаточная прочность и газонепроницаемость. Разумеется, при использовании в качестве электродов металлических пластин лучше использовать прямоугольную конструкцию, к примеру, тщательно загерметизированный корпус от автомобильного аккумулятора старого образца (чёрного цвета). Если же для получения HHO будут применяться трубки, то подойдёт и вместительная ёмкость от бытового фильтра для очистки воды. Самым же лучшим вариантом будет изготовление корпуса генератора из нержавеющей стали, например, марки 304 SSL.

    Электродная сборка для водородного генератора «мокрого» типа

    При выборе «сухой» топливной ячейки понадобится лист оргстекла или другого прозрачного пластика толщиной до 10 мм и уплотнительные кольца из технического силикона.

  2. Трубки или пластины из «нержавейки». Конечно, можно взять и обычный «чёрный» металл, однако в процессе работы электролизёра простое углеродистое железо быстро корродирует и электроды придётся часто менять. Применение же высокоуглеродистого металла, легированного хромом, даст генератору возможность работать длительное время. Умельцы, занимающиеся вопросом изготовления топливных ячеек, длительное время занимались подбором материала для электродов и остановились на нержавеющей стали марки 316 L. К слову, если в конструкции будут использоваться трубки из этого сплава, то их диаметр надо подобрать таким образом, чтобы при установке одной детали в другую между ними был зазор не более 1 мм. Для перфекционистов приводим точные размеры:
    — диаметр внешней трубки — 25.317 мм;
    — диаметр внутренней трубки зависит от толщины внешней. В любом случае он должен обеспечивать зазор между этими элементами равный 0.67 мм.

    От того, насколько точно будут подобраны параметры деталей водородного генератора, зависит его производительность

  3. ШИМ-генератор. Правильно собранная электрическая схема позволит в нужных пределах регулировать частоту тока, а это напрямую связано с возникновением резонансных явлений. Другими словами, чтобы началось выделение водорода, надо будет подобрать параметры питающего напряжения, поэтому сборке ШИМ-генератора уделяют особое внимание. Если вы хорошо знакомы с паяльником и сможете отличить транзистор от диода, то электрическую часть можно изготовить самостоятельно. В противном случае можно обратиться к знакомому электронщику или заказать изготовление импульсного источника питания в мастерской по ремонту электронных устройств.

    Импульсный блок питания, предназначенный для подключения к топливной ячейке, можно купить в Сети. Их изготовлением занимаются небольшие частные компании в нашей стране и за рубежом.

  4. Электрические провода для подключения. Достаточно будет проводников сечением 2 кв. мм.
  5. Бабблер. Этим причудливым названием умельцы обозвали самый обычный водяной затвор. Для него можно использовать любую герметичную ёмкость. В идеале она должна быть оборудована плотно закрывающейся крышкой, которая при возгорании газа внутри будет мгновенно сорвана. Кроме того, рекомендуется между электролизёром и бабблером устанавливать отсекатель, который будет препятствовать возвращению HHO в ячейку.

    Конструкция бабблера

  6. Шланги и фитинги. Для подключения генератора HHO понадобятся прозрачная пластиковая трубка, подводящий и отводящий фитинг и хомуты.
  7. Гайки, болты и шпильки. Они понадобятся для крепления частей электролизёра между собой.
  8. Катализатор реакции. Для того чтобы процесс образования HHO шёл интенсивнее, в реактор добавляют гидроксид калия KOH. Это вещество можно без проблем купить в Сети. На первое время будет достаточно не более 1 кг порошка.
  9. Автомобильный силикон или другой герметик.

Заметим, что полированные трубки использовать не рекомендуется. Наоборот, специалисты рекомендуют обработать детали наждачной бумагой для получения матовой поверхности. В дальнейшем это будет способствовать увеличению производительности установки.

Инструменты, которые потребуются в процессе работы

Прежде чем приступить к постройке топливной ячейки, подготовьте такие 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.

Кроме того, если вы будете самостоятельно заниматься постройкой ШИМ-генератора, то для его наладки потребуется осциллограф и частотомер. В рамках данной статьи мы этот вопрос поднимать не будем, поскольку изготовление и настройка импульсного блока питания лучше всего рассматривается специалистами на профильных форумах.

Техника безопасности и особенности эксплуатации

Отопительный котел на водороде нужно правильно эксплуатировать.

В ходе его использования придерживайтесь следующих правил:

  • Нельзя самостоятельно модернизировать и переделывать водородное нагревательное оборудование. Это повышает вероятность утечки водорода. При его взаимодействии с воздухом создается взрывоопасная ситуация.
  • Установите внутри теплообменника датчики температуры. Это позволит контролировать степень нагрева воды. Периодически проверяйте температуру, не допускайте перегревания теплоносителя.
  • Не эксплуатируйте отопительное оборудование в режимах и условиях, которые не предусмотрены производителем. Это может привести к нежелательной цепной реакции.
  • На горелочное устройство установите запорную арматуру и подключите ее к температурному датчику. Это позволит при необходимости обеспечивать охлаждение котла.
  • Если давление газа в камере сгорания критически повышается, то нужно выяснить причину такого повышения, принять меры для стабилизации работы.
  • Следите за подачей воды, периодически меняйте электролитный раствор.

Важно! При правильной и бережной эксплуатации водородное нагревательное оборудование прослужит до 30 лет, вдвое превысив гарантийный срок.

Выводы и полезное видео по теме

На представленном ниже видеоролике вы увидите обзор модели газового котла, работающего на водородном топливе, произведенного известной корейской компанией DAEWOO.

Водород не без основания называют топливом будущего: этот газ может стать практически безграничным ресурсом дешевого экологически чистого горючего, которое можно использовать в разных установках.

Котел на водородном топливе, изготовленный в заводских условиях или самостоятельно, позволит создать автономную отопительную систему. Это поможет значительно сократить платежи в ЖКХ, решит вопрос о поддержании комфортной температуры в жилых комнатах и подсобных помещениях.

Источники

  • https://otoplenie-doma.org/otoplenie-na-vodorode.html
  • https://dizain-vannoy.ru/sistema-otopleniya/sistemy-otopleniya/vodorodnoe-induktsionnoe/otoplenie-na-vodorode.html
  • http://teplodom1.ru/domotopl/286-toplivo-iz-vody-samoe-deshevoe.html
  • https://www.tproekt.com/vodorodnyj-kotel-otoplenia-aponcy-uze-10-let-tak-topat-domiki/
  • https://sovet-ingenera.com/otoplenie/kotly/vodorodnyj-kotel-otopleniya.html
  • https://aqua-rmnt.com/otoplenie/generator-vodoroda-dlya-sistemy-otopleniya-sobiraem-dejstvuyushhuyu-ustanovku-svoimi-rukami.html
  • https://dizain-vannoy.ru/sistema-otopleniya/oborudovanie/kotly/kotel-vodorodnyy.html

Водородный котел отопления, построение устройства в частном доме своими руками

Научно-технический прогресс не стоит на месте, постоянно удивляя потребителей различными новшествами и полезными достижениями. Они касаются всех сфер, в том числе – комфортного проживания и отопления домов. С этой целью не так давно на российский рынок была выведена уникальная продукция – водородные котлы отопления.

Уникальные особенности котлов на водороде

Котлы такого типа мало востребованы в России по причине недостаточной информированности о них широких масс потребителей. В западных странах этот альтернативный вид отопления уже довольно распространен благодаря доказанной экологической чистоте, а также получению заметной экономии при оплате за коммунальные услуги.

«Порождающий воду» – именно так звучит перевод термина «водород» с латыни. Этот элемент считается самым распространенным веществом в мире, из него наполовину состоит солнце, он широко применяется в промышленности, а также обладает массой уникальных свойств, которые и были использованы при разработке водородного отопительного котла. Главное уникальное свойство элемента – его неисчерпаемость в недрах и окружающем мире.

Процесс получения водорода прост и понятен. Для него требуется обязательное наличие электрической энергии и воды. Электроток способствует расщеплению молекул воды на кислород и водород, который впоследствии можно использовать с целью обогрева помещений.

Водород как энергоноситель считается самым безопасным и чистым элементом, а отопление на его основе получается полноценным и эффективным.

Котлы такого типа можно гармонично встроить своими руками в уже существующую отопительную систему без ущерба для нее.

Основные нюансы водородных котлов

Мощность котлов, работающих на основе водорода, выбирают в зависимости от площади сооружения, которое необходимо обогреть.

С помощью техники подобного рода можно решать множество задач, связанных с обогревом. Это происходит благодаря одновременному функционированию нескольких каналов, предназначенных для выработки водородной энергии (максимум их может быть 6).

Модульная система, присущая водородным котлам, обеспечивает независимую работу каналов, никак не воздействуя при этом на снижение эффективности установки. Каждый отдельный канал содержит свой катализатор.

Плюсы обогрева водородом

Котел, работающий на водороде, востребован по многим причинам:

  1. Неисчерпаемость водорода, а также возможность получать его в любом количестве.
  2. Получение водорода считается более выгодным экономически, чем постоянная добыча полезных ископаемых, обладающих горючими свойствами (газа, угля, нефти и т. д.).
  3. Система отопления работает без вредных для людей и атмосферы выхлопов, выделяя обычный водяной пар.
  4. Нет необходимости в пламени (водородное отопление работает на базе химических реакций).
  5. Котел обладает максимально высоким КПД.
  6. Устройство работает совершенно бесшумно.
  7. Отсутствует необходимость в строительстве и эксплуатации дымохода.
  8. Требования безопасности к водородному отоплению ниже, чем к установкам, работающим на основе газа.

Недостатки водородных котлов

Несмотря на массу преимуществ, важно знать о недостатках таких агрегатов:

  • необходимость постоянного пополнения катализатора;
  • взрывоопасность элемента при несоблюдении строгих требований;
  • неудобная транспортировка водорода;
  • недостаток специалистов по установке, а также сервисному обслуживанию подобного оборудования в России;
  • недостаточное количество необходимых запчастей по причине неразвитого рынка водородного отопления.

Самостоятельное сооружение

Ввиду того что массовое производство подобных агрегатов на сегодняшний день отсутствует, их покупка является нелегким процессом. Скорее всего, придется оформлять индивидуальный заказ или договариваться о поставке оборудования из Италии, где впервые разработали и запустили в работу такие устройства.

