Как самостоятельно сделать отопление дома газом Брауна или водородом

Современные технологии отопления, наряду с постоянным увеличением КПД классических установок, имеющих в основе пропан или бутан, предлагают совершенно новые виды топлива. Некоторые очень интересны. Например, отопление на водороде своими руками – очень удобный способ, когда отопление деревянного дома может быть сделано без особых финансовых вложений.

Водородный котел отопления

Как работает отопление дома на водороде

Если рассматривать стандартную схему, которая использует пропан в качестве топлива, можно условно выделить три зоны:

1. Источник газа. Это может быть централизованная подача, баллон, где пропан находится в жидком состоянии, или комбинированная, где газ предварительно проходит стадию подготовки.
2. Котел и система теплообменников, охватывающая весь дом. Здесь пропан сгорает и отдает тепло, а вода или другой теплоноситель осуществляют отопление.
3. Система выброса, через которую уходит сгоревший газ.

Если используется отопление дома водородом, конструкция упрощается. Газ из баллона подается непосредственно в узел теплообмена. В отличие от классической системы, происходит каталитическая реакция. Водород не горит открытым пламенем, как пропан. В ходе реакции с кислородом образуется нагретый пар, который отдает тепло.

Такой способ идеален, когда система отопления дома водородом построена на основе «теплых полов». Здесь минимум теплоносителя и максимальная отдача тепла.

Котел, в котором используется водород, достаточно компактен. Дом не надо оборудовать дымоходами – на выходе только пар. Можно своими руками легко оборудовать систему вентиляции. К тому же водород в ходе реакции не образует вредные вещества, поэтому отопление таким способом экологически безопасно.

Технология и применение

Принцип работы водородного котла

Родина систем, где отопление использует водород, – Италия. Сегодня уже существуют котлы, в которых не сжигается пропан. Они компактны, можно зонировать отопление, поставить несколько котлов. Сделать для них сеть циркуляции теплоносителя можно своими руками. Однако пока что такая технология не получила большого распространения. Водород дорог, его нет «в свободной продаже», нужны специальные материалы теплообменника, чего не требует пропан.

Существует разновидность, где используется смесь – водород и кислород в соотношении 2:1. Это так называемый газ Брауна, или гремучий газ. Он горит открытым пламенем, при сгорании не образует вредных веществ, как пропан. И главное – гораздо легче построить отопление на водороде своими руками, если получать газ Брауна самостоятельно, с помощью установки электролиза. В схеме будет использоваться такой же котел, который требует пропан. Изменится только горючая смесь.

Некоторые показатели эффективности

Анализируя условия применения и количество теплоты, которое при сгорании выделяет пропан и газ Брауна, получаем следующие цифры:

1. Водород или газ Брауна выделяет 121 МДж/кг, не требует дополнительного притока воздуха. При сгорании образуется только пар и вода, а отопление не требует сложных дымоходов.
2. Пропан образует 35 МДж теплоты. Необходима вентиляция, образуются вредные выбросы. Дом должен быть оборудован дымоходами из-за очень высокой температуры, которую имеет газ на выходе.

Если привести примерные объемы, которые будут потрачены, чтобы сделать дом теплым, получится следующая картина. Отопление потребляет примерно 300 кубических метров газа, если используется пропан. Из приведенных выше цифр понятно, что водород и газ Брауна выделяют в три раза больше тепла. Соответственно, отопление будет требовать всего 100 кубометров. Или, по приведенным цифрам необходимой подачи, примерно 2,5 литра газа в минуту.Для сравнения, пропан потребует почти 7 литров в минуту. Становится понятно, что отопление, где используется газ Брауна, эффективнее и экономнее.

Получение газа Брауна и примерная схема электролизера

Чтобы получить топливо и сделать отопление на водороде своими руками, понадобится устройство, называемое электролизер. Это простейший электрический прибор, который воздействует на воду с помощью электротока. Молекулы разлагаются, получается газ Брауна, который представляет собой водород и кислород в пропорции 2:1.

Схема электролизера

Для электролизера, собранного своими руками, понадобятся:

1. Металлические пластины, проложенные диэлектриком.
2. Генератор импульсов. Нужен мощный прибор, способный обеспечить силу тока хотя бы в 30А.
3. Емкость для размещения всей конструкции, которая будет герметична. В ней предусматривается патрубок для подачи воды и еще один, через который будет уходить газ Брауна.
4. Источник питания с напряжением в 12 В.

Работает все следующим образом:

1. К корпусу емкости или отдельный электрод, погруженный в воду, присоединяется один контакт источника питания.
2. Второй контакт подключен к пластинам, также находящимся в воде.
3. При подаче напряжения начинается процесс электролиза и выделяется газ Брауна, который затем может использоваться в том же котле, что и пропан.

Импульсный модулятор нужен для повышения КПД. При подаче постоянного тока газ Брауна будет образовываться в малом количестве. С помощью подбора частоты генератора определяются параметры, позволяющие получать как можно больше газа в единицу времени.

В такой установке используется дистилированная вода. Она плохой проводник, чтобы создать электролит, поэтому в нее добавляется основание – обычная очищенная щелочь. Все металлические детали должны быть качественно отполированы и обезжирены. Нельзя трогать их руками, чтобы не было излишнего потребления энергии и перегрева установки.

Отопление дома: примерная структура

Принцип работы водородной установки

Для наибольшей эффективности используется замкнутая система, которая не выводит пар наружу. Для наглядности перечислим узлы в порядке протекания процесса.

1. Бак с дистиллированной водой, в которую добавлена щелочь. Емкость герметична и работает как промежуточный накопитель.
2. Раствор попадает в электролизер.
3. Образовавшийся газ Брауна попадает снова в бак (пункт 1). Он накапливается и одновременно создает давление, которое подает жидкость в электролизер.
4. Бак соединен патрубком с двумя блоками предотвращения обратной подачи газа.
5. Далее газ Брауна поступает в камеру сгорания, которая оборудована датчиком горения и искровым запальником. Там тепло передается воде, которой заполнено отопление.
6. Образовавшаяся в результате сгорания вода поступает в бак (пункт 1).

Такая система обеспечивает замкнутый цикл и требует только периодического пополнения состава электролита. При большом объеме бака этого можно избежать на протяжении целого сезона.

Особенности и предостережения

Отопление, которое не использует пропан, – реальность, которую можно сделать своими руками. Сегодня проводится множество экспериментов. Электролизеры для получения газа Брауна выпускаются серийно. Если вы решили сделать отопление своими руками по такому принципу, помните – газ Брауна, он же гремучий газ – весьма опасен. Соблюдайте меры безопасности.