Отопление дома водородом: Водородный котел для отопления частного дома

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.

Водород для отопления зданий — необоснованное решение

Издание Energy Monitor опубликовало любопытный материал по вопросу использования зелёного водорода для отопления зданий. Речь идёт о «прямом» использовании h3, то есть о замене отопительных устройств (котлов), работающих на природном газе, на водородные.

Подобные намерения и проекты автор статьи характеризует английской идиомой «to sell someone a pup» («продать щенка»), которая означает подмену, обман, ситуацию, когда под видом одного товара продаётся другой.

Задачи перехода к климатически нейтральному состоянию в европейских странах подразумевают, что в энергосистемах (почти) не будет места для природного газа. Поэтому газовая промышленность пытается продать идею, что можно заместить ископаемый газ водородом, используя существующую газовую распределительную инфраструктуру.

Соотвествующие пилотные проекты уже ведутся. Например, шотландская газораспределительная сеть SGN реализует проект по водородному отоплению 300 домов. В его рамках гражданам предлагаются демонстрационные водородные устройства (бойлеры-нагреватели), и в Великобритании даже принят соответствующий стандарт, позволяющий использовать такие котлы.

Однако данное «простое» решение является чрезвычайно неэффективным.

Зелёный водород может играть важную роль в энергетическом переходе, у него множество конкретных применений, для которых мало альтернатив. h3 потребуется в больших количествах для декарбонизации промышленности и транспортного сектора, например, химического производства и судоходства. Кроме того, водород может использоваться для выработки электроэнергии в периоды, когда выработки из возобновляемых источников энергии недостаточно. Тем не менее, стоимость и потери эффективности, скорее всего, будут ограничивающими факторами, препятствующими широкому распространению этой опции.

Использование водорода для отопления зданий в больших масштабах проблематично по разным причинам.

Во-первых, производство «зеленого водорода» путем электролиза чрезвычайно расточительно по сравнению с использованием возобновляемой энергии непосредственно для работы тепловых насосов или электромобилей. Для обогрева дома водородом требуется примерно в пять раз больше энергии ветра или солнца, чем для обогрева того же дома с помощью эффективного теплового насоса. Для иллюстрации тезиса приводится следующий график: 

«Кажется маловероятным, что у Европы есть деньги и земля, чтобы построить в пять раз больше турбин и солнечных панелей, только для того, чтобы поддерживать в эксплуатации старые газовые магистрали», — отмечает автор.

Во-вторых, «зеленый» водород недешев и, как ожидается, будет стоить около 0,1 евро за киловатт-час (кВтч) в 2030 году в месте производства, согласно недавнему исследованию Международного энергетического агентства. На национальном уровне Комитет по изменению климата Великобритании представил очень похожие цифры. Они значительно превышают текущие цены на газ для жилых домов во многих европейских странах.

Перенаправление ограниченных поставок зеленого водорода в сектор недвижимости также приведет к увеличению стоимости водорода для ключевых отраслей, где он будет исключительно необходим.

Инновации и дальнейшее снижение стоимости возобновляемой электроэнергии, конечно приведут к снижению затрат на водород в будущем, но большая часть затрат на производство водорода путем электролиза — это стоимость входящей электроэнергии (80–86%), а не капитальные или эксплуатационные расходы. Это означает, что разница в стоимости с прямой электрификацией останется такой же.

Также отмечается, что преобразовать газовую сеть в водородную не так уж просто. Требуется замена существующих газовых счетчиков и горелок в бытовых приборах, а иногда и устройств целиком. Это колоссальная задача, как показали исследования по логистике перехода на водород.

Всё сказанное не означает, что водород неприменим для отопления. Гибридные тепловые насосы могут сыграть роль, используя небольшое количество водорода в качестве резерва во время длительных периодов холода. Водород также может играть роль в балансировании системы электроснабжения и таким образом косвенно поддерживать электрификацию теплоснабжения.

Однако, даже если водород станет доступным в больших количествах и по более низким ценам, чем ожидается, в ближайшее время он не будет играть большой роли в декарбонизации систем отопления. Centrica, старейшая в мире и крупнейшая газовая компания в Великобритании, недавно заявила, что «для использования водорода в домашних условиях, скорее всего, потребуется больше десяти лет, а затраты для потребителей пока неизвестны».

Автор считает, что нужно отказаться от этого «необоснованного» решения.

Я с ним солидарен. По моему убеждению, электрическое решение является однозначно предпочтительным. Дома с низким энергопотреблением (например, пассивные дома) в сочетании с теплоснабжением, основанным на электричестве (как при локальной, так и централизованной организации теплоснабжения) – это просто, надежно и энергетически эффективно. Водородный вариант отопления – это слишком сложно и дорого. Да, со временем к такому можно привыкнуть, и стоимость снизится, но в этом просто-напросто нет необходимости.

Например, в случае водородного «Дома будущего», который уже несколько лет заселён в Швейцарии, и который является полностью автономным, водород используется в качестве промежуточной субстанции, в которой сохраняется энергия. Но конечные потребители-жители получают в свои квартиры всё-таки готовые тепло и электричество, а не водород.

Вопрос использования водорода для отопления подробно исследовал немецкий институт Fraunhofer IEE и пришёл к аналогичным выводам.

Результаты исследования однозначны: водород не подходит для отопления зданий. Количество зеленой электроэнергии, необходимой для производства зеленого водорода для этой цели, на 500-600 процентов больше, чем количество, необходимое для питания эквивалентного количества тепловых насосов.

Уважаемые читатели!

Ваша поддержка очень важна для существования и развития RenEn, ведущего русскоязычного Интернет-сайта в области возобновляемых источников энергии.

Яндекс Кошелёк 

Карта Сбербанка: 4276 3801 2452 1241

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 — принцип работы и сущность системы

Сегодня, благодаря достижениям научно-технического прогресса, который не стоит на одном месте, появляются всевозможные новшества и полезные изобретения. Они затрагивают все сферы, в том числе и комфортное проживание, и отопление домов. Для достижения этой цели совсем недавно на российском рынке появилась уникальная продукция — водородный котел отопления, предназначенный для отопления помещений. В настоящей статье будут рассмотрены особенности водородных котлов, принцип их работы, комплектация агрегата, а также плюсы и минусы данного оборудования.

Особенности водородного котла

В настоящее время водородные котлы отопления мало востребованы на рынке отопительного оборудования России, что объясняется недостаточной информированностью о таком агрегате основной массы потребителей. К примеру, в западных государствах такой альтернативный вид отопления довольно распространен благодаря своей экологической, доказанной чистоте, а также значительной экономии при оплате коммунальных услуг.

В переводе с латинского водород означает «порождающий воду». Данный элемент является наиболее распространенным в мире веществом, солнце на 50% состоит из него, он широко используется в промышленности, а также характеризуется большим количеством уникальных свойств, которые использовались при производстве отопительного водородного котла.

Сама процедура получения водорода проста и понятна. Для этого в обязательном порядке нужна электроэнергия и вода. Электрический ток обеспечивает расщепление молекул воды на водород и кислород, который затем используется для обогрева помещения.

В качестве энергоносителя водород считается наиболее чистым и безопасным элементом, а отопление, в основе которого лежит данное вещество, получается результативным и полноценным.

Принцип работы водородного котла

Принцип функционирования такого агрегата, как водородный котёл отопления купить который сегодня в России довольно проблематично, заключается в реакции, которая возникает при контакте молекулы кислорода и водорода. В итоге взаимодействия этих частиц появляется газ Брауна, а также происходит выделение большого объема тепла.

Для практической деятельности изначально выпускался водородный котел для отопления промышленного назначения. Это оборудование характеризуется большими размерами, занимает значительную площадь, и отличается небольшим КПД, которое не превышает 80%. Однако с течением времени технология эволюционировала, и освоив изготовление промышленных водородных котлов, производители плавно пришли к возможности конструирования агрегатов для отопления жилых помещений.

Для того чтобы водородная установка для отопления дома нормально функционировала, необходимым условием является соблюдение ряда параметров:

1. Возможность для поступления воды. В основном это водопроводная вода, но можно использовать и дистиллированную. Характеристики потребления жидкости зависят, прежде всего, от мощности агрегата.
2. Обязательный доступ к электрической энергии. Электролизная реакция предполагает наличие электроэнергии.
3. Периодическая смена катализатора. Регулярность зависит от мощности и модификации водородного котла.

Следует заметить, что водородный котёл отопления цена которого составляет примерно 800 долларов, произведенный промышленным способом, характеризуется значительными стандартами безопасности. Такое оборудование менее опасно при работе, чем котлы отопления на газе или твердом топливе. Все процессы, происходящие в водородном котле, осуществляются внутри агрегата, а потребителю нужно лишь заниматься контролированием рабочих параметров системы.