Но подобное решение вопроса по карману далеко не всем потребителям. В этом случае стоит рассмотреть возможность сооружения котла своими руками.

Как устроен самодельный котел отопления на водороде?

Система водородного обогрева состоит из генератора, горелки и котла.

Точной и гарантирующей успех инструкции по сооружению водородного котла на сегодняшний момент не может дать ни один источник. Но согласно навыкам и опыту практикующих химиков и техников такой агрегат должен состоять из следующих компонентов:

  1. Теплообменник.
  2. Электролизер.
  3. Камера сгорания.
  4. Предохранительный блок, защищающий от «обратки» (с 2 ступенями).
  5. Емкость с электролитом и вырабатываемым водородом. Она должна быть изготовлена из легированной или нержавеющей стали, а также снабжена клапаном, с помощью которого можно сбрасывать давление в системе.

Принцип действия котла

Водород начинает вырабатываться после попадания электролитического раствора внутрь электролизера. Под воздействием катализатора с О2 элемент делится на тепло и воду. Полученное тепло, имеющее температуру порядка 40 градусов, идет в отопительную систему, проходя предварительно через теплообменник.
Очень часто такой температуры хватает для полноценного обогрева дома с помощью теплых полов.

Выделившаяся в результате химической реакции вода поступает в бак (с электролитом), а затем определенная часть раствора подвергается самовоспламенению за счет процесса рециркуляции.

Монтаж водородного котла

Для монтажа конструкции следует приобрести такие комплектующие:

  • 12-Вольтный блок питания;
  • 30-Амперный ШИМ регулятор;
  • трубки разных диаметров, изготовленные из нержавеющей стали;
  • емкость.

Вода в идеально герметичных условиях подается внутрь емкости с диалектиком. Там расположены пластины из нержавеющей стали, примыкание которых друг к другу обеспечивается изолятором. Пластины получают 12-Вольтное напряжение. Результатом будет разложение воды на газы.

Использование ШИМ регулятора позволяет преобразовывать постоянный ток в импульсный или переменный, что увеличивает общую эффективность системы.

Оправдана ли самостоятельная сборка водородного котла?

Целесообразность сборки водородного агрегата своими руками вызывает массу вопросов, которые еще недостаточно исследованы, поэтому перед принятием такого решения следует тщательно взвесить все «за» и «против», а также учесть важные моменты.

 

Соорудив агрегат из вышеперечисленных элементов и дополнив его стандартными автоматическими и механическими комплектующими, можно получить опытный экземпляр водородного агрегата. Чтобы он полноценно заработал, следует провести немало испытаний и проб.

Первый в мире бытовой водородный котел. Новости: 27 июня 2019

25 июня первый в мире водородный бытовой котел введен в эксплуатацию в реальных условиях в Розенбурге, Нидерланды. Котел был создан Группой компаний “БДР Термия» (BDR Thermea Group), ведущим производителем умных технологических решений для создания теплового комфорта, главная цель которого заключается в разработке и в производстве решений для отопления и горячего водоснабжения практически без выбросов углекислого газа (CO2). Данный инновационный котел сжигает чистый водород, полученный с помощью ветровой или солнечной энергии, и абсолютно не выделяет CO2. Газоснабжающая компания «Стедин» (Stedin), инициатор проекта, отвечает за непрерывное производство и поставку экологически безопасного водорода.

Это первая реальная ситуация, при которой чистый водород будет использован в качестве топлива для высокоэффективного конденсационного котла для обогрева жилого здания с централизованной системой отопления. Котел был разработан Научно-исследовательским центром Группы компаний «БДР Термия» в Италии. После первого экспериментального запуска котла в Нидерландах, выполненного подразделением «Ремеха» (Remeha) Группы Компаний «БДР Термия» в Нидерландах, компания провела полномасштабное эксплуатационное испытание котла в Великобритании. В настоящее время изучаются новые возможности внедрения проектов в других странах Европы, как часть более широкого общеевропейского развития данной технологии.

Твердая приверженность принципам устойчивого развития

»Разработка водородного котла является частью решений Группы Компаний «БДР Термия» по безуглеродному нагреву. В настоящее время мы предлагаем ряд технологий, таких как высокоэффективные газовые водонагреватели, тепловые насосы и тепловые сети, а также водородные водогрейные котлы и топливные элементы. Стабильно вырабатываемый водород является важным, потенциально заслуживающим внимания энергоносителем будущего, — говорит Бертран Шмидт, Генеральный исполнительный директор Группы компаний «БДР Термия». — Преобразование избыточной солнечной или ветряной энергии в газ (водород) является неизбежным и необходимым технологическим решением, если мы хотим сохранить стабильно вырабатываемую энергию на протяжении длительного периода времени, так как избыточная ветряная и солнечная энергия не всегда легкодоступна в периоды пикового потребления, например, в зимнее время. Благодаря инновационному водородному котлу, совместно с нашими топливными элементами, мы твердо намерены сделать окружающую среду более экологичной».

Изучение большего числа пилотных проектов

»Принцип работы водородного котла является таким же, как и у котла, работающего на природном газе, — говорит Питер Снел, Генеральный технический директор Группы компаний «БДР Термия». — В будущем мы сможем заменить традиционные газовые котлы водородными водогрейными котлами по принципу взаимозаменяемости, с учетом того, что поставка водорода может осуществляться через трубопроводы для транспортировки природного газа. Вот почему сотрудничество с сетевыми операторами имеет решающее значение для Группы Компаний «БДР Термия». Помимо пилотного проекта в Розенбурге, мы также примем участие в крупномасштабном демонстрационном проекте в Великобритании. Более 400 водородных котлов будет установлено на протяжении следующих двух лет».

»Мы также предлагаем другим европейским сетевым операторам и застройщикам сотрудничество в проведении испытаний в условиях эксплуатации. Таким образом, будет ускорено развитие теплоснабжения без выбросов CO2. Это, в свою очередь, позволит расширить выработку экологически безопасного водорода с использованием ветряной и солнечной энергии».

Пилотный проект в Розенбурге

Голландский проект в Розенбурге является совместной инициативой сетевого оператора «Стедин», муниципалитета Роттердама и жилищного кооператива Рессорт Вонен (Ressort Wonen). Водородный водогрейный котел будет установлен в котельной рядом с действующим обычным котлом, работающим на природном газе, что позволит обеспечить жильцам достаточно тепла и горячей воды в любое время. Компания «Стедин» использует действующий обычный трубопровод для транспортировки водорода, тем самым демонстрируя, что действующая газораспределительная сеть пригодна для транспортировки водорода. В рамках данного проекта, компания «Стедин» и ее партнеры рассматривают всю цепочку будущего: выработка, распределение и преобразование водорода, с конечной целью, заключающейся в обеспечении комфорта на безуглеродной основе.

Водородный генератор своими руками для отопления дома

Развитие технологий привело к замене классических дровяных печек на котельные агрегаты. В качестве топлива, помимо дров и угля стали использоваться газ, масло, солярка и даже электричество. В последнее время энергию для автономных отопительных систем дополнительно получают с помощью солнечных батарей и геотермальных установок. Учитывая, что неиссякаемым источником энергии является водород, можно попробовать собрать водородный генератор своими руками для получения экологичного топлива.

Водородный генератор своими руками

Принцип работы устройства

Водородный генератор для отопления считается перспективной разработкой, поскольку получать горючее с высокой теплотворной способностью можно из обычной воды. Главная задача — получить чистый водород максимально простым и дешевым способом.

Получение водорода

Традиционно для этих целей используется метод электролиза. Его суть в следующем: в воду, недалеко друг от друга, помещают металлические пластины, которые подключены к источнику высокого напряжения. Вода проводит электрический ток, поэтому при подаче электроэнергии молекулу воды разрывает на составляющие. Высвобождение из каждой молекулы двух атомов водорода и одного атома кислорода позволяет получить так называемый газ Брауна с формулой ННО.

Теплотворная способность газа Брауна составляет 121 МДж/кг. При горении вещества не образуется вредных веществ, а для того, чтобы его использовать в качестве энергоносителя для отопления дома достаточно немного модернизировать стандартный газовый котел. Однако при создании установки для получения водорода своими руками особое внимание следует уделить мерам безопасности — при соединении водорода с кислородом образуется гремучая смесь.

Конструкция генератора

Электролизер, установка для выработки газа Брауна путем электролиза воды в больших объемах, состоит из нескольких ячеек, в которые вмонтированы металлические пластинчатые электроды. Чем больше суммарная площадь поверхности электродов, тем мощнее установка.

Ячейки находятся в герметичной емкости, которая оснащена патрубком для подключения к источнику воды, патрубком для отвода полученного газа, клеммами для подсоединения электропитания. Также генератор снабжен водяным затвором, предотвращающим контакт водорода с кислородом, и защитным клапаном для предотвращения эффекта обратного пламени — газ сгорает только в горелочном устройстве.

Принцип работы водородного генератора

Водородное отопление

Водородное отопление дома требует использования установки с большой площадью электродов, иначе отопительный котел не сможет эффективно нагревать теплоноситель. Применять обычный электролизер, нарастив его габариты, нерентабельно, поскольку на получение водорода будет тратиться больше электроэнергии, чем ушло бы на работу отопительного электрокотла для обогрева дома такой же площади.

Ведутся разработки более эффективных установок для получения водородного топлива без лишних энергозатрат. Известна история американского изобретателя Стенли Мейера, который создал «водородную ячейку», потребляющую в десятки раз меньше электроэнергии по сравнению с традиционными установками. Однако ученому не удалось совершить переворот в современных технологиях — он скоропостижно скончался от отравления, а чертежи установки исчезли.

Над созданием водородного генератора с попытками реализовать идею Мейера трудятся и в технических лабораториях, и в мастерских домашних умельцев во всем мире. Изобретение американского ученого заключалось в создании резонанса раскачивающейся молекулы воды с электрическими импульсами — в этом случае она расщепляется на атомы без использования высокого электрического напряжения.

