Опалення воднем своїми руками

Ще середньовічний вчений Парацельс під час одного зі своїх експериментів зауважив, що при контакті сірчаної кислоти з ферум утворюються повітряні бульбашки. Насправді то був водень (але не повітря, як вважав учений) - легкий безбарвний газ, який не має запаху, який за певних умов стає вибухонебезпечним.

Водневі генератори для опалення можуть мати різну потужністю

У нинішній час опалення воднем своїми руками - річ досить поширена. Дійсно, водень можна отримувати практично в необмеженій кількості, головне, щоб були вода і електроенергія.

Хімічні властивості Н2

Як працює водневе опалення

Такий спосіб опалення був розроблений однією з італійських компаній. Водневий котел працює, не утворюючи ніяких шкідливих відходів, через що вважається самим екологічним і безшумним способом обігріву будинку. Інновація розробки в тому, що вченим вдалося домогтися спалювання водню при відносно низькій температурі (близько 300ᵒС), а це дозволило виготовляти подібні опалювальні котли з традиційних матеріалів.

Водневі паливні елементи для будинку

При роботі котел виділяє тільки нешкідливий пар, і єдине, що вимагає витрат - це електроенергія. А якщо поєднати таке з сонячними панелями (геліосистемою), то ці витрати можна і зовсім звести до нуля.

Зверніть увагу! Найчастіше котли на водні використовуються для нагріву систем «теплої підлоги», які можна легко змонтувати своїми руками.

Як же все відбувається? Кисень вступає в реакцію з воднем і, як ми пам'ятаємо з уроків хімії в середніх класах, утворює молекули води. Реакція провокується каталізаторами, в результаті виділяється теплова енергія, що нагріває воду приблизно до 40ᵒС - ідеальної температури для «теплої підлоги».

Регулювання потужності котла дозволяє домогтися певного температурного показника, необхідного для опалення приміщення з тією чи іншою площею. Також варто відзначити, що такі котли вважаються модульними, т. К. Складаються з декількох незалежних один від одного каналів. У кожному з каналів є згаданий вище каталізатор, в результаті в теплообмінник надходить теплоносій, який вже досяг необхідного показника в 40ᵒС.

Зверніть увагу! Особливістю такого обладнання є те, що кожен з каналів здатний виробляти різну температуру. Таким чином, один з них можна провести до «теплої підлоги», другий до сусіднього приміщення, третій до стелі і т. Д.

Основні переваги опалення на водні

Даний спосіб обігріву будинку має кілька суттєвих переваг, якими обумовлена ​​зростаюча популярність системи.

1. Вражаючий ККД, який нерідко досягає 96%.
2. Екологічність. Єдиний побічний продукт, що виділяється в атмосферу - це водяна пара, яка не здатна нашкодити навколишньому середовищу в принципі.
3. Водневе опалення поступово замінює традиційні системи, звільняючи людей від необхідності у видобутку природних ресурсів - нафти, газу, вугілля.
4. Водень діє без вогню, теплова енергія утворюється шляхом каталітичної реакції.

Чи можна самостійно зробити водневе опалення?

В принципі, це можливо. Головний елемент системи - котел - можна створити на основі ННО генератора, тобто, звичайного електролізера. Всі ми пам'ятаємо шкільні досліди, коли засовували в ємність з водою оголені дроти, підключені до розетки шляхом випрямляча. Так ось, для спорудження котла вам буде потрібно повторити цей досвід, але вже в більших масштабах.

Зверніть увагу! Водневий котел використовується з «теплою підлогою», про що ми вже говорили. Але облаштування такої системи - це тема вже іншої статті, тому ми будемо спиратися на те, що «тепла підлога» вже влаштований і готовий до використання.

Споруда водневої пальника

Приступаємо до створення водної пальника. Традиційно, починати будемо з приготування необхідних інструментів і матеріалів.

Що потрібно в роботі

1. Лист «нержавійки».
2. Зворотній клапан.
3. Два болта 6х150, гайки і шайби до них.
4. Фільтр проточною очищення (від пральної машини).
5. Прозора трубка. Для цього ідеально підходить водяний рівень - в магазинах будматеріалів він продається по 350 рублів за 10 м.
6. Пластиковий герметичний контейнер для їжі ємністю 1,5 л. Орієнтовна вартість - 150 рублів.
7. Штуцери з «ялинкою» ø8 мм (такі відмінно підійдуть для шланга).
8. Болгарка для розпилювання металу.

А тепер розберемося, яку саме нержавіючу сталь потрібно використовувати. В ідеалі для цього слід взяти сталь 03Х16Н1. Але купити цілий лист «нержавійки» інколи дуже накладно, адже виріб товщиною 2 мм коштує більше 5500 рублів, до того ж його потрібно якось привезти. Тому, якщо десь завалявся невеликий шматок такої сталі (вистачить і 0,5х0,5 м), то можна обійтися і їм.

Корпус нікель-водневого акумулятора

Ми будемо використовувати нержавіючу сталь, тому що звичайна, як відомо, в воді починає іржавіти. Більш того, в нашій конструкції ми маємо намір застосовувати луг замість води, тобто середу більш ніж агресивну, та й під дією електроструму звичайна сталь довго не прослужить.

Інструкція по виготовленню

Перший етап. Для початку беремо лист стали і розміщуємо його на рівній поверхні. З листа зазначених вище розмірів (0,5х0,5 м) повинно вийти 16 прямокутників для майбутньої пальники на водні, вирізаємо їх болгаркою.

Зверніть увагу! Один з чотирьох кутів кожної пластини ми спилюємо. Це необхідно, щоб в майбутньому з'єднати пластини.