Важно!!! В отличие от заводской модели, в агрегатах, изготовленных собственными руками, имеется риск утечки взрывоопасного газа Брауна.

По этой причине самодельный котел требует специфического подхода к обеспечению техники пожарной безопасности.

Сущность системы водородного отопления

Нужно сказать, что водородный котёл для отопления частного дома купить который решаются пока не многие россияне, является прекрасной заменой твердым типам топлива, а также природному газу. Стандартная температура сгорания топлива подчас достигает 3000 градусов. Для обеспечения технологического процесса потребуется специальная горелка, приспособленная для такого температурного режима.

Комплект водородного оборудования состоит из следующих компонентов:

• Специальный генератор водорода для отопления дома (электролизер), который обеспечивает реакцию между кислородом и водородом. Для повышения эффективности работы применяются катализаторы.
• Особая водородная горелка для отопления, которая обеспечивает создание пламени. Горелка располагается в топочной камере и способствует разогреву теплоносителя в системе отопления.
• Непосредственно котел, выполняющий функцию теплообменника.

Подчас водородный котёл для обогрева дома купить который можно лишь заказав его в специализированном магазине отопительного оборудования, производится на базе газового или твердотопливного устройства в целях экономии, это дешевле приобретения заводского оборудования. Но при этом нет гарантии, что водородный котел самодельного производства будет отвечать требованиям пожарной безопасности.

Преимущества и недостатки водородного котла отопления

Помимо своей небольшой стоимости водородное отопления характеризуется еще одним немаловажным качеством – оно абсолютно экологически чистое, поскольку водород является составной частью окружающей среды. Процесс горения данного вида топлива совсем не выделяет вредных веществ. Кроме этого, водород из всех других химических элементов является наиболее встречаемым на планете. Он находится в избытке.

Если возникает вопрос – купить или нет водородный котёл цена которого довольно-таки внушительна, следует описать основные плюсы такого оборудования.

Плюсы водородного котла:

1. Такой водородный генератор для отопления характеризуется высоким КПД – свыше 90%.
2. Водородная горелка обладает экологической безопасностью. При функционировании агрегата образуется только пар, который абсолютно безвреден, как для организма проживающих в жилом помещении людей, так и для окружающей среды.
3. Водородное отопление не предполагает наличие огня. Тепло образуется посредством химической реакции с задействованием катализатора. Водород объединяется с кислородом, что приводит к генерации тепловой энергии, которая попадает в теплообменник.
4. В перспективе, если тема применения водородных котлов продолжит развиваться, то экономику всего мира ждет подъем и небывалый расцвет.
5. Водородные горелки функционируют бесшумно, что также является несомненным плюсом.
6. Генераторы водорода для отопления при самостоятельном монтаже не требуют сооружения и использования дымоходов, что очень удобно.

Указав на достоинства водородного котла отопления, будет несправедливым не указать на его недостатки, которые также имеют место быть:

• При стандартной комнатной температуре водород имеет газообразную консистенцию. Помимо этого, вещество считается довольно взрывоопасным, что создает определенные трудности при его транспортировке.
• Хоть в западных государствах водородные котлы набирают все большую популярность, в России им уделяется недостаточное внимание, что может создать некоторые сложности с его приобретением и установкой.
• Для подготовки специалистов, способных проверять и сертифицировать водородные баллоны, необходимо время.

Советы по созданию водородной системы отопления

Специалисты советуют немного усовершенствовать систему отопления на водороде. Важно!!! Строго запрещено усовершенствовать водородную систему отопления своими силами, поскольку велика вероятность, что это может способствовать разгерметизации агрегата и поступлению газа в жилое помещение.

Несколько рекомендаций по водородной отопительной системе:

1. Если на горелку установить датчик пламени, это значительно повысит безопасность всей системы отопления. При внеплановом затухании огня, датчик в автоматическом режиме передаст электролизу указание о прекращении поступления газа Брауна в горелку.
2. Нужно установить датчики температуры в теплообменнике, которые будут реагировать на перегрев воды.
3. К горелке рекомендуется добавить запорную арматуру, которая функционирует в автоматическом режиме и соединяется с датчиком температуры котла.

Подводя итоги статьи можно с полной уверенностью сказать, что если усовершенствования водородных технологий в области отопления будут развиваться и дальше, то в скором будущем такие отопительные системы могут совсем вытеснить традиционные типы оборудования. Это объясняется тем, что котёл водородный купить который в таком случае можно будет в любом специализированном магазине отопительного оборудования, по всем компонентам превосходит иные агрегаты.

Первое — водород является экологически чистым веществом. Второе – в окружающей среде объем водорода неограничен. Третье – он прост в добыче и характеризуется мизерными финансовыми расходами.

как сделать установку обогрева своими руками

Согласно школьному курсу физики следует, что тепло можно получить разными способами. Но далеко не все полученные результаты можно использовать во благо для человека. Тепловые носители чаще всего используются для отопления жилища или любого помещения. Все уже привыкли к централизованному, газовому или даже электрическому методу обогрева, но далеко не все знают еще об одном виде – водородном.

Водородный котел отопления

Специфика водородного отопления

Впервые систему отопления на водороде получили в Италии. Главной задачей изобретателей стал поиск решения таких задач как:

• экологическая безопасность;
• отсутствие шума в помещении от работающих конструкций;
• общая безопасность от не высоких температур внутри оборудования;
• доступность материалов при изготовлении конструкций.

Со всеми задачами водородная установка для отопления дома справилась на все 100%. Кроме того такая система легко и быстро обогревает даже большие помещения и значительно экономит денежные средства даже в сравнении с газовым видом отопления.

Водородное отопление дома не требует особых энергоносителей, безвредно, но использует затраты только на электрическую энергию для работы генератора.

Водородный генератор для отопления дома

Достоинства и недостатки водородного обогрева

Метод хотя и является новинкой в нашем регионе, но уже позволяет выделить следующие преимущества:

• установка отопительных конструкций на водороде доступна для частных строений, где отсутствуют газо- и тепло- снабжение, к примеру на даче;
• безопасность работы обеспечивает получение тепла без присутствия открытого огня;
• теплоноситель не нагревается больше чем 40С°, что позволяет использовать конструкцию для системы «теплый пол»;
• сырье для отопления помещения не требует специального места хранения большого размера, как, к примеру, вид отопления на твердых видах топлива.

Но, не смотря на множество положительных моментов водородный обогрев, имеет и некоторые неудобства, к которым можно отнести следующие факторы:

• водород взрывоопасен, особенно при транспортировке;
• так как технология еще новая, то профессионала умеющего правильно изготовить и подключить оборудование найти не реально;
• сертификация баллонов для водорода также может вызвать некоторые неудобства;
• подключение конструкции своими руками практически невозможно из-за сложностей и незнания вопроса.

Принцип работы

Основная работа обогрева на водороде заключается в химической реакции, где взаимодействуют молекулы кислорода и водорода. Для этого потребуется большая емкость и следующие виды оборудования:

• наличие питания через электрическую сеть;
• наличие источника жидкости;
• котел со временем может потребовать замену катализатора.

Система водородного отопления состоит из генератора, который разлагает воду на составляющие с помощью катализаторов, горелки и котла.

Общий принцип работы заключается в подаче воды в герметичную емкость, где содержаться нержавеющие пластины. Под действием электроэнергии жидкость расщепляется на водород и кислород, после этого водород проходит в котел, где с помощью горелки идет преобразование в тепло.

Описание работы водородного котла

Основные материалы

Водородное отопление дома выполняется с помощью дистиллированной воды, в которую добавляется гидроксид натрия, обычное соотношение вещества составляет 1 сл. ложки на 10 л жидкости. Если же найти дистиллят проблематично, то подойдет и обычная вода из крана, при условии отсутствия в ней  тяжелых металлов. Решением вопроса может стать установка специальных фильтров для воды. Для остального оборудования потребуются следующие материалы:

• котел. Наиболее приемлемым материалом для котла при водородном отоплении является нержавеющая сталь. Такой вид металла хорошо сопротивляется коррозии и не притягивает к себе иные частицы;
• трубки и горелка. Приобрести подходящую горелку не составит труда, благо ассортимент в специализированных магазинах достаточно большой, а вот трубки желательно взять общим диаметров до 1,25 дюйма.

Если задаться целью, внимательно изучить вопрос и проконсультироваться со специалистами, то установка системы водородного отопления даже выполненная своими руками не представит особых трудностей. Такой вид отопления вполне может оправдать себя в частных строениях, где нет газоснабжения, но присутствует электрический ток.