Радужные перспективы

Водород — крайне перспективный энергоноситель по целому ряду причин:

  1. Он в наличии во всей Вселенной, на Земле занимает десятое место по степени распространенности — энергоресурс можно назвать неисчерпаемым.
  2. Газ не токсичен, не способен причинить вред живым организмам. Важно лишь предпринимать меры безопасности, чтобы исключить утечку с образованием «гремучей смеси» водорода с кислородом.
  3. Продукт горения водорода — обычный водяной пар.
  4. Энергоноситель отличается высокой теплоемкостью, температура горения составляет 3000°С.
  5. При утечке газа он быстро улетучится, не причинив никакого вреда, поскольку в 14 раз легче воздуха. Но поблизости не должно быть открытого огня или искрящей проводки, иначе гремучая смесь взорвется.
  6. Кубический метр водорода обладает теплотворной способностью 13000 Дж.

Преимущества водородного отопления

Водород как энергоноситель — сфера применения

Водород высоко оценивается как энергоноситель и активно используется, к примеру, в качестве топлива для космических ракет. Используются разные способы его получения в промышленных масштабах. В основном это газификация угля или нефтепродуктов, конверсия метана и его гомологов. Такой дешевый водород нельзя рассматривать как экологичное топливо, поскольку его добыча связана с вредными выбросами в атмосферу. Электролиз воды для получения водорода в больших объемах, применяется только в Норвегии, где имеется избыток дешевой электроэнергии.

Компактный электрический газогенератор нашел применение в сфере газорезки. Оборудование, производящее водород, удобнее в использовании по сравнению с баллонным газом — нет необходимости транспортировать тяжелые баллоны, зависеть от поставок сжиженного газа и т.д. Но в угоду удобству была принесена экономия — для электролитического процесса требуется достаточно много электроэнергии, в итоге стоимость энергоносителя существенно возрастает. При этом разница в стоимости купленного и произведенного водорода во многом компенсируется отсутствием затрат на его доставку.

Водородные отопительные котлы

На многих сайтах, посвященных системам отопления, можно встретить информацию о том, что водород составляет достойную конкуренцию природному газу в качестве энергоносителя для отопительного котла. Упор делается на то, что смонтировав генератор водорода, вы получаете возможность тратить на отопление не больше средств, чем на газовое, при этом не придется оформлять множество документов и платить серьезные суммы за подключение дома к центральной газовой сети.

На основании вышеизложенного в статье можно сделать выводы, что себестоимость водорода низка только при его промышленном производстве. То есть, получение топлива электролизом заведомо обойдется дороже, и ориентироваться на завлекательные цифры стоимости килограмма сжиженного водорода не имеет смысла.

Рассмотрим котельное оборудование, представленное на рынке. Выпуском водородных котлов занимается итальянская компания Giacomini, которая специализируется в сфере альтернативной энергетики. Также аналогичные агрегаты изготавливают некоторые китайские компании, успешно скопировавшие технологию.

Водородный котел на твердом топливе

Разработки компании Giacomini направлены на создание отопительного оборудования, которое было бы полностью безопасно для окружающей среды.

Водородный котел этой компании относится к указанной категории — его работа связана с выделением водяного пара, какие-либо вредные выбросы отсутствуют. В качестве энергоносителя используется водород, при этом его добывают путем электролиза.

Однако стоит обратить особое внимание на принцип действия этого котла. Полученный в системе водород не сжигается, он вступает в реакцию с кислородом в присутствии катализатора. В результате выделяется тепловая энергия, которой достаточно для нагрева отопительного контура до 40°С.

То есть, водородные котлы, которые предлагается приобрести по солидной цене, подходят лишь для использования в качестве теплогенератора для контура водяного пола, плинтусного или потолочного отопления.

Можно сделать вывод, что мировые производители котельного оборудования не нашли приемлемого технического решения, чтобы создать эффективный отопительный котел, способный использовать тепловую энергию сжигаемого водорода. Или рассчитали, что такой вариант нерентабелен.

Изготовление генератора собственными силами

В сети Интернет можно найти немало инструкций, как сделать водородный генератор. Следует отметить, что собрать такую установку для дома своими руками вполне реально — конструкция достаточно проста.

Компоненты водородного генератора своими руками для отопления в частном доме

Но что вы будете делать с полученным водородом? Еще раз обратите внимание на температуру горения этого топлива в воздухе. Она составляет 2800-3000°С. Если учесть, что при помощи горящего водорода режут металлы и другие твердые материалы, становится понятно, что установить горелку в обычный газовый, жидкотопливный или твердотопливный котел с водяной рубашкой не получится — он попросту прогорит.

Умельцы на форумах советуют выложить топку изнутри шамотным кирпичом. Но температура плавления даже лучших материалов данного типа не превышает 1600°С, долго такая топка не выдержит. Второй вариант — использование специальной горелки, которая способна понизить температуру факела до приемлемых величин. Таким образом, пока не найдете такую горелку, не стоит начинать монтировать самодельный водородный генератор.

Советы по сборке и эксплуатации генератора

Решив вопрос с котлом, выберите подходящую схему и инструкцию на тему, как сделать водородный генератор для отопления частного дома.

Самодельное устройство будет эффективным только при условии:

  • достаточной площади поверхности пластинчатых электродов;
  • правильного выбора материала для изготовления электродов;
  • высокого качества жидкости для электролиза.

Какого размера должен быть агрегат, генерирующий водород в достаточных количествах для отопления дома, придется определять «на глазок» (на основании чужого опыта), либо собрав для начала небольшую установку. Второй вариант практичнее — он позволит понять, стоит ли тратить деньги и время на монтаж полноценного генератора.

В качестве электродов в идеале используются редкие металлы, но для домашнего агрегата это слишком дорого. Рекомендуется выбрать пластины из нержавеющей стали, желательно ферромагнитной.

Конструкция водородного генератора

К качеству воды предъявляются определенные требования. Она не должна содержать механические загрязнения и тяжелые металлы. Максимально эффективно генератор работает на дистиллированной воде, но для удешевления конструкции можно ограничиться фильтрами для очистки воды от ненужных примесей. Чтобы электрическая реакция протекала интенсивнее, в воду добавляют гидроксид натрия в соотношении 1 столовая ложка на 10 л воды.

Экономический вопрос

Прежде чем начать подробно разбираться, как сделать водородный генератор, желательно вспомнить школьный курс физики. Все преобразования происходят с потерей энергии, то есть, затраты электроэнергии на получение водорода не окупятся тепловой мощностью при сжигании полученного топлива.

Если учесть, что сжигать водород с максимальной температурой и теплоотдачей в домашних условиях попросту невозможно, становится понятным, что реальные потери будут даже выше тех, что рассчитаны для идеальных условий.

Итак, использовать водородный генератор, сделанный для отопления своими руками, не имеет никакого смысла, если у вас нет доступа к бесплатной электроэнергии. Установить для отопления дома электрический котел и тратить электроэнергию напрямую, без сложных преобразований, обойдется вам в 2-3 раза дешевле. Кроме того, электрокотел полностью безопасен, а эксплуатация кустарной установки грозит взрывом при несоблюдении правил монтажа и эксплуатации.

Очевидно, что получение дешевого водорода экологически чистым способом, к которым относится электролиз, — это вопрос будущего, над которым сегодня работают ученые в передовых странах мира.

как сделать обогрев своими руками

В поисках боле выгодного ресурса подачи тепла, итальянские конструкторы обратили свое внимание на такое вещество как водород. Благодаря их стараниям многие страны мира уже внедряют эту технологию для  обогрева не только частных домов, но и для больших промышленных помещений. На сегодняшний день конструкции водородных котлов отопления еще не имеют большого спроса в России, но многие владельцы частного жилья задумываются об этом вопросе.

Водородный котел отопления

Особенности водородных котлов

Водород является одним из самых распространенных веществ на планете Земля, но его применение человеком, пока производится только в промышленности. Не смотря на практически неисчерпаемость ресурса, элемент не имеет большой востребованности. Но современные технологии показывают, что водород может служить отличным видом топлива для обогрева жилища. Для получения отопления с помощью этого элемента понадобится специальная конструкция – котел. Среди основных особенностей водородных котлов можно отметить:

  • доступность топливного ресурса и возможность его получения даже из воды.
  • экономичность процесса из-за малого вложения средств. Потратиться нужно будет только на оборудование, воду и электричество.
  • высокий показатель коэффициента полезного действия. Котлы на водороде могут служить для проведения отопления по технологии «теплый пол».
  • полная экологичность системы. Водород не выделяет токсичных веществ, не дает гари и копоти.

При должных знаниях и умениях котел для водородного отопления, возможно, собрать своими руками, при этом цена на полученное оборудование будет в несколько раз ниже заводских аналогов.

Принцип работы водородного котла

Мощность устройства на водороде необходимо просчитывать в зависимости от площади, которую нужно обогревать. Соответственно и размеры котла при этом могут быть разными.

Но, не смотря на высокие достоинства водородный котел для отопления дома, имеет и свои недостатки, среди которых основными можно считать:

  • поиски мастера, который правильно установит устройство, могут занять длительное время. Все дело в том, что отопление на водороде пока не имеет особой популярности.
  • требуется самостоятельный контроль над уровнем воды в котле или его оснащение специальными датчиками.
  • также следует помнить, что водород взрывоопасен и любые неполадки в системе отопления такого характера могут привести к печальным последствиям.

Котлы водородного отопления своими руками

При должном умении и знании вопроса, систему обогрева на основе водорода не сложно собрать и своими руками. Хотя на сегодняшний день точной инструкции по сборке водородного котла с рабочими параметрами в свободном доступе нет, многие технологи знают, что вся конструкция состоит из следующих деталей:

  • сам котел изготавливается из плотной нержавеющей стали и оснащается клапаном для сброса излишнего давления.
  • камера сгорания имеет горелку, через которую проходит синтезированный водород, тем самым выделяя тепло.
  • электролизер с металлическими пластинами.
  • блок для предотвращения взрыва с 2 ступенями защиты.

Водородный котел

Кроме того для монтажа устройства понадобятся следующие элементы:

  • блок питания на 12 вольт.
  • ШИМ регулятор на 30 ампер.
  • стальные нержавеющие трубки различного диаметра

Если нет полной уверенности в собственных силах, или какая – либо деталь вызывает вопросы, лучше отказаться от самостоятельного изготовления аппарата и обратить свое внимание на модели заводской сборки.