Другий етап. Зі зворотного боку пластин просвердлюємо отвори для болта. Якби ми планували зробити «сухий» електролізер, то просвердлили отвори і знизу, але в даному випадку цього робити не треба. Справа в тому, що «суха» конструкція порядком складніше, та й корисна площа пластин в ній використовувалася б не на 100%. Ми ж зробимо «мокрий» електролізер - пластини повністю зануряться в електроліт, а в реакції братиме участь вся їх площа.

Третій етап. Принцип роботи описуваної пальника грунтується на наступному: електрострум, проходячи через занурені в електроліт пластини, призведе до того, що вода (вона повинна входити до складу електроліту) розкладеться на кисень (О) і водень (Н). Отже, ми повинні мати у своєму розпорядженні одночасно двома пластинами - катодом і анодом.

Зі збільшенням площі цих пластин збільшується обсяг газу, тому в даному випадку використовуємо по вісім штук на катод і анод, відповідно.

Зверніть увагу! Вже згадана нами пальник - це конструкція з паралельним включенням, яка, чесно кажучи, є не найефективнішою. Але вона простіша у виконанні.

Кожна молекула води складається з двох атомів водню і одного атома

Четвертий етап. Далі нам належить встановити пластини в пластиковий контейнер так, щоб вони чергувалися: плюс, мінус, плюс, мінус і т. Д. Для ізоляції пластин використовуємо шматки прозорої трубки (ми купили її цілих 10 м, тому запас є).

Нарізаємо з трубки невеликі кільця, розрізаємо їх і отримуємо смужки товщиною приблизно 1 мм. Це ідеальне відстань, щоб водень в конструкції ефективно генерувався.

П'ятий етап. Пластини кріпимо один до одного за допомогою шайб. Робимо це наступним чином: надягаємо шайбу на болт, потім пластину, після неї три шайби, ще одну пластину, знову три шайби і т. Д. Вісім штук вішаємо на катод, вісім - на анод.

Зверніть увагу! Це потрібно робити дзеркально, тобто, анод ми розгортаємо на 180ᵒ. Так «плюса» зайдуть в зазори між пластинами «мінуса».

Далі затягуємо гайки і ізолюємо пластини за допомогою нарізаних раніше смужок.

Шостий етап. Дивимося, куди саме в контейнері впираються болти, просвердлюємо в тому місці отвору. Якщо раптом болти не поміщаються в контейнер, то ми спилюємо їх до необхідної довжини. Потім вставляємо болти в отвори, одягаємо на них шайби і затискаємо гайками - для кращої герметичності.

Далі проробляємо дірку в кришці для штуцера, укручуємо сам штуцер (бажано намазав місце з'єднання силіконовим герметиком). Дуємо в штуцер, щоб перевірити герметичність кришки. Якщо повітря все ж виходить з-під неї, то промазуємо і це з'єднання герметиком.

Сьомий етап. Після закінчення зборки тестуємо готовий генератор. Для цього підключаємо до нього будь-яке джерело, заповнюємо контейнер водою і закриваємо кришку. Далі на штуцер надягаємо шланг, який опускаємо в ємність з водою (щоб побачити бульбашки повітря). Якщо джерело недостатньо потужний, то їх в ємності не буде, але ось в електролізері вони з'являться обов'язково.

Далі нам потрібно підвищити інтенсивність виходу газу за рахунок підвищення напруги в електроліті. Тут варто зазначити, що вода в чистому вигляді не є провідником - струм проходить через неї завдяки наявним в ній домішок і солі. Ми ж розбавимо в воді трохи лугу (наприклад, гідроксид натрію відмінно підходить - в магазинах він продається у вигляді миючого засобу «Кріт»).

Зверніть увагу! На цьому етапі ми повинні адекватно оцінити можливості джерела живлення, тому перед вливанням лугу ми підключаємо до електролізерів амперметр - так ми зможемо простежити збільшення струму.

Кілька слушних порад

Далі поговоримо про інші складові водневої пальника - фільтрі для пральки і клапані. Обидва призначаються для захисту. Клапан не дозволить загорівся водню проникнути назад в конструкцію і підірвати накопичився під кришкою електролізера газ (нехай його там і небагато). Якщо не встановимо клапан, то контейнер пошкодиться і луг витече назовні.

Фільтр ж буде потрібно для виготовлення водяного затвора, який буде грати роль бар'єру, що запобігає вибух. Народні умільці, не з чуток знайомі з конструкцією саморобної горілки на водні, називають цей затвор «бульбулятором». І правда, він по суті лише створює бульбашки повітря у воді. Для самої пальники використовуємо всі той же прозорий шланг. Все, воднева пальник готова!

Залишається лише під'єднати її до входу системи «тепла підлога», герметизувати з'єднання і почати безпосередньо експлуатацію.

В якості висновку. альтернатива

Альтернативою, нехай і досить спірною, є газ Брауна - хімічна сполука, яка складається з одного атома кисню і двох водню. Горіння такого газу супроводжується утворенням теплової енергії (притому в чотири рази потужніша, ніж в описаній вище конструкції).

Для опалення будинку газом Брауна теж використовуються електролізери, адже цей спосіб отримання тепла також заснований на електролізі. Створюються спеціальні котли, в яких під дією змінного струму молекули хімічних елементів роз'єднуються, утворюючи заповітний газ Брауна.

Цілком можливо, що інноваційні енергоносії, резерв яких практично безмежний, незабаром витіснять невідновлювані природні ресурси, звільнивши нас від необхідності в перманентній видобутку копалин. Такий хід подій позитивно позначиться не тільки на навколишнє середовище, але і на екології планети в цілому.