Схема работы водородного котла

Меры предосторожности

При монтаже водородного отопления дома, также как и при возведении любой конструкции для отопления следует ознакомиться с правилами безопасности. Водород – взрывоопасен! Кроме того не обладает специфическим запахом, что не позволяет найти утечку без соответствующего оборудования. Поэтому самостоятельно собранные котлы могут представлять большую опасность для строения и жильцов.

Чтобы не допустить трагедии следует тщательно подойти к вопросу, просчитать все риски и выполнять работы только с помощью профессионала в этой области. Особое внимание следует уделить наличию предохранительных клапанов на горелке и полной герметичности системы.

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…

Электролизер для отопления дома — Система отопления

Система отопления имеет терморегуляторы, механизм управления тепла, крепежную систему, фиттинги, автоматические развоздушиватели, радиаторы, расширительный бачок, циркуляционные насосы котел отопления, провода или трубы. Любой элемент большою роль. Посему выбор частей монтажа нужно осуществлять технически правильно. Монтаж обогрева квартиры имеет различные элементы. На этой странице ресурса мы сможем определить для нужной дачи нужные части отопления.

Электролизер для отопления дома

Водород – один из источников отопления дома

В средневековье известным ученым Парацельсом в ходе опытов был замечен такой процесс, как выделение пузырьков воздуха при взаимодействии железа и серной кислоты. Однако это был не воздух, а водород. Это легкий газ, который не имеет ни цвета, ни запаха. А если он смешивается с кислородом, то газ является взрывоопасным. Сегодня отопление на водороде своими руками – это распространенное явление. Ведь водород можно получить в любом количестве, где есть вода и электричество.

Под действием электролиза молекулы воды делятся на кислород и водород. Последний обладает массой уникальных свойств. В жидком состоянии при температуре -250 градусов Цельсия это наиболее легкая жидкость, а в твердом состоянии – самое легкое вещество. Атомы водорода являются самыми маленькими. А при смешивании с атмосферным воздухом водород превращается в смесь, которая способна взорваться от даже самой маленькой искры.

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.

Водородное отопление имеет несколько важных достоинств, которые обусловливают распространенность системы:

• Это экологически чистые системы. И здесь единственным побочным продуктом, выбрасывающимся в атмосферу при работе, является вода в состоянии пара. Этот пар никоим образом не наносит вред окружающей среде.
• Водород в системе отопления функционирует без применения пламени. Тепло создается в результате каталитической реакции. Когда водород соединяется с кислородом, получается вода. При этом выделяется много тепловой энергии. Поток тепла температуры примерно 40 градусов идет в теплообменник. Для теплых полов – это идеальный температурный режим.
• Очень скоро водородное отопление своими руками сможет заменить традиционные системы, таким образом, освободив общество от добывания разного топлива – нефти, газа, угля и дров.

КПД, который вырабатывает отопление частного дома водородом, может достигнуть 96%.

Еще одним способом, в настоящее время довольно спорным, является применение газа Брауна для отопления. Газ брауна для отопления дома является химическим соединением, состоящим из двух атомов водорода и одного атома кислорода. При сгорании такого газа создается практически в 4 раза больше энергии.

Установка для получения газа Брауна

Источник: http://otoplenie-doma.org/otoplenie-na-vodorode.html

Электролизер для отопления дома

Прошли те времена, когда частный дом можно было обогреть одним-единственным способом — русской печью. Благо, в нашем современном мире, цивилизация добралась и до загородных домов. Теперь любой человек желает иметь свой дом, со всеми удобствами и комфортом. Усовершенствованные технологии и материалы дают возможность оборудовать отопление частного дома различными способами, а в качестве теплоносителя можно использовать — воду, пар, антифриз, а также газообразное вещество. Как видите, выбор очень большой. И изучив все плюсы и минусы данных систем, можно выбрать для себя наиболее подходящий вариант. Сейчас мы здесь обсудим, как можно использовать газ Брауна в системе отопления. В народе его еще обзывают: коричневым или зеленым газом, оксигидрогеном.

Немного углубимся в теорию, чтобы вам было понятно, что собой представляет — это газообразное вещество. Газ Брауна — это «гремучий» газ без цвета и запаха, состоящий из двух частей газообразного водорода и одной части кислорода. Химическая формула газа Брауна (ННО).

На сегодняшний день — отапливание дома водородом, это ноу-хау, которое хоть и не имеет масштабного использования, но уже успело завоевать и привлечь к себе пристальное внимание потребителей. В интернет сообществе активно дискутируют на тему, целесообразно ли использовать газ Брауна для систем отопления.

Дискуссии идут в нескольких направлениях:

1. С точки зрения безопасности — можно ли газ «гремучку» использовать и при этом не произойдет никакого взрыва, так как водород славится своей взрывоопасностью.
2. Экономичность получения этого продукта — стоит ли он тех затрат, которые будут затрачены на получения этого газа.

Давайте разберемся, откуда этот газ появляется. Есть устройство обзываемое генератором газа Брауна — предназначен он для получения того самого газа, о котором так активно рассуждает интернет сообщество. Данное изобретение позволило снизить затраты на производство водорода и значительно уменьшить количество вредных выбросов. Под действием переменного тока, вода расщепляется на самостоятельные составляющие, на два атома водорода НН и атом О (кислорода). Если выражаться научным языком, то этот метод называется — электролизом воды, в результате чего получается газ с химической формулой ННО.

Для того чтобы расщепить воду методом электролиза необходимо затратить 442,4 килокалории на Моль. В итоге из одного литра воды получится — 1866,6 литров гремучего газа. При сгорании водорода, вступившим в реакцию с кислородом, энергии возвращается в 3,8 раза больше, чем было затрачено на его получение. Добывая водород таким способом, можно использовать его для энергообеспечения зданий и сооружений.

У многих сограждан наслышавшись о такой системе, возникают вопросы:

1. Возможно ли «гремучку» применить для отапливание дома?
2. Сколько выделяется при электролизе — газа Брауна?
3. Как будет происходить процесс горения?
4. Есть ли на Российском и Зарубежном рынке — готовое запатентованное устройство, которое будет преобразовывать воду в «гремучку»?
5. Конечно же, еще многих волнует вопрос — экономичность и безопасность такой системы.

Отопление домов газом Брауна на сегодняшний момент, в силу своей новизны, еще не приобрело широкого применения. Производители водородных котлов, только начинают набирать свои обороты в изготовлении и поставках их на Российский и Западный рынки.

На сегодняшний момент, генераторы газа Брауна, активно используются на рынке автолюбителей. Все мы знаем, что топливо в двигателе внутреннего сгорания сгорает не эффективно. В двигателе авто сгорает лишь 40% топлива, а остальные 60%, можно сказать, улетают в воздух. Эта система дает сильный прирост мощности двигателя, что позволяет экономить бензин, а также снижает количество вредных выбросов в атмосферу, что благоприятно сказывается на нашей экологии. К сожалению, на сегодняшний день водородные генераторы, практически, можно использовать только для автомобилей. Для системы отопления, промышленные выпускаемые генераторы, использовать нельзя. Они для этого еще плохо приспособлены и не до конца разработаны. Да еще выбор в магазинах очень скуден и невелик.

Но откуда тогда пошел слух, что газ Брауна можно использовать для отопления. А это непросто слух, а уже доказанный факт, как многие наши сограждане устанавливают самодельные генераторы газа Брауна, у себя в частных домах, в гаражных кооперативах.

Всеобщий интерес к генераторам газа Брауна, продолжает набирать обороты. Существует большое количество людей, которые планируют или уже собирают своими руками водородные генераторы для котла. Цена на них, мягко говоря, слегка завышена, коэффициент полезного действия (КПД) редко превышает 50% и никогда не превышает даже 90%. На сегодняшний день есть только одно верное решение. Этот генератор необходимо будет сделать самому, для того, чтобы он работал эффективно. с КПД более единицы.

Потребители, которые уже опробовали такую систему для отапливания своих домов. отмечают положительную динамику при использовании данной системы.

Генератор газа Брауна можно собрать несколькими способами. Для того чтобы собрать такую установку в домашних условиях, необходимо приобрести некоторые комплектующие.

Емкость для дистиллированной воды. Вода будет подаваться в герметичную конструкцию с диэлектриком, где располагается комплект собранных нержавеющих пластин, примыкающих друг к другу через изолятор. На нержавеющие пластины должно поступать напряжение 12 Вольт, при таком напряжении происходит распад воды на газы. Но наиболее результативный способ — это подача переменного тока с определенной частотой от ШИМ генератора, где вместо постоянного тока используется переменный или импульсный ток, при этом эффективность установки резко возрастет.