Водородный котел своими руками

К сожалению, в повсеместное производство котел на водороде на наших широтах еще не поступал, поэтому и приобретение такого оборудования может вызвать немало проблем. Но это вполне реально, если оформить заказ индивидуально или заказать котел  в Италии, где подобная технология уже пользуется достаточным спросом.

YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your <a href="/youtube/v3/getting-started#quota">quota</a>.

Загрузка…

водородных топливных элементов в вашем доме! Цена Витовалора 300П и сколько он возвращается?

В Японии сейчас 300 000 приборов на топливных элементах в домах, вырабатывающих горячую воду и электричество, и спрос на них растет с каждым днем. Так почему? Что это? Какую пользу вы можете получить? И что это за
Витовалор 300-П? Это то же самое, что водородный котел? Что ж, мы, безусловно, те люди, которые ответят на ваши вопросы, у нас даже есть один в нашем доме!

На западе водородные топливные элементы более известны своей способностью приводить в действие автомобиль и в некоторой степени считаются непрактичными.На самом деле технология водородных топливных элементов — это способ, которым водород
преобразуется в электричество и тепло и даже больше подходит для дома, чем для автомобиля.

По сути, водородные топливные элементы используют естественное притяжение водорода к кислороду для создания электрического дифференциала. Когда водород вступает в контакт с кислородом, он также выделяет тепло и
вода как побочный продукт.

Водородный котел на топливных элементах — это домашний блок, который использует это отработанное тепло для горячей воды и отопления, а также вырабатывает электроэнергию для дома.

Котлы, вырабатывающие тепло и электроэнергию, также известны как комбинированные теплоэлектроцентрали или ТЭЦ. Однако ТЭЦ чаще использует двигатели внутреннего сгорания, а не технологию топливных элементов, и
в настоящее время доступен только на коммерческом рынке. В технологии топливных элементов используется химический процесс, а не сжигание топлива. Обычно это дает очень мало загрязнения по сравнению
к его аналогу сгорания.

Да и нет.Обычно нынешняя шумиха вокруг «водородных котлов» больше относится к типичным котлам, с помощью которых мы отапливаем наши дома, но вместо этого они используют водород вместо газа. Это будет активно сжигать
заправляемся так, как мы привыкли. Топливный элемент, как описано, использует «холодный синтез», который на самом деле является химическим процессом, и имеет дополнительный побочный продукт в виде электричества, а также просто тепла.

Подробнее о водородных котлах ниже.

В настоящее время только 2 производителя предлагают отечественное решение в Великобритании.Один из них — это Bluegen, однако он в настоящее время не соответствует требованиям зеленого тарифа, это больше
дорого и не предлагает полного решения, то есть работает только как часть системы отопления.

Другой — Viessmann в партнерстве с Panasonic. Вместе они разработали Vitovalor 300-P, который был разработан для большинства
рынок Великобритании. Этот продукт использует природный газ, имеющийся в большинстве домов, и превращает его в водород, который питает топливный элемент, а отработанное тепло хранится в буфере для обогрева и нагрева.
использование воды.Это все в одном устройстве, что означает, что больше нет необходимости в резервуаре с горячей водой, резервуарах для хранения холодной воды на чердаке или любых других нагревательных приборах, таких как бойлеры,
все это содержится в 1 коробке.

Есть много финансовых преимуществ, чтобы попытаться продвинуть технологию, а также ее врожденную способность снижать ваши счета за топливо.

Во-первых, ученым-ракетостроителям не нужно понимать, что использование газа, которое обычно стоит около 3 пенсов за кВтч, для производства электроэнергии, которая обычно стоит около 14 пенсов за кВтч, является
финансовое преимущество.

Однако, чтобы сделать технологию еще более привлекательной, правительство в настоящее время стимулирует производство электроэнергии, выплачивая домовладельцам 14,52 пенса за произведенный кВтч, даже если вы используете
электричество в вашем доме. Более того, они предполагают, что вы экспортируете 50% продукции обратно в сеть, и дают владельцам дополнительные 5,2 пенса за киловатт-час за это. Похоже, срок его действия истекает в апреле 2019 года,
однако после получения предоставляется гарантия на 10 лет.

ОБНОВЛЕНИЕ — зеленый тариф действительно истек, однако он был заменен интеллектуальной экспортной гарантией (SEG).Это означает, что владельцу будет выплачиваться получасовая ставка за любую экспортируемую электроэнергию. В
Бонусом для владельцев водородных топливных элементов является то, что они производятся в периоды наибольшего спроса, то есть когда в сеть не подается солнечная или ветровая энергия, и поэтому они могут получить доступ к лучшим тарифам! -Свяжитесь с нами
для получения дополнительной информации об этом.

Устройства также получают выгоду от финансирования PACE, этот европейский стимул по существу дает 6500 фунтов стерлингов на покрытие стоимости устройства в обмен на то, что они позволяют контролировать ваше использование.Достойная цена.
Кроме того, установка и ее установка облагаются НДС в размере 5%.

Как уже упоминалось, Viessmann Vitovalor 300 P — единственный водородный топливный элемент / бытовая ТЭЦ, доступная в настоящее время на рынке. Финансовые преимущества в большей степени обеспечиваются тем фактом, что это устройство имеет
10-летняя гарантия на детали и работу.

Чтобы узнать цену Vitovalor 300P, а также 10-летний прогноз окупаемости инвестиций, посетите Vitovalor Installer, внизу вы увидите
Найдите контактную форму, в которой вы можете ввести свои характеристики установки, и вам будет отправлена ​​цена с прогнозом возврата инвестиций.

Цена Vitovalor 300P варьируется в зависимости от установки, однако после прекращения финансирования PACE в размере 6500 фунтов стерлингов и включения 5% НДС цена обычно начинается от 12000 фунтов стерлингов вплоть до
17000 фунтов стерлингов. Однако окупаемость инвестиций может составить всего 2 года, если вам все равно понадобится новая система отопления. Это можно относительно точно спрогнозировать благодаря тому, что стимулы
Гарантия 10 лет, а также отсутствие непредвиденных расходов на техническое обслуживание благодаря 10-летней гарантии на детали и работу.

Недавно было выпущено несколько водородных котлов, вроде Worcester и Baxi. На наш взгляд, это просто немного маркетинга. Большинство котлов довольно просты
чтобы заставить сжечь другое топливо, например водород. Здесь нет настоящей большой технической революции. И остается вопрос, откуда мы берем водород? и как безопасно транспортировать
это в нашей старой грид-сети?

Пройдет не менее 20 лет, прежде чем мы перейдем на сеть, работающую на чистом водороде, если вообще когда-нибудь.К этому времени котлы, которые сейчас создаются, будут снова рассматриваться как смехотворная технология, я уверен,
особенно если посмотреть на текущий рост технологических инноваций.

С 2025 года выводится из эксплуатации газовые котлы в новостройках. Это не означает, что они постепенно отменяются для других домашних хозяйств, даже если возникла проблема с отоплением.
Вы могли бы то установить газовый котел. Для того, чтобы полностью отказаться от газовых котлов, каждый из домов, существующих в Великобритании, необходимо заменить на
новое здание.

Задача, которая займет буквально тысячи лет.

Рынок водородных котлов

Доля выбросов CO2 в строительном секторе растет и достигла почти 10 ГтCO2, что составляет около 28% от общих мировых выбросов CO2, связанных с энергетикой, по оценкам МЭА. Этот показатель может даже увеличиться до 38%, если добавить выбросы от строительной отрасли. Есть огромные возможности для сокращения выбросов в строительном секторе, который является третьим по величине загрязнителем после промышленности и транспорта.

Отопление помещений и нагрев воды являются двумя основными виновниками энергопотребления и выбросов CO2 в строительном секторе. Неэффективные котлы и энергоемкая энергия, потребляющая углерод, могут еще больше усугубить выбросы.

В системах отопления происходят некоторые усовершенствования, и водородные котлы — одно из них. Однако эта технология еще не получила полного коммерческого внедрения. Водородные котлы считаются идеальной заменой котлам, работающим на природном газе.

Водородные котлы — это гибридные газовые отопительные котлы, работающие на природном газе или 100% водороде.Преимущество использования водорода заключается в том, что это безуглеродный газ, который выделяет только воду при сгорании, тогда как природный газ выделяет CO2 при сгорании.

Типы котлов

Котлы используются для горячей воды или пара. Существует три типа систем котлов: обычные, системные и комбинированные (также известные как комби).

Обычные котлы — это традиционные котлы, которые зависят от резервуара холодной воды для подпитки накопителя горячей воды для поддержания уровня воды в системе центрального отопления.С другой стороны, системные котлы не полагаются на резервуар для холодной воды, а нуждаются в резервуаре с горячей водой для хранения нагретой воды. Комбинированные котлы не нуждаются в баке или цилиндре и производят горячую воду по запросу. Это также водонагреватель и котел центрального отопления в одном компактном блоке. Существует также комбинированный теплоэнергетический котел (ТЭЦ), который вырабатывает тепло и электроэнергию в рамках единого процесса.

Большинство котлов во всем мире предназначены для работы на природном газе, но другие типы котлов работают на электричестве, угле, масле, паре и древесине.

  • Водородные котлы могут работать на 100% водороде или природном газе.
  • Газовые котлы используют в качестве топлива природный газ.
  • Электрические котлы используют электричество для нагрева воды.
  • Масляные котлы работают на мазуте.
  • В котлах, работающих на сжиженном нефтяном газе, в качестве источника используется сжиженный углеводородный газ.
  • Котлы на биомассе сжигают древесные гранулы или древесную щепу для нагрева воды, которая затем используется для обогрева помещений и обеспечения горячей водой.

Технология водородных котлов

Одним из разрабатываемых типов технологий является интегрированный котел.Другими словами, котел может удовлетворить свою потребность в энергии, производя водород. В идеальном мире котлы должны работать именно так и способствовать сокращению выбросов. Однако особого успеха технология не получила. Стоимость может быть одним из препятствий, поскольку для развертывания таких технологий требуется финансирование.

Итальянская Giacomini была первой компанией, которая представила технологию котлов с интегрированной системой еще в 2010 году после усовершенствования технологии водородных котлов, работающих на сжигании водорода.С тех пор его котел H₂ydroGEM доступен на рынке. Котел может производить водород через встроенный электролизер, используя электроэнергию через солнечные батареи. Он выделяет кислород в качестве побочного продукта в атмосферу и хранит водород в резервуаре, который поставляется вместе с котлом. Котел работает на водороде с катализаторами, обеспечивающими беспламенное горение. Он также отправляет водород в дополнительную систему топливных элементов для производства электроэнергии. Операционные расходы на эксплуатацию H runningydroGEM практически отсутствуют.

Технология водородных котлов Giacomini (H₂ydroGEM)

Помимо технологии интегрированных котлов, технология котлов ТЭЦ (комбинированного производства тепла и электроэнергии) использует топливные элементы с природным газом в качестве входа. Топливные элементы выполняют электрохимическую реакцию с выделением тепла и электричества. В настоящее время только две компании предлагают эту технологию в Великобритании. Одним из них является Bluegen, дочерняя компания итальянской компании Solid Power Spa Group. Другой — немецкая Viessmann, разработавшая технологию в партнерстве с японской Panasonic.

Помимо этих двух технологий, существует быстро развивающаяся технология, которая, вероятно, заменит природный газ водородом. Технология предлагает водородные котлы, которые повторяют тот же рабочий процесс, что и котлы, работающие на природном газе.

Некоторые критики заявили бюллетеню h3, что водородные котлы не приносят большой технической революции. Единственное изменение, которое это приносит, — это сжигание другого топлива, в данном случае водорода. Один из основных вопросов будет заключаться в том, откуда в этих котлах будет поступать водород? Будут ли они использовать зеленый водород или водород на основе ископаемого топлива?

Водородные котлы также называют «гибридными котлами», поскольку они совместимы с природным газом и 100% чистым водородом.Британская компания Worcester Bosch, входящая в состав Robert Bosch GmbH, и BDR Thermea Group находятся в авангарде разработки таких котлов. Они уже разработали и испытали котлы, которые могут работать на 100% водороде. В пилотных проектах уже установили водородные котлы в разных местах.

Теоретически котлы, которые разрабатывают Worcester Bosch и BDR Thermea, также физически похожи на существующие газовые котлы. Поэтому водородные котлы можно устанавливать в домах без дополнительных ремонтных работ.Worcester Bosch тестирует свою котельную технологию в нежилых домах в Великобритании. Это часть немецкой транснациональной инженерной и технологической компании Robert Bosch GmbH.

BDR Thermea Group заявила о вводе в эксплуатацию первого в мире бытового водородного котла в реальных условиях в Розенбурге, Нидерланды. Компания разработала технологию в своем центре исследований и разработок (R&D) BDR Thermea Group в Италии. Он планирует больше полевых испытаний и нацелен на установку сотен водородных котлов в ближайшие годы.BDR Thermea Group со штаб-квартирой в Апелдорне, Нидерланды, управляет некоторыми ведущими брендами, включая De Dietrich, Baxi, Remeha, Brotje, Chappee, Utica, Dunkirk и Baymak.

Worcester Bosch и BDR Thermea разрабатывают водородные котлы

Сходства, различия и проблемы

  • Водородные котлы устанавливаются и работают так же, как котлы, работающие на природном газе. Никаких дополнительных изменений при установке не требуется.
  • Подобно природному газу, водород также можно распределять по трубопроводам.Однако, в отличие от природного газа, водород менее плотный, и его необходимо сжимать и хранить под высоким давлением. Водород также может реагировать на некоторые металлы и даже может повредить определенные трубопроводы.
  • Подобно водороду, природный газ также не имеет запаха в нормальном состоянии. Искусственный запах добавляется к природному газу с помощью химического вещества, называемого меркаптан, для придания ему характерного запаха, помогающего обнаруживать утечки. Для решения проблемы утечки к водороду также можно добавить искусственный запах.
  • В настоящее время производство водорода рентабельным способом в больших масштабах является сложной задачей. Производство зеленого водорода с использованием метода электролиза в настоящее время не является рентабельным. Более того, инфраструктура для производства водорода в больших количествах еще не создана. В настоящее время единственный подход, который кажется жизнеспособным, — это производство голубого водорода методом паровой конверсии метана (SMR) с технологией хранения углерода (CSS), чтобы сделать его экологически безопасным.
  • Водород может быть немного более подвержен риску возгорания по сравнению с природным газом, так как он быстрее рассеивается.Поскольку водород имеет более низкую плотность, в случае утечки он может легко растекаться. Однако быстрое распространение также является преимуществом, так как может быстро потерять концентрацию.
  • Природный газ горит типичным синим пламенем, тогда как водород горит бледно-голубым пламенем, которое почти не видно в темноте. Однако технология водородных котлов решит такие проблемы, особенно обнаружение пламени.
  • Потребуются структурные изменения существующей трубопроводной инфраструктуры, чтобы сделать ее совместимой с транспортировкой водорода.Однако это потребовалось бы, когда через сеть начнет течь 100% водород.
  • При переходе на 100% водород не будет никакого углеродного элемента, обеспечивающего ток ионизации. Следовательно, производителям котлов придется искать альтернативные методы.

Перспективы

Будущее водородных котлов выглядит многообещающим и может стать лучшей альтернативой газовым котлам для сокращения выбросов углерода. Однако стоимость производства зеленого водорода должна снизиться.

Килский университет в Великобритании реализует проект под названием HyDeploy по оценке жизнеспособности смешивания 20% водорода с природным газом в национальной энергосистеме. Считается, что при смеси 20:80 нет необходимости менять котлы или установку в большинстве домов Великобритании. Великобритания планирует начать использовать смесь водорода и природного газа 20:80 к 2025 году. Это означает, что большинство современных котлов готовы к использованию природного газа с содержанием водорода не менее 20%.

В конце первого квартала 2021 года около 650 домов в небольшой британской деревушке под Ливерпулем под названием Винлатон будут частично отапливаться водородом с использованием смесей 20:80 в течение 10 месяцев.Законодательство Великобритании никогда не допускает, чтобы доля водорода в национальной энергосистеме составляла более 0,1%. HyDeploy утверждает, что 20% газовой смеси в настоящее время является самой высокой долей, тестируемой в Европе.

По оценкам, во всем мире установлено около 150 миллионов бытовых котлов. Итак, с появлением технологии водородных котлов возникла огромная потребность в замене. Крупные котельные компании стараются воспользоваться возможностью как можно быстрее; хотя законодательство и отсутствие инфраструктуры являются основными препятствиями для развертывания водородных котлов.Чтобы эти котлы были рентабельными и рентабельными, их необходимо производить в больших масштабах.

Bosch поставляет водородный котел

Bosch Industriekessel GmbH, входящая в состав Bosch Thermotechnik GmbH, уже более 150 лет устанавливает стандарты в области промышленных котлов. Котельные установки для пара, горячей воды и отопления, изготовленные по спецификации заказчика, обеспечивают эффективное отопление и технологическое тепло для всех областей применения. Компоненты котельной, которые имеют модульную конструкцию и идеально согласованы, вместе с интеллектуальной технологией регулирования и управления значительно упрощают планирование, установку и ввод в эксплуатацию всей системы.Комплексная сервисная поддержка из одних рук дополняет портфель инновационных продуктов.

Дополнительная информация доступна на сайте http://www.bosch-industrial.com

Группа компаний Bosch — ведущий мировой поставщик технологий и услуг. В компании работает около 395 000 сотрудников по всему миру (по состоянию на 31 декабря 2020 г.). В 2020 году объем продаж компании составил 71,5 миллиарда евро. Ее деятельность разделена на четыре бизнес-сектора: мобильные решения, промышленные технологии, потребительские товары и энергетика и строительные технологии.Как ведущий поставщик Интернета вещей, Bosch предлагает инновационные решения для умных домов, Индустрии 4.0 и подключенной мобильности. Bosch придерживается концепции мобильности, которая должна быть устойчивой, безопасной и захватывающей. Он использует свой опыт в области сенсорных технологий, программного обеспечения и услуг, а также собственное облако Интернета вещей, чтобы предлагать своим клиентам подключенные междоменные решения из одних рук. Стратегическая цель группы Bosch — облегчить жизнь на связи с помощью продуктов и решений, которые либо содержат искусственный интеллект (ИИ), либо были разработаны или произведены с его помощью.Bosch улучшает качество жизни во всем мире, предлагая инновационные продукты и услуги, вызывающие энтузиазм. Короче говоря, Bosch создает технологии, «изобретенные для жизни». В группу Bosch входят Robert Bosch GmbH и около 440 дочерних и региональных компаний в 60 странах мира. Глобальная производственная, инженерная и сбытовая сеть Bosch, включая партнеров по продажам и обслуживанию, охватывает почти все страны мира. Группа Bosch, располагающая более чем 400 предприятиями по всему миру, с первого квартала 2020 года сохраняет углеродно-нейтральный баланс.Основой будущего роста компании является ее инновационная сила. В 129 офисах по всему миру Bosch нанимает около 73 000 сотрудников в области исследований и разработок, из которых около 34 000 — инженеры-программисты.

Дополнительная информация доступна на сайтах www.bosch.com, www.iot.bosch.com, www.bosch-press.com, www.twitter.com/BoschPresse.

Водородные котлы: все, что вам нужно знать

Водород, вероятно, будет играть жизненно важную роль в нашем бытовом и коммерческом энергетическом балансе, поскольку мы переходим к низкоуглеродной экономике.Если вы получите наш информационный бюллетень, вы будете знать, что правительства вокруг начинают требовать время для газовых систем отопления, чтобы выполнить свои жесткие обязательства по нулевому результату.

Энергия из водорода имеет несколько приятных характеристик как возобновляемый источник энергии, и в этой статье мы расскажем об этих характеристиках. Мы также поговорим о некоторых препятствиях на пути широкомасштабного внедрения технологии, извлекая уроки из пробных проектов по всему миру.

Проблемы с существующими энергетическими решениями

Во-первых, нам необходимо прояснить, почему правительства даже рассматривают возможность перехода от существующих источников энергии для обогрева и охлаждения помещений (обычно газа).

В настоящее время мы находимся в разгаре климатического кризиса, и при сжигании газа выделяются парниковые газы, которые усугубляют этот кризис. На отопление помещений приходится около 17% общего углеродного следа Великобритании, из которых примерно 13–14% приходится на отопление жилых помещений, а 3–4% — на коммерческие.