Комплектующие приобретены, теперь начинаем все это собирать.

Для этого нам понадобятся: ​​

• нержавеющие трубки разных диаметров или листовой нержавеющий металл;
• шим регулятор с мощностью не меньше 30 А;
• емкость для размещения этой конструкции;
• для питания, необходим источник — 12 Вольт.

На Шим подается напряжение, регулятор образует напряжение с необходимой частотой. От того какая будет частота, зависит плодотворность выработки газа. Затем напряжение подается на нержавеющие трубки или пластины, в которых находится вода. В них, под действием тока, выделяется «гремучка». Далее она поступает по гибким трубкам в емкость осушителя. А уже из осушителя, газ подается в контур подачи воздуха.

Такую установку можно применять для отапливания: гаражных кооперативов, загородных домов, все зависит от полета вашей фантазии. Чтобы применить данную установку для отапливания дома, нужно переделать твердотопливный котел или газовый, под газ Брауна. Если вы все-таки надумаете собирать и активно использовать данную самодельную установку, то вы получите дешевое топливо. И экологически чистый продукт, который не загрязняет воздух. При сборке генератора газа Брауна, у вас будут возникать вопросы. Здесь мы ответим на наиболее часто задаваемые вопросы.

Какую воду использовать, обычную водопроводную или дистиллированную?

Можно использовать водопроводную воду, если в ней нет тяжелых металлов или дистиллированную. Но лучший эффект достигается при использовании раствора гидроксида натрия, добавленного в дистиллированную воду. Необходимо соблюсти пропорцию, на десять литров воды нужно добавить одну столовую ложку гидроксида натрия и тщательно размешать.

Какой металл использовать?

В разных пособиях и руководствах, пишут о том, что необходимо использовать только редкие металлы.

Вас вводят в заблуждение. Можно использовать любую нержавеющую сталь. Самые хорошие результаты при работе со сталью, показала ферромагнитная сталь, которая не притягивает частицы ненужного мусора. Еще один важный момент, главное, при выборе металла, отдать предпочтение нержавеющей стали, и чтобы она не была подвержена окислению.

Насколько долговечны пластины электродов?

Менять пластины на новые нет надобности, так как при работе они совсем не разрушаются.

Что нужно сделать, чтобы подготовить пластины для электродов? И как правильно это сделать?

В первую очередь, перед сборкой пластин их необходимо очень тщательно промыть в мыльном растворе, а потом обработать их поверхность спиртосодержащим веществом (водкой или спиртом). Электролизер некоторое время необходимо «погонять», периодически заменяя грязную воду, на чистую. Продолжаем до тех пор, пока вода не вымоет всю грязь. Если вода будет достаточно чистая, то установка нагреваться не будет.

Если вы собрали электролизер правильно, то при его использовании вода и пластины нагреваться не будут. Важно не перегревать электролизер выше 65 градусов. Если температура поднимется выше указанной температуры, то к пластинам пристанет грязь, металлы с минералами. И их придется удалять при помощи наждачной бумаги или заменять их на новые.

Источник: http://teplo.guru/sistemy/otoplenie-gazom-brauna.html

Так же интересуются

14 октября 2021 года

отопление частного дома водородом своими руками

Разработки новых и новых систем отопления идут полным ходом, и одним из самых последних достижений в этой отрасли является возможность отапливать дома при помощи водорода, используя его как топливо. При необходимости можно сделать отопление дома водородом своими руками. Несмотря на хорошие качества, система еще не успела завоевать популярность, но большинство домовладельцев очень внимательно присматриваются к ней.

Что такое водород и как он используется

Водород известен людям на протяжении многих столетий. Во времена средневековья проводилось большое количество опытов, и при проведении одного из них был замечен водород: при контакте серной кислоты с металлом выделялись воздушные пузырьки. Водород – это легкий бесцветный газ, не имеющий характерного запаха. При соединении с кислородом может образовать взрывоопасную смесь. Имеет свойство растворяться в этаноле, железе, платине, палладии и никеле. К тому же, водород совершенно не токсичен.

Процесс получения водорода осуществляется при помощи электричества и воды: применяя метод электролиза, можно расщеплять воду на водород и кислород, что дает возможность использовать эти вещества в своих целях. По статистике, водород является самым распространенным веществом в мире.

Его можно найти практически в любых природных ресурсах. Водород имеет некоторые свойства, которые очень сильно отличают его от собратьев: в жидком виде он является самой легкой жидкостью, а при затвердевании является самым легким веществом. Все это обуславливается очень маленькими габаритами атомов водорода.

Водород активно применяется при производстве различных веществ и материалов, например, для получения аммиака или жидких жиров. Ценность водорода для пищевой промышленности тоже обуславливается его уникальными характеристиками.

Этот элемент используется и в технологиях: например, кислородно-водородная горелка позволяет создать температуру выше двух тысяч градусов, что позволяет плавить кварц. Использовать водород можно даже в домашних условиях: практически в каждой домашней аптечке хранится перекись водорода. Для хранения такого топлива, как водород, используются специальные баллоны.

Водородное отопление

Существует довольно большое количество отопительных систем, которые можно установить своими руками. Совсем недавно этот список пополнился еще одной схемой, которая использует экологически чистый и довольно мощный энергоноситель, позволяющий обогревать большие помещения – отоплением на водородном топливе. Основное участие в разработке водородной отопительной системы приняли итальянские разработчики. Процесс работы длился долгих семь лет, но взамен получилась экологически чистая, бесшумная и крайне эффективная система отопления жилых помещений.

Если говорить в общем, то отопление дома водородом не является революционной идеей. Проблема прежних разработок была в том, что для сжигания водорода требовалась температуры свыше 1,7 тыс. градусов, что было неприемлемо, поскольку обычные материалы не выдерживали такой нагрузки, а использование термостойких веществ многократно удорожило бы систему.

Современная система водородного отопления позволяет сжигать водород при температуре около 300 градусов, что дает возможность создать отопление частного дома водородом без особых проблем. Продукты сгорания в таких устройствах никуда не выводятся, потому что их нет: при горении водорода выделяется исключительно пар, который не оказывает никакого влияния на экологию. Добыча водорода является довольно простым и дешевым процессом, и все затраты при этом будут исключительно на электричество, необходимое для расщепления воды. Используя альтернативные источники электроэнергии, можно минимизировать и этот показатель.

Самый первый разработанный водородный отопительный котел имел мощность в 30 кВт. Это сравнительно немного, но даже такого количества энергии достаточно для отопления здания площадью до 300 квадратных метров.

Самое большое распространение отопление водородом получило в качестве нагревательного элемента для системы теплых полов, и на сегодняшний день существует большое количество конфигураций котлов, которые можно устанавливать самостоятельно. Во многих странах такое отопление активно внедряется, поскольку его использование позволяет существенно экономить природные ресурсы.

В состав такой систему входят котел и трубы с внутренним сечением от 25 до 32 мм. Трубы других диаметров, как правило, не используются.

При монтаже системы трубопровода необходимо соблюдать следующий алгоритм:

• первым делом необходимо установить трубу Д32;
• следующей трубой будет Д25;
• на очередном разветвлении будет установлена труба Д20;
• заканчивать установку необходимо трубой Д16.

Если эта последовательность будет выдерживаться, то система будет функционировать правильно и без перебоев.

Преимущества отопления водородом

Водородные отопительные котлы обладают рядом преимуществ по сравнению с другими видами обогревателей:

1. Водород является экологически чистым материалом, поэтому ущерб окружающей среде при использовании водородных систем будет сводиться к нулю. Единственное вещество, которое будет попадать в атмосферу – это пар, являющийся водой в газообразном состоянии.
2. Открытое пламя в водородных котлах отсутствует, а для выработки тепла используется каталитическая реакция: при соединении водорода с кислородом образуется вода, а сам это процесс сопровождается выделением тепловой энергии, которая и обеспечивает обогрев дома. Практика показывает, что лучше всего водородные системы подходят именно для обустройства теплых полов.
3. Запасы водорода практически безграничны, поэтому в самом ближайшем будущем можно будет забыть о ставших привычными видах топлива: газе, дровах или нефти. Это окажет положительное влияние на окружающую среду и экономическую обстановку.
4. Водородные отопительные системы крайне эффективны: при правильном монтаже КПД такого отопления может доходить до 96%.

Заключение

Сегодня отопление водородом находится в зачаточной стадии, но эти системы развиваются, и работа над их совершенствованием идет. Природные ресурсы в ближайшее время могут просто закончиться, и тогда водород повсеместно придет им на смену, поскольку его можно использовать в неограниченных объемах.