После недавнего решения правительства Великобритании о запрете котлов на природном газе с 2025 года необходимо искать альтернативы, и вполне вероятно, что к 2025 году водородные котлы станут естественным переходом.Но не обязательно ждать до 2025 года; Сегодня доступны водородные котлы, которые могут работать на смеси водорода и природного газа до тех пор, пока уровень водорода не будет повышен (подробнее об этом позже).

Что такое водородный котел? Аналогичная замена?

Водородный котел очень похож по составу и использованию на газовый котел; мы сжигаем водород, чтобы нагреть воду для отопления дома.

Самое интересное в водороде заключается в том, что мы можем извлекать его из нескольких разных источников разными способами.У разных методов есть разные преимущества, недостатки и уровни энергоэффективности, которые я кратко объясню ниже. Не вдаваясь в технические подробности, я считаю важным узнать немного о каждом из различных методов извлечения водорода и связать это с тем, как его можно использовать в домах или в строительной среде в целом.

А как насчет водородных котлов на топливных элементах?

Если водородный газ не подается в дом или коммерческую недвижимость, можно получить водород на месте, используя водородный котел на топливных элементах.Это создает возобновляемую электроэнергию, которую можно использовать по всему дому для нагрева горячей воды и бойлера.

Ведущим примером этого типа котла является Viessmann Vitovalor: система Micro CHP (комбинированная теплоэлектроцентраль). Это обойдется вам как минимум в 10 000 фунтов стерлингов, до 15 000 фунтов стерлингов, включая установку.

Тепловая и химическая экстракция (термохимическая реакция)

Как следует из названия, для извлечения водорода из ископаемого топлива, биомассы или даже воды используются тепло и химические реакции.Риформинг природного газа в настоящее время является наиболее часто используемой формой водорода, поскольку он достаточно надежен, и могут использоваться побочные продукты существующей переработки на основе ископаемого топлива.

Этот метод также иногда называют «голубым» водородом — (важные) недостатки, которые будут рассмотрены ниже. Также к этой категории относится преобразование газообразного метана в водород с использованием аналогичного процесса.

Эта идея активно исследуется в настоящее время и касается процесса использования электричества для разделения воды на водород и кислород.

Фотолитическая экстракция включает использование солнечной энергии для разделения воды на водород и кислород. Существует долгосрочный потенциал для устойчивого производства водорода с низким воздействием на окружающую среду с использованием этого метода, но исследователи все еще работают над масштабированием технологии.

Биологические процессы

Бактерии и водоросли также являются жизнеспособными источниками водорода и обычно извлекаются в процессе ферментации. Микроорганизмы, такие как бактерии, расщепляют органический материал с образованием водорода.

Сегодня водородное топливо можно производить несколькими способами. Наиболее распространенными сегодня методами являются риформинг природного газа (термический процесс) и электролиз. Другие методы включают солнечные и биологические процессы.

Если вам интересно узнать больше о различных способах извлечения водорода, это видео дает хороший обзор:

Преимущества водородного отопления

Теперь, когда мы знакомы с некоторыми способами извлечения водорода из исходного топлива.Мы можем посмотреть на преимущества этого процесса:

  • Нет необходимости заменять инфраструктуру — текущая «стратегия», изучаемая многими развитыми странами Европы, заключается в производстве водорода в промышленных масштабах, а затем в водородных котлах в домах с использованием существующей газовой сети. С точки зрения логистики это большое преимущество, поскольку не требуется дополнительных монтажных работ (особенно по сравнению с тепловым насосом, использующим грунт.
  • Более экологичен, чем природный газ — при сжигании водорода побочным продуктом является вода, это огромный плюс по сравнению с процессом сжигания в газовом котле
  • Водород можно относительно легко хранить и транспортировать — это придает ему гибкость в качестве источника энергии; он может генерироваться либо в месте использования, либо поблизости, либо поступать через старые газовые сети.
  • Знакомый пользовательский опыт — водородные котлы внешне очень похожи на типичный газовый котел.

Недостатки решений в области водородной энергетики (текущие блокаторы внедрения)

Если водород — такой отличный альтернативный источник энергии, почему мы не используем его для обогрева наших домов? Собственно, а почему у нас до сих пор газовое отопление? Что ж, оказывается, есть несколько проблем, которые необходимо решить, прежде чем водород можно будет использовать для этой цели:

  • Методы производства водорода с использованием голубого водорода (или риформинга природного газа) по-прежнему оставят нас в зависимости от ископаемого топлива.Поэтому критики утверждают, что это не рациональное решение и, во всяком случае, поощряет компании, занимающиеся ископаемым топливом, продолжать сжигать ископаемое топливо.
  • Другие методы экстракции в настоящее время страдают от проблемы эффективности, поскольку они все еще экспериментальны. Некоторые полагают, что до масштабного развертывания технологии еще предстоит найти пробелы в эффективности.

Проект водорода национальной сети

Несмотря на некоторые проблемы, связанные с масштабированием производства газообразного водорода, National Grid в Великобритании инвестирует более 1 миллиарда фунтов стерлингов в «магистральную» сеть, которая будет включать перепрофилирование 25% существующей газовой сети.

Это может удовлетворить не менее 25% существующего спроса на газ, диверсифицируя и повышая устойчивость энергобаланса страны. Вы можете узнать больше об этом проекте здесь.

Gateshead Hydrogen Housing Trials

Чтобы понять роль водорода в наших домах будущего, команда из Гейтсхеда, Великобритания, разработала пилотный проект домов из водорода (100% работающих на водородной технологии).

Часто задаваемые вопросы по водородным топливным элементам

Что такое водородный котел?
Водород — это низкоуглеродная альтернатива природному газу, которая может доставляться на объекты через существующую газовую сеть.Ключевое отличие состоит в том, что он может обогревать дом не только природным газом, но и водородом (скорее всего, в переходный период это будет смесь того и другого).

Что такое водородный топливный элемент?
Водородный топливный элемент расщепляет водород на различные части для выработки электроэнергии.

Можно ли купить водородный котел?
Да, коммерческие водородные котлы доступны. Готовые водородные котлы принимают смесь водорода и газа, тогда как водородные топливные элементы вырабатывают электроэнергию на месте (хотя и дороже).

Какие бывают водородные котлы?
Хотя они могут быть недоступны для покупки, некоторые производители котлов разрабатывают прототипы водородных котлов.

Сколько будет стоить водородный котел?
Вы можете рассчитывать заплатить от 1000 до 4000 фунтов стерлингов за бойлер и плату за установку. Теплоэлектроцентраль

Каков план правительства Великобритании по сокращению выбросов парниковых газов?
В частности, правительство Великобритании приняло закон, согласно которому выбросы углерода в нашей стране к 2050 году будут нулевыми.

Что такое водородный котел?
Водородный котел — это газовый отопительный котел, способный сжигать природный газ или чистый (100%) водород.

Каковы преимущества водорода для окружающей среды?
Водород является безуглеродным энергоносителем, и при его сжигании не образуется углекислый газ в месте его использования. Однако иногда при использовании метода реформинга природного газа и других методов извлечения водорода, основанных на термических реакциях, ископаемое топливо все еще требуется.

Каковы преимущества водородных систем отопления?
Готовые водородные котлы предлагают домовладельцам универсальность и определенный элемент защиты будущего. Водородные котлы могут работать на смеси водорода (обычно 80% природного газа, 20% водорода). Водородные сети также используют существующую инфраструктуру, инженеры и их цена со временем улучшится.

Какие водородные проекты в Великобритании?
Проект по производству водорода в национальной энергосистеме: со следующего года Файф, Шотландия, станет первым местом в Великобритании, где водородные приборы будут испытываться более чем в 100 домах и питаться водородным газом непосредственно из сети.

Будущее газовых котлов — водородные или тепловые насосы?

Из-за международного кризиса глобального потепления большинство западных стран сейчас взяли курс на нейтрализацию выбросов углерода, и в Парижском соглашении они договорились достичь этого к 2050 году. Это впечатляющий подвиг для стран, которые все еще так полагаются на ископаемое топливо для основных отраслей промышленности, таких как отопление и транспорт.

Отопление жилых домов — это одна из областей, которая в настоящее время находится в центре внимания, например, в таких странах, как Великобритания, в настоящее время на нее приходится около одной трети выбросов углерода.В результате и, как мы понимаем, он должен претерпеть серьезные реформы в течение следующих 10 лет.

В чем проблема с текущим отоплением?

Отопление в Великобритании по-прежнему сильно зависит от ископаемого топлива, прямо или косвенно. Например, подавляющее большинство домов снабжается природным газом, который сжигается в каминах и газовых комбинированных котлах для обеспечения домов теплом.

Основная проблема заключается в том, что при сжигании природного газа в атмосферу выделяется углерод, который не покидает атмосферу, в результате чего тепло удерживается в атмосфере, что приводит к глобальному потеплению.

Таким образом, правительство Великобритании рассматривает альтернативы низкоуглеродного отопления как способ изменить текущую ситуацию, включая тепловые насосы, водородные котлы и солнечные батареи.

Как говорится в сообщении Heatable, бытовые котлы уже находятся под пристальным вниманием, и правительство запретило котлы без конденсации, повысив эффективность котлов до более 90%, а также полностью запретило все газовые котлы в новых домах с 2025 года.

Тем не менее, важно отметить, что большинство обозревателей отрасли считают замену газовых котлов солнечными и тепловыми насосами совершенно нереалистичной.Основные проблемы включают их дорогостоящий и разрушительный монтаж, а также их надежность по сравнению с обычными котлами.

В результате замена топлива рассматривается как гораздо более реалистичный подход, поскольку в качестве топлива выбирается водород. Его можно включить в существующую инфраструктуру и использовать с водородными котлами, которые почти идентичны текущим версиям, работающим на природном газе.

Водородные котлы и тепловые насосы

Когда дело доходит до перехода от высокоуглеродных технологий отопления к низкоуглеродным, возникает множество проблем.Настолько сильно, что Комитет по экологическому аудиту (EAC) подсчитал, что на переход, если нынешние траектории сохранятся, потребуется почти 1000 лет.

Еще хуже то, что Комитет по изменению климата (CCC) подчеркнул, что установка альтернативного низкоуглеродного отопления будет стоить в среднем 26 000 фунтов стерлингов для каждого дома, что делает всю идею полностью нежизнеспособной.

Единственным разумным решением является использование водородного топлива в качестве альтернативы природному газу.Это топливо позволяет использовать существующую инфраструктуру газовых сетей, которая уже подключена к подавляющему большинству объектов недвижимости.

С экологической точки зрения водород также считается весьма желательным.

Почему? Когда водород сгорает, он производит только пар и абсолютно никакого углекислого газа, что делает его идеальным для углеродно-нейтрального будущего.

Недостатки тепловых насосов

Кроме того, существуют и другие проблемы с тепловыми насосами, из которых есть три основных типа: воздушный, наземный и гибридный.Все они работают, всасывая тепло из окружающего воздуха, земли или воды, и могут обеспечивать теплом воду и центральное отопление.

Гибридные тепловые насосы отличаются тем, что в них используется бойлер для дополнительного тепла, если погода становится очень холодной.

Преимущество тепловых насосов в том, что они потребляют небольшое количество электроэнергии для работы, а в сочетании с тем фактом, что они поглощают тепло из окружающей среды, они чрезвычайно эффективны. Фактически, они могут достичь показателей энергоэффективности, превышающих 300%, по сравнению с современными газовыми котлами, которые составляют около 94%.

Однако, к сожалению, не все хорошо, и тепловые насосы не могут обеспечить такую ​​же стабильную тепловую мощность, на которую способны газовые котлы. По этой причине их обычно устанавливают с радиаторами увеличенного размера и / или с подогревом полов и только в помещениях с очень хорошей изоляцией.

Заключение

Отопление, без сомнения, изменится, и такие страны, как Великобритания, собираются отказаться от газовых котлов, но что выиграет — тепловые насосы или водород?

Кажется, что водород имеет преимущество с точки зрения осуществимости, но нет никаких сомнений в том, что тепловые насосы также будут частью этой смеси.

Все чаще газовые котлы устанавливаются с гибридной системой теплового насоса.

Первые дома, оснащенные водородными котлами и приборами, будут установлены в Файфе, Шотландия, со следующего года, так что прогресс, безусловно, ускоряется.

Нравится:

Нравится Загрузка …

Связанные

О Салмане Зафар

Салман Зафар — генеральный директор BioEnergy Consult, а также международный консультант, советник и инструктор, обладающий опытом в области управления отходами, энергии биомассы, преобразования отходов в энергию, защиты окружающей среды и сохранения ресурсов.Его географические области деятельности включают Азию, Африку и Ближний Восток.
Салман успешно выполнил широкий спектр проектов в области биогазовой технологии, энергии биомассы, преобразования отходов в энергию, рециркуляции и управления отходами.
Салман принимал участие в многочисленных национальных и международных конференциях по всему миру. Он — плодовитый экологический журналист, автор более 300 статей в известных журналах, журналах и на веб-сайтах. Кроме того, он активно участвует в распространении информации о возобновляемых источниках энергии, управлении отходами и экологической устойчивости через свои блоги и порталы.С Салманом можно связаться по электронной почте [email protected]rgyconsult.com или [email protected]

Водородное отопление: водородная стратегия должна быть реализована в июле

Водородное отопление является источником больших амбиций для правительства, но у министров остается мало времени, чтобы опубликовать Водородную стратегию на фоне отчетов, которые появятся до перерыва министров на летние летние каникулы 22 июля.

Водородное отопление рассматривается как ключевой метод низкоуглеродного отопления, который поможет Великобритании достичь нуля к 2050 году, и ожидается, что в Стратегии по водороду будет подробно изложен план развития водородных технологий и то, как они будут использоваться для обогрева наших домов.

Министр энергетики Анн-Мари Тревельян заявила в прошлом месяце, что стратегия «должна быть опубликована до летних каникул», масштаб которой может быть значительным после комментариев Бориса Джонсона на прошлой неделе о том, что правительству необходимо сделать «некоторые большие ставки» на водородное отопление.

The Guardian сообщает, что стратегия может быть обнародована на следующей неделе, хотя Министерство бизнеса, энергетики и промышленной стратегии (BEIS) сообщило Homebuilding & Renovating , что, хотя она будет опубликована в этом году, дата еще не установлена. .

Шестнадцать других стран уже разработали водородную стратегию, и самое позднее правительство захочет обеспечить ее опубликование до ноябрьской конференции Организации Объединенных Наций по изменению климата (COP26) 2021 года.

Почему разрабатывается водородное отопление?

В настоящее время около 85% домов отапливаются с использованием загрязняющего природного газа, и эксперты считают, что водородная технология играет ключевую роль в будущем интеллектуального отопления, поскольку основным побочным продуктом сжигания газообразного водорода является вода.

Хотя возобновляемые технологии, такие как воздушные тепловые насосы и , работающие на электричестве, будут иметь жизненно важное значение для отопления наших домов, признано, что эта технология подходит не для всех домов.

Водород представляет собой способ озеленения газовой сети, а водородные котлы могут стать жизнеспособной низкоуглеродной системой отопления в будущем.

Водородное отопление тоже пользуется государственной поддержкой. План из 10 пунктов, опубликованный в ноябре в рамках правительственной Зеленой промышленной революции, обещал к 2030 году построить первый город, полностью работающий на водороде, с основными вехами: начиная с водородного района в 2023 году, переходя на водородный деревня к 2025 году.

А в начале этого года Министерство бизнеса, энергетики и промышленной стратегии (BEIS) объявило о выделении 60 миллионов фунтов стерлингов для расширения разработки низкоуглеродного водорода в Великобритании. Финансирование будет использовано для снижения затрат на производство водорода, а также для помощи в поиске и расширении более эффективных решений для производства чистого водорода из воды с использованием электричества.

Ожидается, что водородная стратегия разъяснит, как развивать водородное отопление, включая испытания домов, использующих водород для отопления и приготовления пищи.

Замена газового котла на водородный котел может иметь серьезные последствия для домовладельцев (Изображение предоставлено Getty Images)

Готовое решение

Одним из ключевых преимуществ перехода на водород из газа является то, что это практически не повлечет за собой неудобств для домовладельцев.

Водородные котлы, подобные разработанным Baxi Heating и Worcester Bosch , могут работать как на 100% водороде, так и на природном газе. Это означает, что переход на газообразный водород в будущем будет легким для тех, у кого есть водородный бойлер, потому что он может преобразовываться в водород без необходимости в совершенно новой системе отопления.

Plus, водородные котлы , такие как газовый конденсационный котел Viessmann Vitodens 100-W, который может работать с водородной смесью до 20%, могут не только помочь домовладельцам снизить свои счета за электроэнергию и сократить выбросы углерода, но обеспечит плавный переход на водород в случае, если водород будет введен в газовую сеть Великобритании в ближайшем будущем.

Широко ожидается, что с 2025 года в новых домах в Великобритании не будут устанавливаться новые газовые котлы, что будет подтверждено в Стратегии по отоплению и строительству , в то время как министры, как сообщается, рассматривают крайнюю дату 2035 года для природного газа. котельные в существующих домах.

Это может означать, что миллионам британских семей потребуется либо заменить свои котлы на тепловые насосы , либо установить водородные котлы, способные работать на водородном газе.

Но водородное отопление сталкивается с препятствиями

Одним из основных недостатков водородного отопления является то, что его производство может быть дорогостоящим, что может ограничить его доступность. Это связано с тем, что он основан либо на использовании возобновляемых источников энергии для разделения воды на водород и кислород (процесс, используемый для производства «зеленого водорода»), либо на использовании технологии улавливания углерода для предотвращения выбросов в результате расщепления газа ископаемого топлива на «голубой водород».

( БОЛЬШЕ : Тепловые насосы вдвое дешевле водородных котлов )

Экологи, включая аналитический центр по климату E3G, WWF и Greenpeace, ранее призывали правительство игнорировать то, что они называют «шумихой» по поводу использования водорода в целях обеспечивать тепло, ссылаясь на дорогостоящие процессы создания зеленого водорода и выражая сомнения в экологичности технологии улавливания углерода, используемой для создания голубого водорода.

Водородный котел Baxi Heating проходит испытания на испытательном полигоне HyStreet в Нортумберленде (Изображение предоставлено Baxi)

А в марте профессор Шах, глава факультета химической инженерии Имперского колледжа Лондона, дал показания депутатам и говорили о возможной роли водорода в отоплении жилых помещений, отметив, что это, скорее всего, придет в виде гибридных систем, включающих тепловые насосы.

Однако затраты на установку тепловых насосов (которые могут варьироваться от 8000 до 14000 фунтов стерлингов), как сообщается, касаются домовладельцев. Согласно отчету Energy & Utilities Alliance (EUA), только 6% потребителей готовы оплатить полную стоимость установки теплового насоса в размере 14000 фунтов стерлингов, в то время как 72% домовладельцев поддержали бы усилия британских производителей по разработке низкоуглеродного газа. котлы типа водородные.

Какие испытания продолжаются?

Northumberland

В ноябре 2020 года водородные котлы от Baxi Heating и Worcester Bosch были установлены в первых домах Великобритании, чтобы продемонстрировать эффективность технологии.

Инновационные прототипы будут испытаны на испытательном полигоне HyStreet в Нортумберленде, который состоит из специально построенных демонстрационных домов. Сейчас будет завершено более 200 испытаний для исследования и подтверждения безопасности и эффективности перевода домов и газовых сетей на водород.

Текущие испытания в Нортумберленде продемонстрируют, как существующие газовые сети могут быть перепрофилированы для безопасной транспортировки 100% водорода.

Low Thornley, Gateshead

Первые дома в Великобритании, которые будут полностью работать на водородных котлах, разработанных Baxi Heating и Worcester Bosch, будут построены в Гейтсхеде.

Котлы, плиты, плиты и камины будут работать на водороде, а не на ископаемом топливном газе, и не будут выделять углеродных выбросов. Правительство заявляет, что два дома в Лоу-Торнли продемонстрируют, как топливо можно использовать для замены природного газа.

Финансируемый государством проект координируется компаниями Northern Gas Network и Cadent. Дома будут работать на водородных резервуарах, предоставленных на месте.