Почему использование чистого водорода для отопления будет слишком сложно, дорого и неэффективно: отчет

Обогрев домов чистым водородом путем перевода сетей природного газа для работы на чистом водороде ₂ — ужасная идея — гораздо более сложная, дорогая и неэффективная чем просто использование электрических тепловых насосов, согласно опубликованному сегодня независимому отчету.

Зеленый — это новый черный цвет. Подпишитесь на Accelerate

Получите необходимое рыночное понимание перехода мировой нефтегазовой отрасли в энергетику — из нового информационного бюллетеня от Upstream и Recharge.Зарегистрируйтесь здесь

Использование экологически чистого водорода для обогрева зданий с помощью котлов будет почти в шесть раз менее энергоэффективным, чем тепловые насосы, работающие на возобновляемых источниках энергии, и потребует увеличения производства первичной энергии на 150%, а использование чистого водорода ₂ приведет к увеличению затрат на отопление и требуют преобразования в основном скрытых трубопроводов в миллионах домов и зданий, говорится в исследовании, посвященном Великобритании, Водород: путь декарбонизации тепла в зданиях? , Лондонская инициатива преобразования энергетики (LETI) *.

«Следует отметить, что мы обнаружили, что общественное мнение о водороде выглядит крайне несбалансированным, поскольку [] газоснабжающая отрасль, в частности, чрезмерно продает« зеленый газ »политикам, чтобы защитить их интересы», — говорится в отчете. .

«Отсутствие ощутимых преимуществ… вызывает серьезные сомнения в практичности переключения на газ».

Ожидание, что правительства или инвесторы профинансируют модернизацию национальной газовой сети, которая потребует новых технологий инфраструктуры, не проверенных в масштабе, «кажется маловероятным, если рассматривать его вместе с альтернативой быстро падающей стоимости возобновляемой электроэнергии (например, ветряных электростанций)», — добавляет он.«Ожидание, что потребители будут платить, ненадлежащим образом накажет тех, кто в обществе наименее платежеспособен».

В исследовании указывается, что зеленый водород для отопления имеет энергоэффективность 46% — другими словами, на каждые 100 кВтч возобновляемой энергии, используемой для производства зеленой H ₂ , из-за потерь энергии в зданиях производится только 46 кВтч тепла. при добыче, хранении и транспортировке газа. Напротив, тепловые насосы обеспечивают энергоэффективность 270%, что означает, что на каждые 100 кВт · ч возобновляемой энергии вырабатывается 270 кВт · ч тепла.

Продолжение статьи ниже объявления

Голубой водород, производимый из метана с улавливанием и хранением углерода (CCS), будет немного более энергоэффективным, чем зеленый, в результате чего 58% энергии природного газа будет использоваться для отопления зданий. Но синий H ₂ , за который выступает газовая промышленность, не является технологией с нулевым уровнем выбросов.

«Тем не менее, этот процесс приводит к выбросу CO ₂ , а также к утечкам парникового газа метана», — говорится в отчете.«Предлагается крупномасштабная технология CCS для улавливания около 90% этих выбросов CO ₂ . Дополнительная биосеквестрация [например, биоэнергетика с CCS] или аналогичная также потребуется для удаления оставшихся 10% CO ₂ , чтобы «синий» водород стал нулевым углеродом ».

Газовая промышленность заявляет, что 95-99% выбросов от производства водорода на основе метана можно улавливать и хранить.

Но в отчете LETI говорится, что самая большая и непреодолимая проблема использования водорода для отопления — это газовые трубопроводы внутри зданий, большая часть которых скрыта внутри стен и под полом, которые необходимо модернизировать для обработки более мелких молекул водорода.Существующие газовые котлы и плиты также должны быть заменены.

«Сторона здания при переключении газовой сети [на 100% водород] находится в руках миллионов владельцев зданий… поэтому их решения разрешить или не разрешить переключение, скорее всего, будут приняты с использованием не -энергетическое / углеродное обоснование (например, стоимость, удобство, ожидания и неудобства) », — говорится в исследовании.

«Однако ожидается, что новый произведенный водород будет стоить больше, чем природный газ, особенно если затраты на строительство трубопроводов и переоборудование оборудования будут амортизироваться внутри него.Такие вопросы, как ответственность за срыв, косметический ремонт и ответственность за перепланировку жилищных трубопроводов, остаются нерешенными.

«LETI приходит к выводу, что маловероятно, что водород с нулевым выбросом углерода, поставляемый через перенаправленную газовую сеть, будет доступен для подавляющего большинства зданий в обозримом будущем».

Тем не менее, в отчете признается, что «кажется, есть более разумная логика, заключающаяся в том, что меньшее количество потребителей газа высокой интенсивности подключается к меньшей сети». К этим пользователям относятся газовые электростанции, тяжелая промышленность, требующая высокотемпературного тепла, авиация и дальние перевозки.

В исследовании не указывается, что при сгорании водород вступает в реакцию с азотом в воздухе с образованием оксидов азота, которые являются парниковыми газами.

* LETI — это базирующаяся в Великобритании добровольная сеть, состоящая из более чем 1000 разработчиков, инженеров, жилищных ассоциаций, архитекторов, проектировщиков, ученых, специалистов по устойчивому развитию, подрядчиков и управляющих объектами.

Водородный топливный элемент 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 для выработки электроэнергии 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, которыми мы отапливаем 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, стоимость которого обычно составляет около 3 пенсов за кВт · ч, для производства электроэнергии, которая обычно стоит около 14 пенсов за кВт · ч, является непростой задачей.
финансовое преимущество.

Однако, чтобы сделать технологию еще более привлекательной, правительство в настоящее время стимулирует производство электроэнергии, платя домовладельцам 14.52 пенса за киловатт-час произведенного, 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 кВтч 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 i.е. когда в сеть не подается солнечная или ветровая энергия, поэтому вы можете получить доступ к лучшим тарифам! -Связаться с нами
для получения дополнительной информации об этом.

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

Отопление водородом — Ассоциация топливных элементов и водородной энергетики

Водород также можно смешивать с текущим источником тепловой энергии, природным газом, для уменьшения количества сжигаемого ископаемого топлива и сокращения выбросов. Несмотря на то, что в настоящее время проводятся испытания и демонстрация смешения водорода, ожидается, что концентрация водорода до 20% от количества топлива для отопления не потребует замены или изменения существующей инфраструктуры или оборудования. Это может стать отличной отправной точкой для конверсии, в то время как штат или страна увеличивает свои мощности по производству водорода и обновляет свои трубопроводы и домашние системы

Хотя эти изменения могут показаться сложными, такие страны, как Великобритания, предпринимают активные шаги в направлении будущее водородного отопления.Премьер-министр Великобритании Борис Джонсон попытался стимулировать сектор отопления, построив к концу этого десятилетия один город, полностью отапливаемый водородом, в рамках своей «зеленой промышленной революции». Этот водородный город — пробный запуск для более широкого внедрения. Другой небольшой городок в Англии испытывает смесь водорода и природного газа для обогрева более 650 жилых и коммерческих объектов.

Важным ресурсом, которым Соединенные Штаты могут воспользоваться для капитального ремонта водородной экономики, является Дорожная карта к водородной экономике США , разработанная McKinsey и компанией в сотрудничестве с Ассоциацией топливных элементов и водородной энергетики и многочисленными компаниями, инвестировавшими в будущее водорода.В отчете говорится, что США должны начать смешивать водород с природным газом для отопления уже в 2026 году, при этом практически не потребуется модернизация устройств или оборудования. Большинство домов в Соединенных Штатах, которые используют природный газ для отопления, расположены на северо-востоке, где есть значительные возможности для расширения трубопроводов и сетей. Есть также многообещающая возможность установки топливных элементов в жилых и коммерческих зданиях для обеспечения возобновляемой энергии. С этими шагами по направлению к низкоуглеродным отопительным ресурсам, подробно описанным в отчете, Соединенные Штаты могут выйти на путь водородного будущего к 2050 году.

В мире водородного отопления есть чего ожидать. Поскольку такие страны, как Великобритания, делают серьезные шаги в направлении универсального углеродно-нейтрального отопления, остальной мир, вероятно, последует их примеру. Его рентабельность, нулевые выбросы возобновляемых источников и потенциальное использование существующей инфраструктуры делают водород главным кандидатом на замену природного газа. Хотя еще предстоит решить логистические проблемы, можно ожидать значительного прогресса по мере приближения мира к своим климатическим целям на 2050 год.

Проект обогрева домов с использованием возобновляемых источников водорода получил зеленый свет

Идея проекта в Шотландии заключается в использовании водорода для приготовления пищи и отопления.

Фотограф, Basak Gurbuz Derman | Момент | Getty Images

Достаточно взглянуть на постоянно увеличивающееся количество технологий в наших домах, чтобы понять, что здания, в которых мы живем, меняются.

От телевизоров с голосовым управлением до духовок, которыми можно управлять с помощью мобильного телефона, эти комплекты представляют собой кардинальные изменения в бытовой технике, обусловленные инновациями.

По мере роста озабоченности по поводу окружающей среды и изменения климата, способы обогрева наших домов также могут оказаться на пороге серьезных изменений, поскольку водород потенциально играет важную роль в некоторых частях мира.

В Великобритании, например, премьер-министр Борис Джонсон в прошлом месяце обнародовал подробности плана из 10 пунктов так называемой «зеленой промышленной революции».

Этот план включает в себя цель развития города, «полностью отапливаемого водородом» к концу этого десятилетия.

В понедельник идея отопления домов водородом получила еще один удар. Ofgem, регулирующий орган Великобритании в области энергетики, объявил, что выделит до 18 миллионов фунтов стерлингов (24,12 миллиона долларов) на финансирование шотландской схемы, основанной на использовании водорода для отопления домов.

Еще 6,9 миллиона фунтов стерлингов инвестиций в проект, известный как h200 Fife, поступят от правительства Шотландии.

В заявлении SGN, фирмы, ответственной за газовую сеть в Шотландии и на юге Англии, говорится, что начнутся работы по поставке того, что она описала как «100% водородная демонстрационная сеть… которая обеспечит безуглеродное отопление. и приготовление пищи примерно в 300 домах с конца 2022 года.«

Демонстрация, которую SGN называет« первой в мире », будет базироваться в Левенмуте, Файф, и будет использовать« зеленый водород », термин, который относится к водороду, производимому с использованием возобновляемых источников.

Для h200 Fife В соответствии с инициативой, морской ветер будет использоваться для питания электролизной установки, которая, в свою очередь, будет производить водород.

В заявлении, опубликованном в понедельник, министр энергетики Шотландии Пол Уилхаус назвал проект «важным шагом на пути к пониманию наших вариантов декарбонизации для нагревать.«Это будет, — добавил он, -« поставит специально созданную непрерывную водородную систему ».

Описанный Международным энергетическим агентством как« универсальный энергоноситель », водород имеет широкий спектр применений и может быть использован в различных секторах. например, промышленность и транспорт. Примеры его использования в последнем включают поезда, самолеты, автомобили и автобусы, работающие на водородных топливных элементах.

Вдали от Великобритании он рассматривается как решающий фактор в достижении цели Европейского Союза по декарбонизации. ЕС изложил планы по установке 40 гигаватт возобновляемых водородных электролизеров и производству до 10 миллионов метрических тонн возобновляемого водорода к 2030 году.

В настоящее время, однако, роль зеленого водорода в общем энергобалансе невелика, по данным Wood Mackenzie, на ее долю в 2020 году будет приходиться всего 0,1% мирового производства водорода.

Это также связано с большими затратами в производстве, хотя в отчете Wood Mackenzie, опубликованном в августе, говорится, что к 2040 году затраты могут упасть на 64%.

Водородные котлы: альтернатива центральному отоплению на газе?

Отопление наших домов природным газом не может продолжаться, если мы хотим снизить выбросы углерода в результате отопления домов.И здесь на помощь приходит водородный котел. Водород — это низкоуглеродная альтернатива природному газу, который можно доставлять на объекты через существующую газовую сеть.

ВАЖНО: Купить или установить водородный котел пока нет. Однако такие производители, как Baxi и Worcester Bosch, разработали рабочие прототипы.

Получите БЕСПЛАТНУЮ котировку котла

Если пришло время заменить текущий бойлер, воспользуйтесь нашим бесплатным сервисом, чтобы получить расценки прямо сейчас

Зачем нужна альтернатива газу?

Ископаемое топливо не только заканчивается, но и при его продолжающемся использовании выделяются парниковые газы, такие как углерод, в атмосферу.Эти газы не могут покинуть нашу атмосферу, вызывая повышение температуры по всему миру, что меняет наш климат.

В рамках глобальной климатической чрезвычайной ситуации правительство Великобритании работает над сокращением выбросов углерода в стране. В частности, правительство Великобритании приняло закон, согласно которому к 2050 году выбросы углерода в нашей стране будут нулевыми.

На отопление приходится около трети общих выбросов углерода в Великобритании. Таким образом, поиск альтернативного топлива и технологий значительно сократит наш углеродный след.

Правительство Великобритании уже приняло меры по повышению энергоэффективности газовых котлов и поэтапному отказу от использования масляных котлов. Плюс с 2025 года газовые котлы не будут устанавливаться в новостройки.

Однако в настоящее время 8/10 домов в Великобритании используют газовые котлы в качестве топлива для центрального отопления. И хотя возобновляемые системы отопления, такие как тепловые насосы и солнечные батареи, не выделяют углерод в атмосферу, замена всех газовых котлов на возобновляемые источники энергии была бы дорогостоящей и непрактичной.

Итак, вместо замены систем отопления лучшим решением было бы сделать топливо низкоуглеродистым. Водород — это низкоуглеродная альтернатива природному газу, которая может обеспечивать отопление и горячую воду в домах с помощью бойлера.

Что такое водородный котел?

Водородный котел будет работать аналогично существующим газовым котлам. Ключевое отличие состоит в том, что он может обогревать дом не только природным газом, но и чистым водородом.

Водородные котлы устанавливаются так же, как и газовые, и выглядят очень похоже.Они будут подключены к газовой сети, а топливо будет доставляться к блоку по мере необходимости в отоплении и горячей воде.

Многие внутренние части тоже будут идентичны. Только несколько компонентов, таких как датчик пламени и горелка, потребуется заменить, чтобы они соответствовали водороду.

Если газовая сеть будет переведена на 100% поставку водорода, инженеры, зарегистрированные в Gas Safe, будут обучены их установке. Таким же образом их обучают установке котлов, работающих на сжиженном нефтяном газе, а также на природном газе.

А как насчет водородных котлов на топливных элементах?

Водород — хорошо известный источник топлива, который уже используется в водородных топливных элементах. Водородный топливный элемент расщепляет водород на различные части для выработки электроэнергии. Побочным продуктом этого процесса также является тепло, которое можно использовать для обогрева дома.

Хотя технология водородных топливных элементов существует, существует несколько вариантов ее установки. Один из немногих вариантов в Великобритании был разработан ведущим производителем котлов Viessmann.

Viessmann Vitovalor — это система микро-ТЭЦ (комбинированного производства тепла и электроэнергии), которая может помочь снизить ваши счета за электроэнергию и отопление. Однако он значительно дороже газового котла и может стоить от 10 000 до 15 000 фунтов стерлингов, включая установку.

Можно ли купить водородные котлы?

Купить водородный котел пока невозможно, но все современные котлы способны работать с определенным уровнем водорода. Хотя они могут быть недоступны для покупки, некоторые производители котлов разрабатывают прототипы водородных котлов.Сюда входят Baxi и Worcester Bosch, которые также призывают к тому, чтобы все новые котлы, установленные с 2025 года, были готовы к работе с водородом.

Водородный котел сможет отапливать дом на природном газе. Затем, если будет произведен переход на водород, он может продолжать работать на 100% водороде после короткого визита инженера-теплотехника.

В то время как существующие газовые котлы не работают на 100% водороде, большинство из них будут работать на водородной смеси.

Что такое водородная смесь?

Водородная смесь — это когда водород добавляется к текущей подаче газа.Значит, это будет смесь природного газа и водорода. Уровень водорода в газе должен быть не более 20%. Итак, 20:80 в пользу природного газа.

Преимущества водородных котлов

Водород дает ответы на многие вопросы в поисках низкоуглеродной альтернативы ископаемому топливу.

Привычные системы отопления

Перевод газовой сети на водород позволит домовладельцам и дальше отапливать свои дома с помощью котла. В то же время снижение выбросов углекислого газа.Альтернативой может быть установка возобновляемой системы отопления — технология, незнакомая большинству людей.

Более экологично, чем природный газ

Когда наши котлы сжигают ископаемое топливо, в атмосферу выбрасывается углерод, который наносит ущерб нашей планете. Когда водород сжигается, он производит только воду и тепло без углерода. Даже если бы мы использовали комбинацию природного газа и водорода, мы могли бы значительно сократить выбросы углерода.

Нет необходимости в замене инфраструктуры

Водородная сеть может использовать те же трубопроводы, арматуру и котлы, что и природный газ, поэтому будет очень мало необходимости инвестировать в изменение инфраструктуры.Даже если бы переключение произошло сегодня, многие котлы могли бы продолжать работать, а домовладельцы могли бы избежать затрат, связанных с заменой системы отопления.

Высокоэффективное топливо

Водород содержит много энергии, поскольку 1 кг водорода содержит такое же количество энергии, как 2,8 кг бензина.

Недостатки водорода

Несмотря на все преимущества водорода, есть несколько проблем, которые необходимо решить, прежде чем переход на водородную сеть станет возможным.

Производство водорода дорогое (на данный момент)

Производство водорода в больших количествах для удовлетворения спроса в настоящее время обходится недешево. Водород можно производить либо путем электролиза, то есть с использованием электричества для разделения воды на кислород и водород, либо путем парового риформинга метана (STR).

При производстве водорода может выделяться углерод, если он не улавливается

Хотя водород не выделяет углерод при использовании в котле, производство водорода может выделять углерод. Для решения этой проблемы необходимо разработать методы производства с низким содержанием углерода.Например, для электролиза необходимо использовать возобновляемую электроэнергию от ветряных или солнечных ферм, а не электричество, произведенное путем сжигания ископаемого топлива.

SMR включает нагрев метана в природном газе с паром и катализатором, но при этом образуется не только водород, но и углерод. Чтобы сделать этот метод низкоуглеродистым, необходимо использовать системы улавливания углерода (CSS), чтобы предотвратить утечку углерода в атмосферу.

Сравните преимущества и недостатки водорода.

Когда появятся водородные котлы?

Самая ранняя возможная дата добавления водорода в газовую сеть — 2026 год — узнайте больше, посмотрев на временную шкалу водорода.Правительство стремится к тому, чтобы к 2050 году около 20-35% потребляемой энергии в Великобритании приходилось на водород. Однако решение о том, будет ли водород использоваться для отопления домов, еще не принято.

Правительство работает с отопительной отраслью над исследованием и испытанием водорода в качестве топлива для отопления, а также возможных методов производства водорода. Эти проекты включают:

HyDeploy

В рамках проекта HyDeploy, осуществляемого в Университете Кил, Стаффордшир, проверяется жизнеспособность использования смеси водорода и природного газа 20:80 в национальной энергосистеме.При смеси 20:80 не потребуется никаких изменений в большинстве котлов в Великобритании или в процессе установки. Текущая цель состоит в том, чтобы к 2025 году перейти на смесь водорода с природным газом 20:80.

Интересно, что конденсационные газовые котлы cano, выпущенные после 1996 года, работают на газе, содержащем до 23% водорода. Это означает, что пока у вас есть современный газовый котел, вы должны быть готовы к первой фазе водородной сети.

По состоянию на июль 2020 года результаты этого проекта находятся на рассмотрении Управления по охране труда и технике безопасности (HSE) с надеждой начать публичные испытания в конце 2020 года.

Hy4Heat

Проект Hy4Heat исследует и тестирует возможность 100% водородной сети.

По состоянию на июль 2020 года проект дает очень положительные результаты. Приборы, используемые в водородной сети, будут очень похожи на природный газ, но безопасность является основным направлением проекта. Использование природного газа может быть небезопасным без надлежащих мер, и то же самое можно сказать о водороде. Это другой тип газа, поэтому установщикам потребуется обучение, чтобы убедиться, что они могут безопасно работать с водородом.Однако исследования по этому поводу все еще продолжаются.

У нас уже есть водородные автомобили, и в прошлом в газовой сети использовалась смесь 50% водорода. Если / когда водородная сеть будет готова, большинство современных котлов можно будет относительно просто модифицировать для работы со 100% водородом. Это означает, что домовладельцы не столкнутся со значительными расходами или неудобствами. Кроме того, установщикам потребуется лишь небольшое дополнительное обучение.

Программа поставок водорода

По всему миру существуют проекты, пытающиеся найти эффективный способ производства низкоуглеродного водорода.Правительство Великобритании инвестировало 20 миллионов фунтов стерлингов в Программу поставок водорода, чтобы выяснить, насколько жизнеспособной будет водородная сеть. Это включает в себя проект HyDeploy в Кильском университете. В рамках проекта проводятся испытания использования 20% водорода и 80% природного газа в частной газовой сети без замены трубопроводов или котлов.

Сколько будет стоить водородный котел?

Пока неизвестно, сколько будут стоить водородные котлы. Однако ведущие производители котлов Baxi, Ideal, Vaillant и Worcester Bosch пообещали, что они будут стоить не дороже, чем эквивалентный газовый котел.

Таким образом, водородный котел может стоить от 500 до 3000 фунтов стерлингов до установки.

Цены на котел варьируются в зависимости от производителя, модели и типа котла. Типы котлов включают комби (самые популярные), обычные и системные. Ваша существующая система отопления, тип недвижимости и потребность в отоплении и горячей воде будут определять наиболее подходящий бойлер для вашего дома.

Наш справочник по ценам на новые котлы и стоимости замены дает исчерпывающее представление о том, сколько будет стоить новый котел.

Сделайте отопление дома более эффективным сегодня

Если вам необходимо заменить котел, большинство современных конденсационных газовых котлов могут работать с предложенной подачей 20% водорода.

Водородные котлы

еще не готовы к установке в домах, но это не значит, что вам нужно ждать, чтобы сделать ваш дом более эффективным. Это потому, что современные конденсационные газовые котлы очень эффективны и могут сделать ваш дом более комфортным. Мало того, вы также сократите выбросы углерода и, возможно, ваши счета за отопление.

В качестве альтернативы вы можете обратиться к низкоуглеродной системе отопления, такой как тепловой насос, солнечная энергия или котел на биомассе. Все эти системы отопления работают на возобновляемых источниках энергии и не выделяют углерод в атмосферу.

Вы можете получить бесплатные расценки на установку новой системы отопления прямо здесь, в Справочнике по котлам. Просто заполните нашу онлайн-форму, и мы подберем вам специалистов по установке в вашем регионе. Каждый из них предоставит вам бесплатное ценовое предложение, которое вы сможете сравнить и быть уверенным, что получаете наиболее конкурентоспособную цену.

Об авторе

Том

Том имеет большой опыт и знания в области возобновляемых и экологически чистых систем отопления. Он также тратит время на изучение того, как может выглядеть будущее домашнего отопления. Если вам нужен совет по экономии энергии и сокращению выбросов углекислого газа, у Тома есть ответы.

Водород для отопления? Варианты декарбонизации домашних хозяйств в Европейском Союзе в 2050 г.

В этом исследовании сравнивается стоимость нескольких технологий отопления жилых помещений с низким уровнем выбросов парниковых газов (ПГ) или парниковых газов без выбросов парниковых газов в 2050 году: (1) водородные котлы, (2) водородные топливные элементы со вспомогательным водородным котлом для холодов, (3) тепловыми насосами с воздушным источником, использующими возобновляемую электроэнергию, и (4) тепловыми насосами с вспомогательным водородным котлом для холодов.Оценка включает низкоуглеродистый водород в результате парового риформинга метана (SMR) с использованием природного газа в сочетании с улавливанием и хранением углерода (CCS) или SMR + CCS, а также водород с нулевым содержанием углерода, произведенный из возобновляемой электроэнергии с использованием электролиза.

Анализ показывает, что воздушные тепловые насосы являются наиболее рентабельной технологией отопления жилых помещений в 2050 году и их стоимость как минимум на 50% ниже, чем у технологий, использующих только водород. В результате анализа чувствительности мы обнаруживаем, что даже если бы стоимость природного газа была на 50% ниже или цены на возобновляемую электроэнергию были бы на 50% выше в 2050 году по сравнению с нашими основными предположениями, тепловые насосы все равно были бы более рентабельными, чем водородные котлы или топливные элементы.Возобновляемый электролизный водород может быть конкурентоспособным по стоимости с водородом SMR + CCS в 2050 году, хотя сегодня электролизный водород не производится в больших масштабах. В то же время меры по повышению энергоэффективности для снижения спроса на тепло были бы более рентабельной стратегией для достижения сокращения выбросов парниковых газов, чем любой из способов отопления с низким уровнем выбросов парниковых газов, которые мы оцениваем в этом исследовании.

Анализ показывает, что все пути, использующие возобновляемую электроэнергию, имеют почти нулевую интенсивность парниковых газов, в то время как водород SMR + CCS может снизить выбросы парниковых газов на 69% –93% по сравнению с природным газом, если в будущем будут внесены усовершенствования для снижения интенсивности парниковых газов. этот путь.Количественная оценка воздействия парниковых газов и рентабельности различных путей отопления актуальна для европейских политиков, которые принимают решения о том, как обезуглерожить здания и уменьшить энергетическую бедность в соответствии с обязательствами, взятыми в рамках Инициативы Renovation Wave.

Правительственный министр поставил под сомнение жизнеспособность водородного отопления

Министр правительства поставил под сомнение жизнеспособность водородного отопления в наших домах, поскольку правительство готовит крупные испытания водорода в течение следующего десятилетия.

Лорд Мартин Калланан, младший министр Министерства бизнеса, энергетики и промышленной стратегии (BEIS) и самопровозглашенный «водородный скептик», считает, что использование водорода для замены природного газа в качестве зеленой альтернативы в котлах «практически невозможно. «.

Тем не менее, правительство обещало в своей Водородной стратегии, что водород будет обеспечивать электроэнергией до трех миллионов домов к 2030 году, и работает над пробным обогревом деревни водородом в 2025 году, а испытание в масштабе города запланировано на 2030 год.

Лорд Калланан сказал: «Если честно, идея о том, что мы могли бы производить достаточно водорода по разумной цене, чтобы заменить магистральный газ, практически невозможна.

«Но официальная политика такова, что мы посмотрим, как будет развиваться рынок, и в середине этого десятилетия определим, будет ли он играть значительную роль в доме».

Почему разрабатывается водородное отопление?

В Великобритании правительство и эксперты по энергетике в Великобритании лучше всего оценивают, как отапливать существующие дома, снижая выбросы углерода от котлов, работающих на природном газе, и тепловые насосы и водородные котлы могут сыграть ключевую роль.

В настоящее время около 85% домов в Великобритании отапливаются загрязняющим природным газом, и эксперты считают, что водородная технология играет ключевую роль в достижении Великобритании чистых нулевых значений к 2050 году. Это связано с тем, что основной побочный продукт горения водородный газ — вода.

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

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

Готовое решение

Одно из ключевых преимуществ перехода на водород с газа состоит в том, 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 водогрейные котлы , такие как газовый конденсационный котел Viessmann Vitodens 100-W, способный 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.

Водородные котлы пока недоступны в Великобритании. Но широко ожидается, что с 2025 года в новых домах в Великобритании не будут устанавливаться новые котлы, работающие на природном газе, что будет подтверждено в предстоящей Стратегии по отоплению и строительству, в то время как министры, как сообщается, рассматривают крайнюю дату 2035 года для установки котлов на природном газе. в существующих домах.

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

Как подтверждено в Водородной стратегии, правительство намерено провести в конце этого года консультации по поводу включения или требования, чтобы новые газовые котлы были легко преобразованы для использования водорода к 2026 году.

(Изображение предоставлено Getty Images)

Водородное отопление пользуется государственной поддержкой

В правительственном плане из 10 пунктов, опубликованном в ноябре в рамках правительственной Зеленой промышленной революции, было обещано к 2030 году построить первый город, полностью работающий на водороде, с указанием основных вех: начиная с водородный район в 2023 году, переезд в водородную деревню к 2025 году.

Деревня, которая пока не называется, будет испытывать водород в своих трубах путем преобразования местной электросети и замены котлов, счетчиков и плит.

Правительство также инвестировало 25 миллионов фунтов стерлингов в программу Hy4Heat, пилотную схему в Шотландии для обогрева 300 домов 100% водородом через существующую газовую сеть, которая должна состояться в 2023 году. Водородная стратегия была посвящена отоплению дома, она заложила основу для обеспечения того, чтобы к 2035 году до 35% потребления энергии в Великобритании приходилось на водород.

Как водородное отопление будет работать в наших домах?

По словам Ремеха, части BDR Thermea Group в Нидерландах, будущее водородного отопления в домах, скорее всего, будет связано с комбинацией теплового насоса и водородного котла.

Нидерланды являются лидерами в развитии водородного отопления, которое имеет огромную и всеобъемлющую систему распределения природного газа в Нидерландах и находится в процессе перехода от природного газа к нулевому выбросу углерода: электричеством, водородом или биогазом.

Ремеха говорит, что сложность каждого из двух вариантов низкоуглеродного отопления означает, что их комбинация будет наиболее вероятным способом эффективного обогрева наших домов.

Рик Брюинз, менеджер по развитию бизнеса в Remeha, сказал Homebuilding & Renovating, что небольшой тепловой насос будет эффективен для борьбы с внешними температурами до 0ºC, а затем, когда он начнет замерзать, водородный котел начнет нагревать дом.

«Установка теплового насоса с мощностью, достаточной для обогрева дома с температурой -10ºC, очень дорога, но водород также стоит дорого, поэтому их сочетание будет экономически эффективным решением», — сказал Брюинз.

По оценкам голландского правительства и местных поставщиков энергии, водородные котлы будут обогревать дома в Нидерландах в течение 15 лет.

Водородный котел Baxi Heating проходит несколько испытаний в Великобритании. (Изображение предоставлено Baxi)

Но водородное отопление сталкивается с препятствиями

Затраты

Одна из основных критических замечаний по поводу водородного отопления заключается в том, 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 разделения 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.

Однако в июле большая четверка производителей котельной промышленности подтвердила, что водородный котел будет стоить не больше, чем его эквивалент на природном газе.Baxi, Worcester Bosch, Vaillant и Ideal подтвердили, что будет введено новое ценовое обещание, которое может сэкономить домовладельцам 2,3 миллиарда фунтов стерлингов. По оценкам

Boiler Guide цены будут аналогичны ценам на газовые котлы — где-то от 400 до 3000 фунтов стерлингов без учета стоимости установки.

Ранее в этом году министерство энергетики объявило о выделении 60 миллионов фунтов стерлингов для увеличения масштабов разработки низкоуглеродного водорода в Великобритании. Финансирование будет использовано для снижения затрат на производство водорода и помощи в поиске и расширении более эффективных решений для производства чистого водорода из воды с использованием электричества.

Безопасность

Ранее в этом месяце правительству пришлось повторить, что водородное отопление будет безопасным после того, как исследование Arup показало, что водородные котлы могут вызвать в четыре раза больше взрывов , чем котлы, работающие на природном газе.

Исследование также показало, что это можно исправить, установив два клапана избыточного потока, чтобы легко регулировать поток водорода по трубам.

Мартин Бриджес из Worcester Bosch сказал об исследовании: «Заголовок должен был быть таким, что водородные котлы спасут жизни, потому что из водорода не образуется окись углерода, которая является самой большой опасностью при сжигании газа.Мы уверены, что водород безопаснее природного газа ».

Какие испытания продолжаются?

Low Thornley, Gateshead

Первые дома в Великобритании, полностью работающие на водородном топливе, официально открыты для публичной демонстрации в июле. Два двухквартирных дома, расположенные на инновационной площадке компании Northern Gas Networks в Лоу-Торнли, Гейтсхед, полностью оснащены водородными котлами, разработанными Baxi Heating и Worcester Bosch.

Все приборы, включая варочные панели, плиты и камин, работают на водороде, и они будут чередоваться, чтобы разные производители могли продемонстрировать свои инновации и получить отзывы потребителей.

Дома теперь будут доступны для посещения школами, колледжами и университетами, чтобы повысить осведомленность об энергоэффективности в домах.

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 проведено 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.

Прототип водородного котла Worcester Bosch. (Изображение предоставлено Worcester Bosch)

Файф, Шотландия

Оператор сети Fas SGN представил в начале этого года планы на h200, первую в мире бытовую водородную отопительную сеть.Ожидается, что первые дома в мире, использующие зеленый водород через местную газовую сеть, в Файфе, Шотландия, получат водород в начале 2023 года.

Keele University

В 2020 году, в ходе первого пилотного испытания HyDeploy, 20 % водорода закачивалось и смешивалось с существующей частной газовой сетью Кильского университета, которая снабжает 30 факультетских зданий и 100 жилых домов.

В сентябре опубликованные результаты показали, что водородная смесь не оказывает вредного воздействия на пользователей и может снизить выбросы углерода.

В газовую сеть было подмешано в общей сложности 42 000 кубометров водорода, что, как сообщается, привело к тому, что 27 тонн углекислого газа не попали в атмосферу.

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, и 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 HyDeploy в Гейтсхеде 670 домов станут одними из первых в Великобритании, где будут проведены испытания природного газа, смешанного с водородом. Проект начался в начале 2021 года и, как ожидается, завершится в конце этого года.

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.

.