После постройки представители общественности смогут зайти внутрь и увидеть, как эти приборы сравниваются с теми, которые работают на природном газе.

Файф, Шотландия

Оператор сети Fas SGN ранее в этом году представил планы на h200, первую в мире бытовую водородную отопительную сеть. Первые дома в мире, использующие зеленый водород через местную газовую сеть, появятся в Файфе, Шотландия, к концу следующего года при условии получения разрешения на строительство.

Прототип водородного котла Worcester Bosch (Изображение предоставлено Worcester Bosch)

Keele University

В прошлом году в ходе первого пилотного испытания HyDeploy 20% водорода было введено и смешано с существующей частной газовой сетью Университета Килла, которая обеспечивает 30 корпусов факультетов и 100 жилых домов.

Cumbria

Три специально построенных дома на базе RAF Spadeadam в Камбрии используются для тестирования домов, полностью содержащих водород.

Carlisle

H31 — это серия тестовых проектов, цель которых — доказать, что газовая сеть может быть преобразована в водород, которые проводятся на диком склоне холма на базе Королевских ВВС.

Тим Харвуд, который руководит пилотным проектом h31 недалеко от Карлайла, говорит, что газовая сеть может быть готова к переходу на водород в течение двух лет, но при этом призвал к увеличению водородных мощностей, которые должны быть предоставлены правительством.

Winlaton, Gateshead

В ходе отдельного испытания в Гейтсхеде 670 домов станут одними из первых в Великобритании, где будут испытаны природный газ, смешанный с водородом. Проект начнется в начале 2021 года и продлится около 10 месяцев.

Уэльс

В весеннем бюджете было объявлено о создании водородного узла стоимостью 4,8 млн фунтов стерлингов в Уэльсе для пилотного производства водорода из возобновляемых источников энергии.

Может ли Великобритания рассчитывать на водород для спасения своих газовых котлов?

Hy Street — это не обычная загородная терраса.Спрятанный на удаленном полигоне RAF Spadeadam в Камбрии, он окружен не аккуратными садами и фотороботами, а полигонами и стендами для ракетных стрельб.

Тем не менее, дома на Хай-стрит спроектированы так, чтобы быть максимально обычными: небольшая группа домов из красного кирпича, с асфальтированными подъездными путями, глянцевыми встроенными кухнями и окнами с двойным остеклением. Это потому, что именно здесь инженеры моделируют, что произойдет, если Великобритания переключит свою газовую сеть с природного газа на водород.Они хотят знать, как водород ведет себя в обычном полу-трехкомнатном доме. В доме тепло? Как легко он мог загореться? Если произойдет утечка газа, куда дрейфуют молекулы водорода?

Это животрепещущие вопросы. Уходит мало времени на то, чтобы обезуглерожить дома в Великобритании, на которые приходится около 14 процентов выбросов углекислого газа в стране. Всего за 29 лет каждый дом в стране должен использовать экологически чистое топливо, если Великобритания хочет достичь цели нулевых выбросов.

i Руководство по оказанию помощи планете в повседневной жизни

Это означает, что дни природного газа сочтены.Около 25 миллионов домов — 85 процентов от общего числа в Великобритании — работают на газовых котлах. На этой неделе влиятельное Международное энергетическое агентство предупредило, что установка новых газовых котлов должна быть запрещена к 2025 году, чтобы мир встал на траекторию нулевого уровня. Но вместо того, чтобы законсервировать всю существующую газовую инфраструктуру, которая стоит миллиарды фунтов стерлингов, газовая промышленность считает, что Великобритания может спасти трубы и просто поменять топливо. Утверждается, что водород может приводить в действие дома, вызывая гораздо меньшее загрязнение, чем природный газ, потому что при сгорании он выделяет только воду и кислород.

Ранние испытания в RAF Spadeadam показывают, что водород так же безопасен, как и природный газ, для использования в домашних условиях, и производители находятся на пути к разработке коммерческих водородных котлов, плит и даже барбекю. В Файфе скоро начнутся испытания по проверке возможности получения 100-процентной водородной смеси в реальном мире.

Хай-стрит, где испытательные центры по водороду расположены на тренировочном полигоне RAF Spadeadam в Камбрии.

Водород — это идеальное решение для замены загрязняющего природного газа, поскольку он легко проникает в дома, — говорит Тим ​​Харвуд из компании Northern Gas. Сети.В секторе оптимистично оценивают, насколько быстро это изменение может произойти. Готовые водородные котлы могут начать появляться в домах с середины 20-х годов, по словам Энтони Грина, директора проекта National Grid по водороду, по ценам, аналогичным ценам на традиционные бойлеры.

Но многие эксперты скептически относятся к использованию водорода в качестве топлива для отопления дома. Во-первых, эксперты National Grid все еще выясняют, сможет ли существующая сеть трубопроводов, расположенных выше по потоку, обрабатывать водород — более легкую и меньшую молекулу, чем природный газ.

Другая проблема заключается в том, что получение водорода требует больших затрат энергии. Это один из самых распространенных элементов в мире, но почти всегда он связан с другим элементом. Получение чистого водорода требует от инженеров сжигания большого количества природного газа (улавливания выбросов углерода, если они чувствуют себя зелеными) или использования большого количества электроэнергии для расщепления водорода в воде, процесс, известный как электролиз.

Теоретически, вы можете привести в действие электролиз, используя возобновляемую электроэнергию, чтобы создать «зеленый водород», топливо с нулевым содержанием углерода.Но зеленый водород дорог и дефицитен. Британские советники по климату считают, что только около 11 процентов домов смогут работать на водороде, потому что предложение с низким содержанием углерода будет настолько ограниченным. Некоторые утверждают, что зеленый водород должен быть почти полностью зарезервирован для использования в отраслях, где нет других вариантов с низким содержанием углерода, таких как производство стали или производство удобрений.

«Шампанское, а не вода»

«Лучшая аналогия, которую я слышал, — это то, что это похоже на шампанское, а не на воду», — говорит Ричард Лоуз, эксперт по тепловым насосам из Университета Эксетера.«Вы просто сохраняете его для особых случаев, а не просто для утоления жажды».

Лоус считает, что воздушные тепловые насосы лучше подходят для отопления большей части британских домов. Они работают, высасывая тепло из воздуха и закачивая его в ваш дом с помощью электричества, как холодильник в обратном направлении. Аналогичным образом работают наземные тепловые насосы, забирая тепло из-под земли через скважины. Для домов, не подключенных к электросети, это может быть единственный вариант, не требующий повышенного внимания.

Но тепловые насосы стоят намного больше, чем стандартный котел, с ценами от 6 000 до 18 000 фунтов стерлингов, и, как правило, для наиболее эффективной работы требуется, чтобы дома были хорошо изолированы.Им также нужен бак для горячей воды, что может быть проблемой для небольших домов, где используется компактный комбинированный котел.

Лоус говорит, что тепловые насосы более рентабельны в долгосрочной перспективе, поскольку они не требуют, чтобы домашние хозяйства были привязаны к покупке дорогостоящего водорода. Но финансирование — это проблема. «Люди не собираются делать это внезапно», — добавляет он. «[Правительство] должно предлагать людям средства для этого, чтобы они не получали дополнительных авансовых затрат».

Грег Джексон, генеральный директор Octopus Energy, также делает ставку на тепловые насосы с воздушным источником.Его фирма инвестировала 10 миллионов фунтов стерлингов в строительство учебного центра для инженеров по тепловым насосам и считает, что сможет получить стандартную цену, которую домашние хозяйства будут платить за тепловой насос, до 5 500 фунтов стерлингов в течение следующих 18 месяцев.

«Нам нравятся тепловые насосы, потому что они превращают 1 кВт электроэнергии в как минимум 2,5 кВт тепла. Ничто другое не может сравниться с этим по эффективности », — говорит Джексон.

Итак, какая технология подойдет для вашего дома? Для домов, подключенных к газовой сети, сейчас мало стимулов тратиться на расходы и переворот при переходе на тепловой насос.Многие предпочтут подождать и посмотреть, может ли обещание водородной стратегии от правительства в конце мая дать какие-то ответы.

Но ясно, что даже если водородное отопление оправдывает свою шумиху, оно, вероятно, не будет доступно для каждого дома. Вскоре миллионы домашних хозяйств будут полагаться на системы централизованного теплоснабжения или, что более вероятно, тепловые насосы, чтобы поддерживать в своих домах уют. Бин Бинленд из Федерации тепловых насосов говорит, что домовладельцам было бы разумно подготовиться к такому повороту событий, сократив количество топлива, необходимого их дому, чтобы оставаться в тепле.«Энергоэффективность — огромная часть этого», — говорит он. «Все должны заниматься энергоэффективностью. Любая возможность, которую вы можете получить, повысить энергоэффективность вашего дома, отлично ».

Дни газовых котлов сочтены. Но помимо экспериментальной террасы на Хай-стрит, для большинства домов по всей Великобритании неясно, что будет дальше.

Доминик Макканн установил свой тепловой насос в апреле

года. Доминик Макканн, инженер-акустик, переехал со своей семьей в двухквартирный дом 1920-х годов в Прествиче, недалеко от Манчестера, в 1995 году.

В 2014 году Макканны потратили 22 000 фунтов стерлингов на крупную модернизацию, установив все, от изоляции стен до окон с тройным остеклением и солнечных батарей. Дом был «готов к тепловому насосу», говорит Макканн, поэтому, когда в сентябре прошлого года был запущен грант Green Homes Grant, он ухватился за возможность претендовать на грант в размере 5000 фунтов стерлингов на установку теплового насоса
с воздушным источником воздуха.

Найти надежного установщика оказалось непросто. Но после небольших споров в начале апреля установили тепловой насос, и пока семья довольна своей новой системой отопления.

«Начало апреля было действительно довольно прохладным, так что это было неплохое испытание», — говорит Макканн. «Через два дня после того, как мы его установили, пошел снег. Но все было хорошо. Было уютно.

Для Макканна мотивация приобретения теплового насоса заключалась в том, чтобы внести свой вклад в помощь планете. «Я хотел что-то сделать для решения проблемы изменения климата», — говорит он. «Я думаю, что он будет стоить примерно столько же, сколько и наш старый газовый котел, но у него будет в три раза меньше выбросов углерода».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *