Водородная печь для отопления: Страница не найдена — Всё об обогревателях | Сруб Всем! — Строительство деревянных домов из бревна, бруса и бревен

Содержание

Водородный котел для отопления частного дома

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

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

Подробнее о перспективах применения водородных котлов

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

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

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

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

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

Чтобы обосновать причину экономии отопления водородным котлом, ссылаются:

На показатели теплоты сгорания, поскольку водород действительно сгорает с трехкратной теплоотдачей сравнительно с природным газом.
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.
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.

Водородный котел отопления, построение устройства в частном доме своими руками

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

Уникальные особенности котлов на водороде

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

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

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

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

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

Основные нюансы водородных котлов

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

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

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

Плюсы обогрева водородом

Котел, работающий на водороде, востребован по многим причинам:

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

Требования безопасности к водородному отоплению ниже, чем к установкам, работающим на основе газа.

Недостатки водородных котлов

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

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

Самостоятельное сооружение

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

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

Как устроен самодельный котел отопления на водороде?

Система водородного обогрева состоит из генератора, горелки и котла.

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

Теплообменник.

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

Принцип действия котла

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

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

Монтаж водородного котла

Для монтажа конструкции следует приобрести такие комплектующие:

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

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

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

Оправдана ли самостоятельная сборка водородного котла?

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

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

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:

Нет огня. Тепловая энергия вырабатывается в процессе протекания химической реакции, где не требуется горения любого вида топлива.
Постоянство температурных показателей. Теплоноситель поддерживается в нагретом до +40 С состоянии на всем протяжении времени, пока котел запущен в эксплуатацию.
Универсальность применения. Нет никаких ограничений для формирования системы в любых строениях.
Практичность. Невысокая температура теплоносителя гарантирует отсутствие ожогов, а смонтировать схему отопления сможет домашний мастер с минимальными навыками владения инструментом.
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

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.

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.
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
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.
Электрические провода для подключения. Достаточно будет проводников сечением 2 кв. мм.
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
Шланги и фитинги. Для подключения генератора HHO понадобятся прозрачная пластиковая трубка, подводящий и отводящий фитинг и хомуты.
Гайки, болты и шпильки. Они понадобятся для крепления частей электролизёра между собой.
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.
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

Отопление водородом дома, делаем своими руками

Содержание:

1. Что такое водород и как он используется
2. Водородное отопление
3. Преимущества отопления водородом

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, разработав водородный генератор для отопления частного дома. 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 (прочитайте: «Альтернативное отопление частного дома — выбор достаточно большой»).

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:

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.
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.
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.
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.

Водородные генераторы — технические характеристики и изготовление своими руками

Науке известно всего одно абсолютно чистое топливо – это водород, которые используется в космической промышленности. В процессе горения водорода образуются соединения с кислородом, то есть вода. Запасы этого топлива неисчерпаемы, т. к. оно наравне с гелием является основным «стройматериалом» во Вселенной.

Сегодня мы расскажем про водородные генераторы, обретающие в последнее время все большую популярность благодаря доступной стоимости и экологичности.

Водородные генераторы своими руками

Содержание статьи:

Отличительные особенности водородного отопления

Данный тип отопления основывается на выработке огромного количества тепловой энергии в результате контакта молекул кислорода и водорода. Что характерно, единственным побочным продуктом в этом случае является дистиллированная вода. И чтобы реализовать этот принцип на практике, проводилось множество разработок по созданию водородного отопительного котла (речь идет о промышленных моделях).

Такие приборы отличались габаритностью и, следовательно, для установки требовалось много места. Да и КПД таких котлов был не самым высоким – порядка 80 процентов. Но с тех пор прибор много раз усовершенствовался и в результате мы получили котел для домашнего отопления, работающий по этому принципу. Для нормальной его работы необходимо соблюдать всего несколько важных условий.

Парогенератор — как сделать самостоятельно

Советуем посмотреть нашу инструкцию о том как своими силами сделать парогенератор для бани. Все подробности тут

Наличие постоянного электропитания. В основе генераторов лежит реакция электролиза, которая, как известно, без электричества невозможна.
Постоянное подключение к источнику воды. Зачастую для этого используется водопровод, хотя конкретный расход прибора зависит, конечно же, от его мощности.
Катализатор нуждается в регулярной замене. Частота этой замены зависит, как и предыдущий показатель, от мощности, а также от особенностей конкретной модели.

И если сравнивать водородное оборудование, к примеру, с газовым, то оно менее требовательное в плане безопасности. А все дело в том, что реакции образуются и проистекают исключительно внутри генератора. От человека же, как от пользователя, нужен лишь визуальный контроль над основными показателями.

Устройство водородного генератора

А теперь ознакомимся более детально с водородным вариантом обогрева дома. И суть его, как уже отмечалось, в том, чтобы вырабатывать Н2О, этот вариант вполне заслуживает, чтобы его считали альтернативой природному газу. Что характерно, среднестатистическая температура горения в данном случае может достигать 3-х тысяч градусов, поэтому потребуется использование специальной водородной горелки в отопительной системе. Объясняется это тем, что лишь такая горелка способна выдерживать столь значительный нагрев.

Есть несколько компонентов, из которых состоит отопление водородного типа, ознакомимся с ними.

Упомянутая выше горелка. Она необходима для одной простой цели – создавать открытое пламя.
Водородный генератор – он будет обрабатывать смесь посредством разложения воды на молекулярные составляющие. И для того чтобы оптимизировать химическую реакцию, можно использовать в ее процессе катализаторы.
Собственно, котел. Здесь он служит в роли своего рода теплообменника. Саму горелку устанавливают в топочную камеру, благодаря чему носитель тепла в системе и прогревается до требуемой температуры.

Обратите внимание! Тем, кто запланировали изготовить водородные генераторы, напоминаем, что для этого им придется усовершенствовать уже наличествующее оборудование по схеме, указанной ранее. Но зато такое самодельное оборудование более экономично, чем его «магазинные аналоги», купленные за большие деньги.

Сильные стороны водородного отопления

Положительные качества, которыми обладает отопление с помощью водорода, многочисленны. Именно этим и объясняется столь значительная популярность системы.

Отличный КПД, коим она характеризуется, может достигать 96 процентов.
Экологичность. Объясняется это тем, что единственным побочным продуктом, отходами, если можно так выразиться, является чистая вода, производимая в газообразном состоянии. А водяной пар, как известно, не оказывает негативного влияния на окружающую среду.
Для функционирования в системе водорода никакое пламя не требуется. Тепловая энергия появляется вследствие каталитических химических реакций. Соединяясь с воздухом, водород образуется воду, что сопровождается появлением большого количества энергии. Поток тепла (а его температура достигает 40 градусов) подается в теплообменник. Вполне очевидно, что это наиболее оптимальный вариант для системы «теплого пола».

Слабые стороны

Ознакомившись с достоинствами, приступаем к недостаткам водородного отопления.

Невзирая на то, что в более продвинутых странах такой способ отопления крайне популярен, в нашей стране ему пока что не уделяют нужного внимания. Именно поэтому приобретение и монтаж данного оборудования столь проблематичен и сопряжен с рядом трудностей.
Средняя комнатная температура приводит к тому, что водород приобретает газообразное состояние. Более того, это вещество взрывоопасно, в связи с чем транспортировать его, особенно на большие расстояния, очень сложно.
Баллоны, содержащие водород, должны сертифицироваться соответствующими специалистами, на обучение которых требуется достаточно много времени.

Вихревой теплогенератор

Советуем вам посмотреть одну из наших статей, о том из чего состоит вихревой теплогенератор и как сделать его самостоятельно Все подробности тут

Как установить водородный котел?

На данный момент многие предпочитают самостоятельно производить водородные генераторы для своих отопительных систем. И в этом нет ничего удивительного, ведь «магазинные» аналоги не только очень дорого стоят, но и обладают не слишком высоким КПД. А вот если этот прибор сделать своими руками, то эффективность его будет на порядок выше.

Существует несколько вариантов того, как собрать генератор, работающий на водороде. Но в любом случае для его изготовления в домашних условиях потребуются следующие расходные материалы.

12-вольтный источник энергии.
Несколько трубок, выполненных из нержавеющей стали и имеющих различный диаметр.
Резервуар, в котором будет расположена конструкция.
ШИМ-регулятор. Важно, чтобы его мощность составляла как минимум 30 ампер.

Это основные комплектующие, из которых обычно состоят самодельные водородные генераторы. Кроме того, не забывайте о резервуаре под дистиллированную воду – его наличие также обязательно. Воду необходимо подавать в герметичную конструкцию с находящимся внутри диалектиком. В этой же конструкции будет располагаться комплект, сделанный из пластин «нержавейки», примыкающих одна к другой посредством изоляционного материала. Важно, чтобы 12-вольтное напряжение подавалось именно на эти пластины. Если все будет сделано правильно, то при подаче напряжения вода распадется на 2 газообразные элемента.

Обратите внимание! Более эффективной в этом плане является использование постоянного тока (он обязан иметь конкретную частоту), производимого генератором типа ШИМ. В таком случае импульсный ток (либо же переменный) будет заменен постоянным. В результате этого эффективность оборудования существенно повысится.

Какую воду использовать – дистиллированную или из-под крана?

Здесь ничего сложного нет. Водопроводная жидкость может использоваться, но лишь в том случае, если в ней нет примесей тяжелых металлов. Но чтобы оборудование работало более эффективно, лучше использовать все же дистиллированную воду, добавляя в нее небольшое количество гидроксида натрия. Соотношение в данном случае должно быть следующим: по столовой ложке гидроксида на каждые десять литров воды.

Какой именно металл следует использовать?

Этот вопрос спорный. Так, во многих – в том числе весьма авторитетных – источниках говорится, что для водородного отопления необходимо использовать лишь редкие металлы. В действительности это не совсем верно, так как вполне можно использовать и нержавеющую сталь, о чем мы уже говорили выше. Хотя в идеале это должна быть ферримагнитная сталь. Отличается она тем, что не притягивает к себе частички не нужного мусора. Также отметим, что при выборе металла ориентироваться лучше все же на «нержавейку», которая не подвержена процессу окисления.

Как видим, соорудить водородный котел не так сложно, как кажется. Необходимо лишь правильно подобрать расходные материалы и тщательным образом изучить схему отопительной системы такого типа. Установив все необходимое оборудование, произведите проверку, дабы убедиться в том, что оно действительно качественное и достаточно эффективное.

Видео – Изготовление водородного генератора

О законе сохранения энергии

Этот закон гласит, что все в мире взаимосвязано: если где-то убыло, то куда-то обязательно прибудет. И чтобы посредством электролиза можно было получить газ, определенное количество электрической энергии затратить все же придется. А энергия, как известно, получается преимущественно в результате создания тепла при сгорании иных типов топлива. И пусть даже мы возьмем чистую энергию, необходимую для генерирования электричества, и ту, что дает водород после сгорания, то потери будут двукратными (как минимум!) даже на самом современном оборудовании. Выходит, 1/2 средств просто выбрасывается на ветер. Более того, это лишь расходы, связанные с эксплуатацией, а стоимость оборудования, которое, как отмечалось, недешевое, не учитывается. Вспомним хотя бы водородные генераторы.

Если верить исследованиям, проведенным в Америке, то цена одного килограмма водорода (вернее, расходы на его создание) равна:

6,5 доллара при использовании промышленной электрической сети;
9 долларов при эксплуатации ветряных генераторов;
20 долларов в случае применения солярных приборов;
2,2 доллара при использовании твердого топлива;
5,5 доллара, если вещество производится из биомассы;
2,3 доллара, если речь идет об электролизе при высокой температуре, осуществляемом на атомной станции (самый дешевый способ, но самый далекий от обычного бытового применения).

Обратите внимание! Даже самый продвинутый генератор бытового типа будет значительно уступать по всем параметрам аналогичному промышленному прибору. Поэтому, ввиду описанных цен, говорить о том, что водород может составить серьезную конкуренцию природному газу, нельзя. То же относится и к электроэнергии, дизелю и даже тепловым насосам.

Перспективы энергетики с использованием водорода

А теперь попытаемся выяснить, действительно ли существуют шансы снизить себестоимость чистого водорода. Сразу оговоримся, что все шансы для этого есть. Прежде всего, сюда относится технология получения не дорогостоящей электроэнергии с применением возобновляемых ее источников. Кроме того, в процессе катализации могут использоваться более дешевые химические катализаторы. К слову, такие уже давно существуют и используются в водородных ячейках для топлива (речь идет об автомобилях). Хотя здесь, опять же, мы натолкнулись на их чересчур высокую стоимость.

Но технологии все время совершенствуются, наука не стоит на месте. В один прекрасный момент нефть все же закончится, а людям придется переходить на какой-то другой, альтернативный энергетический источник. Но на данный момент и, пожалуй, на ближайшие десятилетия можно говорить с уверенностью: энергетика с использованием водорода сама по себе пока что убыточна. К исключениям относятся лишь те случаи, когда водород является побочным продуктом каких-либо других процессов технического плана. Конечно, возможны и различные программы по поддержке и развитию водородной энергетики, но для этого требуется помощь крупных корпораций и, разумеется, государства.

В качестве заключения

Трудно сказать, какая энергетика станет в будущем основной – водородная, ядерный синтез, применение гравитации и проч. Но специалисты уверяют, что первые электролизные реакторы, способные составить конкуренцию современным атомным, появятся как минимум через двадцать-тридцать лет. Некоторые вообще скептически настроены по этому поводу. Но реальные профессионалы верят, что водородные генераторы станут вскоре предметом высоких технологий, а не самоделкой из подручных средств, которую мы описали выше. На этом все, теплых вам зим!

Водородный котел отопления для дома своими руками

Водородный котёл представляет собой инновационное научное решение, благодаря которому можно отапливать объекты с минимальными финансовыми затратами и высокой эффективностью. Он не нуждается в обслуживании и надёжен в эксплуатации, но имеет сложную конструкцию и предъявляет высокие требования к качеству применяемых комплектующих. Возможно ли сделать своими руками котёл отопления на водородном топливе?

Свойства водорода как топлива

Водород является самым лёгким газом без цвета и запаха, который находится на десятом месте по распространённости химическим элементом на планете. Он не токсичен и даже при протекании реакции горения не выделяет вредных веществ.

В качестве топлива водород использовать выгодно по следующим причинам:

высокая отдача тепла (более 121 МДж/кг) за счёт достижения при горении температуры +6000⁰С;
возможность снижения температуры горения до +300⁰С, при условии использования катализаторов;
безопасность при утечках за счёт быстрого улетучивания в атмосферу, так как его вес легче воздуха в 14 раз;
возможность добычи топлива в любой точке планеты;
неприхотливость к типу используемого котла.

Устройство водородного котла

Водородный котёл отопления состоит из следующих конструктивных элементов:

теплообменника;
камеры сгорания топлива;
электролизера;
ёмкости для выработки водорода, в которую помещён электролит;
двухступенчатого блока защиты, предотвращающего протекание цепной реакции.

Устройство водородного котла

Принцип работы

Работа котла на водородном топливе реализуется следующим образом:

В электролизере, после поступления электролитического раствора и пропускания через два погружённых электрода электрического тока, начинается выработка газа H₂ и O₂, а также водяного пара.
Газовая смесь поступает в химический сепаратор, в котором происходит отделение водорода из общего объёма. При этом очищенный газ через специальный клапан отводится в следующий узел установки без возможности обратного хода. Такое конструктивное решение позволяет исключить взрыв при контакте водорода с воздушной смесью.
Через защитный блок очищенный газ поступает в камеру сгорания, в которой расположен теплообменник. В ходе химической реакции водорода с кислородом в присутствии катализатора происходит нагрев теплообменника, в котором находится теплоноситель, используемый в отопительной системе объекта.
Отработанный после химической реакции газ снова поступает в камеру с электролитическим раствором.

Регулировка мощности нагрева осуществляется за счёт наличия в системе нескольких специальных каналов с катализатором, которые в процессе работы котла могут участвовать в химической реакции или быть исключены из неё.

Критерии выбора модели

Водородный котёл для дома необходимо подбирать с учётом следующих критериев:

мощность нагрева должна соответствовать требованиям используемой отопительной системе и теплоносителя, а также учитывать площадь отапливаемых помещений;
размеры камеры сгорания должны быть оснащены необходимым количеством теплообменников, позволяющими организовать несколько отопительных контуров;
электросеть в здании должна выдерживать мощность потребления электроэнергии котлом;
все конструктивные элементы котла должны быть изготовлены из качественных материалов и иметь достаточный запас прочности и износостойкости;
блок защиты должен быть сертифицированным и соответствовать стандартам безопасности.

Пример водородного котла отопления

Особенности эксплуатации

Важной особенностью использования водородного топлива является опасность его взрыва при контактировании с воздухом. Поэтому важно придерживаться следующих правил эксплуатации:

необходимо периодически следить за температурой датчиков, установленных на теплообменниках, и не допускать перегрева теплоносителя выше допустимых норм;
запрещено эксплуатировать котёл в режимах, которые не предусмотрены производителем или могут вызвать протекание цепной реакции;
при повышении давления газа в камере сгорания необходимо принять меры по его стабилизации и выяснить причины таких изменений;
для непрерывной работы котла нужно позаботиться о стабилизированном электропитании;
важно периодически менять электролизер и следить за подачей воды.

Преимущества и недостатки

Выбор в пользу котлов, работающих на водородном топливе, обоснован следующими их преимуществами:

отсутствие выхлопов вредных веществ в атмосферу;
тепло выделяется в ходе химической реакции, для которой наличие пламени не требуется;
высокий КПД тепловой установки;
отсутствие шума в работе котла;
не требуется установка дымохода, благодаря чему допускается устанавливать котёл в любом месте помещения.

При всех достоинствах водородных котлов, также стоит учитывать и их недостатки:

небольшое количество предприятий, занимающихся получением и сжижением водорода;
необходимость контроля давления в баллоне с водородом, чтобы не допустить взрыва;
высокие требования к качеству сборки всех узлов, а также применяемым при изготовлении материалам;
для ремонта и обслуживания требуется привлечение специалистов;
сложности с поиском деталей;
большой расход воды.

При всех достоинствах водородных котлов, также стоит учитывать сложности с поиском деталей

Как сделать водородный котёл своими руками?

Прежде чем сделать водородный котёл своими руками, необходимо подготовить следующие материалы:

стальные высоколегированные нержавеющие листы толщиной 2-4 мм;
очистной водяной фильтр;
прозрачные газовые шланги высокого давления с диаметром 8 мм;
герметичная пластиковая ёмкость объёмом 1,5-2 л;
штуцер на шланг 8 мм;
два болта 150х6 мм, гайки и шайбы под них;
профильная труба 20х20 мм и 40х40 мм.

Для изготовления потребуются следующие инструменты:

болгарка с диском по металлу;
отвертка и рожковый ключ под болты;
инструменты для нарезания резьбы 6 мм;
строительный нож для резания шлангов;
дрель с набором свёрл;
сварочный аппарат.

Для изготовления водородного котла потребуется болгарка с диском по металлу

Процесс изготовления котла качественно можно разделить на следующие этапы:

Создание генератора водорода.
Изготовление и сборка котла.

Этап создания генератора водорода

Пошагово генератор водорода изготавливается следующим образом:

Стальной лист нарезаем на пластинки размером 50х50 мм в количестве 16 штук. Один из углов срезаем под углом 45⁰, а в противоположном – просверливаем отверстия диаметром 6 мм.
На один болт насаживаем пластинки, прокладывая их с двух сторон шайбами с толщиной 1-2 мм. Фиксируем их гайкой. На второй болт насаживаем оставшиеся пластинки аналогичным образом. В итоге получаем конструкцию, напоминающую два радиатора, которые могут быть вставлены друг в друга так, чтобы пластины не касались своими поверхностями.
Берём пластиковый контейнер и делаем в его крышке два отверстия под болты так, чтобы пластинки радиаторов можно было расположить друг над другом и они не касались.
Закрепляем два радиатора к пластинке.
Вставляем конструкцию внутрь контейнера и закрепляем на болты. При этом между крышкой и корпусом прокладываем мягкие резиновые прокладки для повышения герметичности ёмкости.
Проделываем в крышке два отверстия 8 мм под резиновые трубки: одно для подачи водорода, а второе – для воды.
В отверстия вставляем два патрубка, изготовленных из стальной трубы и нарезанной резьбой. Прокладываем с двух сторон прокладки и фиксируем на гайки.
Проверяем герметичность сборки, подключив к одному патрубку компрессор, а ко второму манометр. Накачиваем давление 2 атмосферы и следим за показаниями манометра в течение 30 минут. Если оно не изменилось, то сборка завершена, в противном случае устраняем допущенные при герметизации ошибки.
Проверяем работоспособность генератора в рабочих условиях: устанавливаем обратный клапан к патрубку, подключаем к нему баллон с водородом, ко второму – воду, а к двум электродам (два болта радиаторов) – электрический ток.

Этап создания и сборки котла

Водородные котлы для частного дома, предназначенные для отопления, пошагово необходимо создавать следующим образом:

Разрезаем профильную трубу 20х20 мм болгаркой на 8 частей по 300 мм.
Трубу 40х40 мм разрезаем на 3 части: две по 80 мм и одна – 200 мм.
В трубе 200 мм с сечением 40х40 мм по середине длины с двух противоположных боковых сторон прорезаем отверстия под трубу 40х40 мм. Затем в отверстия вставляем трубки 40х40 мм длиной 80 мм под прямым углом и привариваем их.
К трём торцевым частям крестовины привариваем заглушки, а к четвёртой – заглушку с патрубком для подсоединения трубы с водородом.
На расстоянии 70-80 мм от центра крестовины на каждой её части просверливаем по одному отверстию диаметром 10-14 мм. Получится четыре отверстия.
Привариваем форсунки (аналогичные обычным газовым) в 4 подготовленные отверстия.
Привариваем к каждой торцевой части по две профильные трубы 20х20 мм так, чтобы они образовывали прямой угол с плоскостью крестовины.
Из листовой стали вырезаем три стенки корпуса котла 300х300 мм. В 2-х из них делаем 4 отверстия диаметром 20-30 мм по месту расположения форсунок, а в третьем – с диаметром 10 мм.
Разрезаем трубу диаметром 20-30 мм на куски длиной 50-60 см и привариваем их к вырезанному на восьмом шаге стальному листу меньших размеров.
Берём трубу диаметром 20 мм с длиной меньшей на 30-40 мм длины сваренных труб и просверливаем в ней два отверстия вверху и внизу так, чтобы была возможность приварить её.
Трубу прикладываем к стальному листу с меньшими отверстиями и привариваем.
Готовую конструкцию переворачиваем и устанавливаем второй стальной лист, при этом трубки должны войти в проделанные ранее отверстия. Затем привариваем трубки к листу.
Привариваем к стальному листу конструкцию с горелкой.
Привариваем патрубки для циркуляции теплоносителя к соответствующим отверстиям корпуса.
На вводный патрубок устанавливаем температурный датчик, а на горелку – детектор пламени. Соединяем оба датчика с автоматическими контроллерами или визуально-звуковыми системами оповещения.
Проверяем корпус на герметичность.
Затем создаём внешний защитный корпус подходящих размеров из стальных листов, в который помещаем все узлы конструкции и соединяем их. Особое внимание необходимо уделить герметичности всех соединений и тщательно её перепроверить. Подключаем электричество к электродам. Выполняем тестовый запуск установки.

Для того, чтобы в электролизере ускорить химическую реакцию, необходимо в воде растворить щёлочь или соль. Это улучшит проводимость воды и повысит выход водорода.

Котлы на водородном топливе изготовить своими руками вполне возможно, так как практически все детали можно приобрести без проблем в строительных магазинах. Однако сложности возникают при изменении конструкции с целью повышения характеристик, что требует привлечения специалистов для выполнения сложных расчётов. Создание котлов без продумывания основных параметров сделает их неэффективными и опасными для эксплуатации.

Отопление дома на водороде своими руками, газ брауна

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.

Использование водорода в отоплении

Рекомендуем к прочтению:

Котел отопления на водороде итальянского производства

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.

Рекомендуем к прочтению:

Преимущества отопления на водороде

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 один вариант – использование газа Брауна

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

Используется специальный электролизер для отопления дома. Ведь в основе получения такого газа лежит принцип электролиза воды. Чтобы такая технология была применена в отоплении, переделывается обычный котел. В его основании будет электролизер – сюда заливается электролит, состоящий из дистиллированной воды и ускорителя реакции. На пластины из металла или трубки дается переменный ток с заданной частотой. Под его влиянием молекулы кислорода и водорода разъединяются, после чего получается газ брауна отопление.

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 отопления 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 переоборудования в основном скрытых трубопроводов в миллионах домов и зданий, говорится в исследовании, посвященном Великобритании, Водород: путь декарбонизации для 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 кВтч возобновляемой энергии вырабатывается 270 кВтч тепла.

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 голубой 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.

«ЛЭТИ приходит к выводу, что маловероятно, что водород с нулевым выбросом углерода, поставляемый по переоборудованной газовой сети, 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 бойлер 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, с помощью которых мы отапливаем наши дома, но вместо этого они используют водород вместо газа.Это будет активно сжигать заправляем 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 водонагревателе с горячей водой, резервуарах для хранения холодной воды на чердаке или каких-либо 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 ее установка облагаются НДС в размере 5%.

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

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

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

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

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

С 2025 года выводится из эксплуатации газовые котлы в новостройках. Это не означает, что их использование в других домах постепенно прекращается, даже если возникла проблема с отоплением. Вы могли тогда 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.

Трубчатая печь для водорода до 1600 ° C

Система трубчатой печи для водорода основана на популярной системе HTRH 16/100/600. Печь спроектирована с учетом всех необходимых норм по безопасному обращению с газообразным водородом.

В принципе, любую трубчатую печь можно модифицировать для безопасной работы с водородом. Эта система основана на давно зарекомендовавшей себя трубчатой печи HTRH 16/100/600. В системе используется керамическая трубка с водоохлаждаемыми герметичными фланцами на обоих концах.Трубчатая печь способна обеспечить термообработку до 1600 ° C даже в атмосфере чистого водорода. Керамическая трубка автоматически заполняется инертным газом перед подачей газообразного водорода в целях безопасности. Инертный газ поступает из системы резервуаров для заливки, которые заполнены инертным газом под высоким давлением. Чтобы удалить оставшийся кислород из трубки перед термообработкой, резервуар для наполнения опорожняется, а затем снова заполняется. Система выпуска газа соединена с камерой дожигания для сжигания отходящего водорода.

Вход газа в камеру дожигания нагревается, чтобы предотвратить образование конденсата в системе. Форсажная камера приводится в движение сжатым воздухом и пропаном. В камере дожигания будет сжигаться водород и все другие газообразные побочные продукты, образующиеся в процессе.

Все газы контролируются с помощью полностью автоматизированного регулятора потока. В случае обнаружения неисправности система немедленно переводится в безопасное состояние. Все устройства производятся в соответствии со стандартами SIL2.Датчик водорода установлен в верхней части печи, и в случае обнаружения утечки водорода датчик немедленно срабатывает. Если обнаруживается утечка водорода, печь заполняется инертным газом, и система переводится в безопасное состояние. Управление печью запрограммировано с помощью интуитивно понятного и удобного интерфейса сенсорной панели.

Все трубчатые печи могут служить базовой системой для использования с водородом; следовательно, возможны различные полезные пространства и температуры. Если требуется водород с температурой более 1800 ° C, следует выбрать печь с холодными стенками.

Водородные печи — Печь для усовершенствованной обработки

Водородные печи

Thermal Technology, также известные как серия APF (печи для усовершенствованной обработки), на протяжении десятилетий были основным продуктом TT, обеспечивающим полностью автоматическую работу. Разработанные для высокотемпературной обработки материалов во влажном или сухом водороде, полностью диссоциированном сухом аммиаке, инертных газах или вакууме, эти печи соответствуют самым высоким стандартам безопасности в отрасли. В водородных печах TT используются полностью тугоплавкие зоны нагрева и системы защиты от излучения для чистой производственной среды и высочайших характеристик вакуума.Быстрый нагрев и охлаждение обеспечивают высокую пропускную способность материала для экономичной обработки высококачественной продукции. Все системы оснащены боковыми нагревательными элементами с дополнительными нагревателями с верхней и нижней кромкой, доступными для обеспечения превосходной однородности температуры во всей горячей зоне.

Конфигурация печи адаптируется к применению заказчика в виде вертикальной или горизонтальной конфигурации. Загрузка может быть фронтальной, верхней или нижней, причем наиболее распространенной является загрузка в колпаке, при которой обрабатываемый материал неподвижен во время загрузки и разгрузки, когда камера печи поднимается в открытое положение для доступа.Такие варианты, как высокий вакуум, сверхвысокий вакуум, влажный или сухой водород, а также системы быстрого охлаждения легко адаптируются. Системы серии APF разработаны с учетом высочайшего качества с учетом безопасности и длительного срока службы.

Водородная печь (APF) Стандартные конструктивные особенности

Круглые или квадратные горячие зоны
Камеры из нержавеющей стали
Газопровод из нержавеющей стали
Полностью автоматический режим
Автоматическая регистрация данных

Высококачественные тугоплавкие металлы
Быстрая вакуумная откачка
ПЛК и ИЧМ с сенсорным экраном
Контроль перегрева
Контролируемые водяные контуры

Материалы горячей зоны

2 902

Тип элемента	Радиационные экраны	Максимальная температура
Вольфрамовое переплетение	Вольфрам	3,000 ° C	902 Вольфрамовый сплав
902
Молибден	Молибден	1800 ° C

Стандартные размеры и конфигурации

Тип нагрузки	Рабочая зона, мм (дюймы)
Колокольчик	Ø 150 x В 300 (Ø6 × 12)
Колокол	Ø 200 x В 400 Ø8 × 16)
Колпак	Ø 250 x В 500 (Ø10 × 20)
Колпак	Ø 380 x В 760 (Ø15 × 30)
Колокол	Ø 500 x H 900 (Ø20 × 36)
Bell Jar	Ø 600 x H 1200 (Ø24 × 48)
Bell Jar	Ø 600 x H 1500 (Ø24 × 60)
Bell Jar	Ø 900 x H 1200 (Ø36 × 48)
Bell Jar	Ø 1400 x H 2000 (Ø56 × 80)

* Также доступны модели большего размера, а также версии с фронтальной загрузкой аналогичных размеров .

Примеры моделей

APF 1836 — Комбинированная печь для водорода и высокого вакуума
APF 3060 — Водород и быстрое охлаждение

Скачать брошюру по продукту

Посмотреть брошюру

Атмосфера печи для термообработки: инертный газ и водород

Многие процессы термообработки, включая светлый отжиг, спекание и нитроцементацию, требуют строго контролируемой атмосферы, чтобы процесс был успешным.Эти процессы часто используются для производства критически важных деталей для таких отраслей, как аэрокосмическая, автомобильная или нефтехимическая. Печи, используемые в этих процессах, должны поддерживать контролируемую атмосферу для достижения успешных, высокоточных и воспроизводимых результатов для этих деталей. Эти атмосферы могут включать инертные газы, такие как азот, гелий или аргон; эндотермические смеси; или водород. В этой статье основное внимание будет уделено инертной атмосфере и водородной атмосфере, в том числе поддерживаемым ими типам процессов термообработки.

Почему важна атмосфера в печи

Атмосфера в процессе термообработки может быть решающим фактором: она может выступать в качестве носителя для ключевых элементов процесса или может действовать, защищая деталь, подвергаемую термообработке, от воздействия воздуха, в то же время подвергаясь значительному воздействию воздуха. повышенные температуры. В качестве носителя атмосфера химически взаимодействует с поверхностью и приводит к улучшенным характеристикам поверхности для поддержки таких процессов, как упрочнение. В качестве защитной атмосферы ее задача противоположна: она защищает поверхность детали от химической реакции с потенциально опасными элементами атмосферы.

В зависимости от выполняемого процесса термообработки отсутствие контролируемой защитной атмосферы может привести к химическим реакциям на поверхности детали, которые могут ухудшить ее качество и производительность, что приведет к браку деталей. Это, в свою очередь, приводит к финансовым потерям, потере времени и потенциально опасным последствиям для тех, кто использует деталь, если ее проблемы не будут обнаружены. Кроме того, неправильно контролируемая атмосфера может привести к повреждению печи или, что еще хуже, травмам сотрудников.

Обычно используемые атмосферы в печи для термообработки

Помимо воздуха в печах для термообработки обычно используются несколько газов, в том числе водород, азот, кислород, гелий, аргон, монооксид углерода, диоксид углерода, аммиак, пропан, метан и бутан. Из них кислород является наиболее реактивным — как атмосфера, воздух ведет себя как кислород — и приводит к серьезным проблемам, таким как окисление и обезуглероживание, которые могут поставить под угрозу качество и производительность детали.В этой статье мы сосредоточимся на инертных газах (гелий, аргон и азот), а также на водороде.

Процессы термообработки, требующие контролируемой атмосферы

Существует несколько различных процессов термообработки, для достижения которых может потребоваться контролируемая атмосфера. Те, которые требуют либо инертной атмосферы, либо атмосферы водорода, включают следующее:

Отжиг : используется для смягчения металла или изменения его микроструктуры
Светлый отжиг: выполняется в инертной атмосфере азота, водорода или аргона для ограничения окисления; чистый водород обычно является предпочтительной атмосферой
Пайка: когда выполняется на меди и серебре, в атмосфере чистого водорода или, в некоторых случаях, диссоциированного аммиака
Науглероживание: добавляет углерод на поверхность стали для повышения ее прокаливаемости и обычно использует эндотермическую атмосферу.
Карбонитрирование : диффузия атомов углерода и азота в поверхность металла для увеличения твердости; азот обычно добавляют в эндотермическую атмосферу
Азотирование: нагрев металла в присутствии азота (обычно в форме аммиака) для повышения коррозионной стойкости и твердости.
Нейтральное упрочнение: используется для предотвращения окисления и обезуглероживания инструментальной стали с использованием инертной или защитной атмосферы, такой как азот или аргон
Спекание: в зависимости от спекаемых металлических соединений используется либо инертная / защитная атмосфера, либо атмосфера водорода
Закалка : используется для увеличения размера зерна, пластичности и ударной вязкости металлов, подвергавшихся ранее термообработке
Горячее изостатическое прессование: аналогично спеканию, но выполняется при гораздо более высоких давлениях

Эти процессы могут включать различные металлы и использоваться для изготовления деталей для многих различных отраслей, включая авиацию, инструментальную промышленность, здравоохранение, энергетику, автомобилестроение, военное дело, нефть и газ, электронику и полупроводниковую промышленность.

Необходимость инертной атмосферы

Инертная атмосфера, иногда называемая защитной атмосферой, позволяет получать очень чистые детали в строго контролируемой среде. Он также служит для предотвращения нежелательных химических реакций (таких как окисление или обезуглероживание) на поверхности детали.

Инертная атмосфера часто используется в таких процессах, как горячее изостатическое прессование (ГИП), спекание и вакуумные операции. И ГИП, и спекание обычно используются с компонентами, изготовленными из деталей аддитивного производства, включая порошковый металл (ПМ) и металлические детали, напечатанные на 3D-принтере.

Вакуумные процессы включают нагрев деталей при давлении ниже атмосферного. Вакуумная термообработка может использоваться для удаления поверхностных загрязнений (например, остатков смазки и оксидных пленок), предотвращения поверхностных реакций (например, обезуглероживания и окисления), дегазации металлов и соединения металлов (например, пайки). Для удаления растворенных загрязнений также можно использовать вакуумную термообработку.

Роль инертных газов в термической обработке

Инертными газами, наиболее часто используемыми в процессах термообработки, являются аргон (Ar), гелий (He) и азот (N2), и они часто используются в следующих комбинациях: Ar / He, Ar / He / N2 и N2. /Он.Многие типы цветных металлов подвергаются термообработке в инертной атмосфере, включая медь, латунь и алюминий. Степень, в которой атмосферу можно назвать инертной, зависит от таких факторов, как тип газа, его уровень чистоты, задействованные температуры и обрабатываемый материал. Хотя азот не реагирует с большинством сталей, он может реагировать с другими при температурах выше определенных. В общем, аргон и гелий более инертны, чем водород.

Атмосфера чистого азота обеспечивает покрытие термообрабатываемой детали и может использоваться для продувки существующей атмосферы или в качестве газа-носителя для атмосфер с контролируемым содержанием углерода.Обратите внимание, что азот на самом деле не является инертным газом. Обычно он поставляется с точкой росы от -75 ° F до -110 ° F и смешивается с водородом в смеси 90/10. Новое руководство по использованию газовой смеси с водородом должно быть инертным — 3% или меньше.

Атмосфера N2 может использоваться для следующих процессов термообработки:

Отжиг (цветные металлы, легированная сталь и обезуглероживание)
Нейтральная закалка
Закалка
Азотирование (легированные стали, нержавеющие стали и азотированные стали)
Спекание
Пайка (азот действует как газ-носитель)
Вакуумные процессы

Аргон обеспечивает инертную атмосферу и обычно поставляется при температуре точки росы ниже -75 ° F с содержанием кислорода ниже 20 частей на миллион.Атмосфера аргона может использоваться для следующих процессов термообработки:

Отжиг (цветные металлы, нержавеющая и легированная сталь)
Пайка
Спекание

Атмосфера He обычно используется для процессов HIP и вакуумной термообработки.

Роль водорода в термообработке

Атмосфера, богатая водородом, часто применяется для восстановления оксида железа до железа и обезуглероживания стали. Он также эффективно способствует теплопередаче и может реагировать с любым присутствующим кислородом.Водород используется в следующих процессах термообработки:

Отжиг (полированные, цветные металлы, нержавеющая сталь, электротехнические стали, низкоуглеродистые стали)
Нейтральная закалка
Пайка
Спекание (как черных, так и цветных металлов)
Вакуумные процессы

В некоторых случаях h3 можно комбинировать с N2 или Ar. Атмосфера водород + азот хорошо подходит для светлого отжига; отжиг нержавеющей стали, легированной стали и других марок стали; нейтральное отверждение; и спекание.Использование атмосферы водород + аргон работает с ярким отжигом; отжиг нержавеющей стали, легированной стали и других марок стали; и спекание. Тип водорода, используемый в печах для термообработки, называется сухим водородом и имеет чистоту 98-99,9%.

Эндотермические атмосферы

Защитные газы, используемые в атмосфере печи, обычно представляют собой смесь водорода, азота, диоксида углерода (CO2), монооксида углерода (CO) и следовых количеств воды. Необходимые газы вводятся либо непосредственно в печь в виде смеси азота и метанола (Ch5), либо через эндотермический генератор, использующий пропан или природный газ в качестве источника углерода.Эндотермическая атмосфера создается крекингом метана в азот, водород и окись углерода в реторте.

Эндотермический газ образуется, когда смесь воздуха и топлива при очень низком соотношении воздуха и газа вводится в реторту с внешним обогревом, которая сама содержит активный катализатор (обычно никель) для крекинга смеси. Когда этот газ покидает реторту, он быстро охлаждается, прежде чем попасть в печь. Типичный состав: 40% h3, 20% CO или CO2 и 40% N2.

Эндотермические газовые смеси используются для блестящей закалки, спекания, требующего восстановительной атмосферы, восстановления углеродом стальных поковок и газов-носителей для нитроцементации и науглероживания, отжига цветных металлов и легированных сталей, нейтральной закалки, пайки и спекание.

Классификация атмосферы

Американская газовая ассоциация разработала набор классификаций печных атмосфер. Классификации, относящиеся к рассматриваемой здесь атмосфере, включают:

Класс 200: подготовленная азотная основа с удалением водяного пара и диоксида углерода
Класс 300: эндотермическая основа, образованная реакцией смеси топливного газа и воздуха в нагретой камере, заполненной соответствующим катализатором
Класс 600: на основе аммиака

Существуют и другие классы, но они не подпадают под действие инертных или богатых водородом атмосфер.

Содержит атмосферу

Проблема использования защитной атмосферы в печи для термообработки заключается в сдерживании атмосферы и требует использования печи с контролируемой атмосферой. Создание атмосферы начинается с очистки печи от существующей атмосферы с использованием требуемого газа. Есть два разных типа печей, которые предназначены для удержания атмосферы после ее создания: одна предназначена для герметизации газа, а другая использует реторту.

Продувка и уплотнение

Герметизация включает уплотнение двери и сварные (или двухсварные) швы корпуса. Уплотнение двери обычно имеет форму «кирпич к кирпичу» или «волокно к волокну» с тканой прокладкой из керамического волокна. В электрической печи участки соединения элементов герметизируются и уплотняются силиконовой резиной, а затем продуваются. В печи с газовым обогревом лучистые трубы могут отделять атмосферу печи от продуктов сгорания.

Подход с герметичной коробкой довольно экономичен, поскольку требует меньшего технического обслуживания по сравнению с ретортной печью.Кроме того, нагревательные элементы могут быть распределены более равномерно, и установка вентилятора не является большой проблемой. Однако этот метод имеет ограничения, когда речь идет о достижимой точке росы, которая обычно ограничивается + 20 ° F. Другой недостаток — возможность загрязнения атмосферы, так как воздух и влага могут попасть в изоляцию.

Ретортная печь

Второй подход включает реторту из сплава (иногда называемую муфелем), изготовленную из сплава на основе никеля.Реторта нагревается газом или электроэнергией вне печи. Существует несколько различных способов герметизации реторты для печей. Один состоит из силиконового уплотнительного кольца и зажимов, которые надежно закреплены болтами. Сама заглушка находится вне топочной камеры. Другой подход к герметизации реторты предусматривает использование песчаного уплотнения внутри желоба, приваренного по периметру реторты, что позволяет удерживать всю реторту внутри камеры печи.Из двух подходов подход с силиконовым уплотнительным кольцом обеспечивает высочайший уровень чистоты атмосферы.

Метод реторты обеспечивает максимально чистую атмосферу и позволяет достичь точки росы порядка -40 ° F. Однако это более затратно, сложно использовать с вентилятором и требует большего обслуживания, чем подход с герметичной коробкой.

Отверстия для отбора проб атмосферы

Отверстия для проб, как следует из названия, позволяют оператору отбирать пробы атмосферы печи для

Контроль качества
Контроль процесса
Устранение неполадок
Определение безопасного момента открытия печи
Оценка целесообразности введения определенных газов

Отверстия для проб часто являются необходимым элементом печи с контролируемой атмосферой, в зависимости от типа атмосферы и термической обработки.

Пламенные шторы

Некоторые атмосферные печи используют завесу пламени на двери. Когда дверца печи открыта, срабатывает горелка завесы пламени, закрывая дверной проем слоем пламени. Этот лист пламени служит троекратной цели:

Помогает поддерживать внутреннюю температуру печи
В некоторой степени снижает неизбежный выброс кислорода
Сжигает любые выходящие горючие газы

В зависимости от используемой атмосферы и типа термической обработки, пламенная завеса часто является разумным вариантом.

Специальная печь L&L: печи с контролируемым атмосферным давлением

В L&L Special Furnace мы понимаем, насколько важны контроль, точность и повторяемость, когда речь идет о процессах термообработки. Вот почему наши печи спроектированы с учетом высочайшего качества изготовления и сложных инженерных решений. Мы также понимаем, что у каждого из наших клиентов есть особые потребности, которые не всегда решаются готовыми решениями, поэтому наши печи бывают разных размеров и с огромным разнообразием опций, которые позволяют нам настроить печь под ваши требования. потребности.Фактически, у L&L Special Furnace есть четыре различных модели печей, которые поддерживают контролируемую атмосферу.

Прецизионная коробчатая электрическая печь XLE серии работает в атмосфере воздуха, инертного, инертного / горючего и азота / пропана. Это модель с фронтальной загрузкой. Для металлов он поддерживает такие процессы, как закалка, снятие напряжений, термообработка на твердый раствор, старение, отпуск, дисперсионное упрочнение и отжиг. Доступные варианты включают контролируемые атмосферы, реторты, сигналы тревоги, элементы управления программой, регистраторы и окна просмотра.Эти электрические печи доступны в широком диапазоне размеров, включая нестандартные.

Высокоточные коробчатые печи XLB серии поддерживают либо воздушную, либо инертную атмосферу. Он отличается очень точным цифровым ПИД-управлением, двухзонным управлением, равномерным расположением элементов и полупроводниковыми контактами для сокращения времени цикла.

Серия XLC (на основе XLE) поддерживает 100% -ный водород или смеси водорода, окиси углерода, природного газа и других горючих сред, а также чисто инертные атмосферы.Конструкция этой печи подчеркивает безопасность оператора, качество процесса и точность управления процессом. Система управления, проточная система и реторта из сплава объединены в единую унифицированную систему. Реторта обычно представляет собой сплав 330, Inconel 600 или Inconel 601, но для специальных применений могут быть разработаны и другие сплавы. В зависимости от чистоты используемых газов XLC может поддерживать точку росы на уровне -60 ° F. Типичные процессы, для которых эта печь хорошо приспособлена, включают отжиг нержавеющей стали, водородную пайку и любой тип процесса, который не допускает присутствие кислорода, требует низкой точки росы или очень высокой степени атмосферной надежности и повторяемости.Доступны опции, аналогичные тем, что для XLE.

Модель JSC серии поддерживает атмосферу, состоящую из 100% водорода, смеси водорода, инертной атмосферы и горючей атмосферы. Эта печь представляет собой челночную подъемную печь с ретортой из сплава «верхняя шляпа» колпакового типа с низкой точкой росы. Система управления, проточная система и реторта из сплава объединены в единую унифицированную систему. Он очень хорошо работает для тех же процессов, которые перечислены для атмосферной ретортной печи XLC.

Специальная печь L&L

В L&L Special Furnace мы имеем многолетний опыт предоставления высококачественных и прецизионных промышленных печей, закалочных резервуаров и печей для любой отрасли, где требуются надежные и точные решения для термообработки.

Когда дело доходит до атмосфер в печи для термообработки, мы можем ответить на все ваши вопросы, а также помочь с панелями управления для конкретной атмосферы, массовыми расходомерами, контролем точки росы, контролем углерода, анализаторами кислорода / водорода и мониторами утечки водорода. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы найти решения для термообработки, которые вам нужны, а также качественное обслуживание клиентов и поддержку, которых вы заслуживаете.

Является ли водород лучшим вариантом для замены природного газа в доме? Глядя на числа

Диаграмма любезно предоставлена Lazard

Пол Мартин, эксперт по развитию химических процессов

В последнее время много говорят о водороде в качестве замены природного газа.Схема заключается в постепенном добавлении h3 в сеть природного газа, при этом h3 производится из воды с использованием «избыточной» возобновляемой электроэнергии, когда она доступна. Но, в конечном счете, есть люди, которые думают, что нам следует поставлять в дома чистый водород вместо природного газа, используя те же трубопроводы и распределительную сеть, которые есть у нас сейчас. По их мнению, все, что нам нужно сделать, это повторно продуть все наши котлы, печи, варочные панели и духовки, и мы уедем на гонки. Не нужно отказываться от всего этого дорогостоящего капитала — мы просто поменяем топливо! Мы будем сжигать водород без цвета и запаха, образуя только водяной пар, и проблема глобального потепления будет на шаг ближе к решению.

Отлично звучит! Где подписать?

Держись — не так быстро!

Замена газа водородом — неэффективное использование энергии

Первая и самая очевидная критика этой схемы — эффективность. Неважно, начинаете ли вы с природного газа или электричества, лучшее, что вы можете сделать, — это преобразовать около 70% энергии сырья — низкую теплотворную способность (НТС) метана или кВтч электроэнергии — в НТС получаемого водорода. Лучший случай. Если альтернативой является прямое использование природного газа или электричества, водород не принесет ничего, кроме потерь для этого уравнения.

Очевидно, вся идея здесь состоит в том, чтобы исключить выбросы ископаемых парниковых газов (ПГ), связанные с горением, которое происходит на вашем конце трубы. Водород предлагает такую возможность. Вы можете начать с биометана в результате анаэробного сбраживания, поэтому CO2, который вы выделяете при производстве водорода, является лишь частью естественного углеродного цикла. Или вы можете улавливать весь или часть CO2, образующегося при производстве водорода из ископаемого природного газа на водородной установке, или путем пиролиза метана и продажи углерода в качестве побочного продукта для других целей, кроме сжигания, или вы можете полностью избежать CO2, сделав электричество, которое вы питаете свой электролизер от ветра или солнца, атомной энергии, гидроэнергетики, геотермальной энергии и т. д.Это все способы, с помощью которых вы могли бы получить ископаемое топливо без выбросов парниковых газов для своей горелки — в идеале, если вы можете себе это позволить.

Вы, конечно, могли бы вместо этого подпитывать сеть метаном из биогаза — но хотя я убежден, что биогаз будет важным топливом для тех видов топлива, которые нам действительно нужны в будущем после ископаемого топлива, никто не должен пытаться убедить вас, что это произойдет. ВСЕГДА будет достаточно биогаза, чтобы просто заменить существующие запасы природного газа — или даже небольшую часть этих запасов.Поэтому, если вы хотите сохранить свои горелки и не выделять ископаемые парниковые газы, водород кажется вашим единственным вариантом. И это именно то, что газовая промышленность говорит правительствам всего мира.

Конечно, эти газовые компании и поставщики электролизеров не дают своих советов без всяких собственных интересов. Они исходят из того, что им нужно оставаться в бизнесе, а вам нужно сохранить свои горелки — достаточно справедливо! Очевидная альтернатива — заменить ваши горелки напрямую электричеством и исключить посредников по водороду с потерями, но это оставит их вне бизнеса.Для отопления дома и даже для горячего водоснабжения тепловой насос не только сэкономит 30% потерь при преобразовании в водород, но и даст вам около 3 кВт тепла на каждый кВт электроэнергии, которую вы потребляете. Гораздо эффективнее. Но не дешево — тепловой насос обойдется вам в несколько долларов — и хотя возобновляемая электроэнергия становится дешевле с каждым днем, электроэнергия в сети по-прежнему продается по цене, во много раз превышающей стоимость природного газа за единицу энергии — потому что налоги на выбросы углерода недостаточны, и потому что в некоторых местах ископаемое топливо все еще питает сеть.

Для вашей варочной панели индукционный нагреватель даст вам даже лучшую производительность, чем пламя — вам, возможно, придется выбросить несколько ваших старых алюминиевых кастрюль и сковородок, но в противном случае вы, вероятно, будете очень довольны этим изменением. И ваша духовка прекрасно подойдет к обычному старому резистивному нагревателю — с гораздо лучшим контролем температуры.

Напомните, зачем нам опять нужен топливный газ? Я знаю только один ответ на этот вопрос: в настоящее время природный газ является очень и очень дешевым топливом, ЕСЛИ игнорировать выбросы ископаемых парниковых газов при его производстве, распределении и сжигании.Заменить использование природного газа домашним отоплением будет нелегко, независимо от того, как мы это сделаем, потому что альтернативы будут стоить дороже, по крайней мере, на начальном этапе.

С другой стороны, водород — недешевое топливо, и точка. И должно быть очевидно, что он НИКОГДА не может быть таким же дешевым, как природный газ или электричество, из которого он производится.

Распределение водорода с убытками и дорогое

Даже если предположить, что вы настолько ностальгически привязаны к своим газовым приборам, что не можете с ними расстаться, газовой промышленности все равно придется преодолеть некоторые серьезные проблемы, которые не обсуждаются, прежде чем водород начнет течь через сеть природного газа.

Если мы собираемся производить водород, будь то «синий» водород из природного газа с улавливанием и хранением углерода или «зеленый» водород, полученный из воды с использованием возобновляемой электроэнергии, его все равно нужно доставить в ваш дом оттуда, где он производится. . И это не так просто, как просто изменить то, что течет по трубам.

Сжатие — убийца сделок

Для экономичного перемещения любого газа его необходимо сжимать. Оказывается, это большая проблема с распределением водорода — это причина того, что 85% водорода, производимого, например, в Европе, практически не уносится туда, где он потребляется, потому что он производится прямо на том же месте или по соседству.

Природный газ примерно в 8,5 раз плотнее водорода, а плотные газы легче перемещать (более энергоэффективно), чем менее плотные. Водород частично компенсирует этот факт, будучи более плотным по энергии на единицу массы — примерно в 3 раза больше, чем природный газ. Но, к сожалению, работа (механическая энергия), необходимая для приведения в действие компрессора, линейно связана с количеством молей газа, которые мы сжимаем, а не с их массой или объемом как таковыми. Это также зависит, более слабо и более сложным образом, от соотношения удельных теплоемкостей газа, которое, как оказалось, имеет незначительное значение (в пользу природного газа), которое увеличивается с увеличением степени сжатия.Но когда мы сравниваем НТС водорода на моль с НТС природного газа на моль, мы обнаруживаем, что природный газ примерно в 2,9 раза плотнее по энергии в молярных единицах. Другими словами, требуется примерно в три раза больше энергии , чтобы сжать тепловую энергию в МДж, если вы подаете ее в виде водорода, чем если бы вы поставляли ее в виде природного газа. И это, ребята, по крайней мере частично, объясняет, почему мы не перемещаем водород по трубопроводам. Вместо этого мы перемещаем природный газ туда, где нужен водород, и строим там водородный завод.(См. Доказательство в конце статьи.)

Это 3-кратное увеличение работы по сжатию не только требует затрат энергии, но и обойдется газовой компании в большие деньги, поскольку это будет означать, что каждый компрессор в их сети необходимо будет заменить новым агрегатом с мощностью в 3 раза большей. , а также физически большего размера — с 3-кратным объемом всасывания. А поскольку водород настолько известен своей негерметичностью, объемный расход водорода выше для данного теплового потока в трубопроводе и т. Д., Компрессоры должны быть совершенно другими машинами — значительно более дорогими.

Водород — это уже круглые числа, примерно на 37% лучший показатель эффективности цикла при запуске и завершении работы с электричеством. В то время как природный газ и электричество примерно одинаковы по стоимости и эффективности для распределения на единицу энергии, водород будет стоить примерно в 3 раза больше, чем природный газ в потерях энергии, просто для того, чтобы переместить газ. А поскольку оборудование, расположенное ниже по потоку, снова производит электричество с эффективностью только на 50–60%, вам нужно будет переместить примерно , вдвое больше водородной энергии , к месту назначения, чтобы выполнить ту же работу, как если бы вместо этого вы перемещали электричество.При этом забываем о дополнительных капитальных затратах, которые также придется потратить.

Падение давления в трубопроводе — промывка

Вы могли подумать, что при перемещении водорода по трубопроводу вы понесете дополнительный штраф, как только вы доведете его до желаемого давления — это, безусловно, было моим первым впечатлением. Но, как выясняется, ответ на этот вопрос довольно сложен и зависит от того, в каких условиях вы проводите вычисления. Водород менее плотный, менее вязкий и более плотный по энергии на единицу массы, чем природный газ.Но когда вы выполняете расчеты перепада давления при таких скоростях и перепадах давления, которые используются в трубопроводах, несущих газы на большие расстояния (где перепады давления составляют порядка 5 фунтов на квадратный дюйм на милю трубы, а не 5 фунтов на квадратный дюйм на 100 футов трубы) что может быть типичным для трубопроводов химического завода), водород и природный газ выходят почти даже при заданной скорости LHV тепла, доставляемой в час по трубе заданного размера.

Это действительно меняется в разных точках системы распределения, и в первом приближении среднее значение составляет , существующая газовая труба способна передавать около 90% энергии в виде водорода, которую она могла бы переносить, если бы была подавали в среднем природного газа, на которое он был рассчитан.Скорость будет примерно в три раза выше, но плотность будет в 1 / 8,5 раза больше, и вместе с умеренно более низкой вязкостью эти факторы почти компенсируют друг друга. Однако, поскольку каждый киловатт-час энергии, потерянной из-за трения в трубопроводе, должен поступать от компрессора, это по-прежнему означает, что водород стоит примерно в 3 раза больше на единицу энергии для перемещения от источника к месту назначения в трубопроводе.

«Линейный пакет» — что это? Другая проблема…

Как я и обещаю своим читателям, я редактирую свои статьи, когда они учат меня новому или указывают на мои ошибки.Хорошо осведомленный специалист обратил мое внимание на эту довольно серьезную проблему, которая является результатом более низкой плотности энергии водорода на единицу объема. «Линейный пакет» — это название, данное количеству природного газа, хранящегося в самой системе распределения трубопроводов. И если мы не увеличим давление в распределительной системе — чего мы не сможем сделать без новой трубы — мы потеряем это хранилище. Типичная газовая система, по-видимому, может справиться со средней потребностью в 3-4 часа, просто используя запасенный газ в линиях.Чистый водород, имеющий 1/3 плотности энергии на единицу объема, сократит это время до ~ 1 часа. Это может означать огромную разницу в надежности распределительной системы, частоте и продолжительности отключений, а также способности существующей сети справляться с колебаниями спроса — большим всплеском, когда все приходят домой, запускают свои печи или котлы и поворачиваются. на их варочных панелях, например.

Я уже знаю, что иногда подразделения перерастают скорость, с которой газовые компании могут прокладывать к ним новые линии.Соответственно, некоторые коммунальные предприятия испаряют сжиженный природный газ из резервуаров в точки ниже по потоку от «узкого места», чтобы печи и варочные панели продолжали гудеть в часы пик. Делать это с водородом было бы очень дорого и очень опасно, учитывая, что жидкий водород забирает около 40% энергии водорода только для его сжижения, кипит при 24 Кельвина (24 градуса выше абсолютного нуля — жидкий метан кипит при приятной температуре 112 Кельвинов). или -161 ° C) — а в жидком виде он все еще составляет всего 71 кг / м3 — метан составляет около 600 кг / м3 по сравнению с жидкостью.

Трубопроводы и оборудование

Если не нагревать его слишком сильно, водород вполне безопасно переносить по трубопроводу из низкоуглеродистой стали — даже до довольно значительного давления. Часто обсуждаемая «водородная хрупкость» не является фактором для труб из мягкой низкоуглеродистой или низколегированной стали, которые используются в трубопроводах большинства химических заводов.

Однако трубопроводы природного газа, особенно трубопроводы, по которым природный газ транспортируется на большие расстояния или под водой, не изготавливаются из мягких сталей.Они сделаны из более твердых и прочных сталей, а эти стали, согласно многим сообщениям, подвержены водородному охрупчиванию или другим механизмам повреждения, связанным с водородом, особенно в их сварных швах и зонах термического влияния — даже при довольно умеренных давлениях и температурах.

Согласно достоверным отчетам, написанным самими газораспределительными компаниями, таким как этот превосходный, большая часть системы распределения природного газа высокого и среднего давления должна быть полностью заменена для работы с чистым водородом.(См. Стр. 12 этого справочника, где это сказано таким же количеством слов — и этим парням, владеющим трубами, следует знать лучше!) все равно заменили на электричество.

Обратите внимание, что водородное повреждение и водородное охрупчивание — сложные металлургические темы, и что возникающий водород (атомы водорода, генерируемые электрохимическим действием, например, во время коррозии) вызывает повреждения, которые молекулярный водород не может, пока это не станет возможным благодаря сочетанию высокого давления и высокой температуры.Но сообщения о проблемах совместимости h3 с трубопроводами, используемыми для природного газа, довольно хорошо продемонстрированы людьми, которые знают этот вопрос намного лучше меня.

Распределительная система низкого давления в основном состоит из низкоуглеродистой стали и трубы из полиэтилена высокой плотности, и через нее достаточно легко пропускать водород. Однако трубопровод, не допускающий утечки природного газа, может пропускать много водорода из-за низкой плотности и высокого коэффициента диффузии водорода. И, к сожалению, ароматизирующие вещества, такие как тиолы (меркаптаны), используемые в природном газе для обнаружения утечек, несовместимы с водородом, и особенно с водородом, который используется для питания топливных элементов PEM, таких как те, которые используются в транспортных средствах.Катализаторы в этих топливных элементах чрезвычайно чувствительны к таким соединениям серы. Учитывая чрезвычайно широкий диапазон взрывоопасности водорода (любая смесь между 4% и 75% водорода в воздухе является взрывоопасной), отсутствие запаха, помогающего обнаруживать утечки, кажется очень сложной проблемой для распределения этого топлива по домам и предприятиям.

Смеси водород / природный газ

Все первоначальные проекты пытаются сгладить эти проблемы, добавляя немного h3 в природный газ вместо того, чтобы делать большой скачок к чистому водороду.И когда вы слышите о «замене 20% природного газа водородом», вы подумаете, что это будет иметь большое значение!

Подумай еще раз.

20% -ная смесь h3 в природном газе составляет 20% -ную смесь по объему. Эта смесь имеет только 86% энергии среднего природного газа, а это означает, что вам придется сжечь на 14% больше объема газа , чтобы получить такое же количество джоулей или БТЕ тепла. Экономия выбросов парниковых газов нигде не составляет почти 20% — они ближе к 6%, просто глядя на горение, и меньше, если учесть сжатие и потерю давления, указанные выше.Такое снижение уже привело бы к крику пользователей, чувствительных к теплоносителю, так что забудьте о переходе на 30% h3! При заданном количестве доставляемой энергии 20% -ная смесь водорода в природном газе потребует на 13% больше энергии для сжатия и потеряет примерно на 10% больше давления на единицу длины трубы, чем если бы вы использовали природный газ — потому что газ должен течь быстрее, но его плотность недостаточно, чтобы это компенсировать. Эти факторы съедят часть вашей экономии на выбросах парниковых газов. И хотя промышленные пользователи будут защищены — они платят за британские тепловые единицы или джоуль LHV или HHV, которые поставляет газовая компания, — некоторые пользователи могут оказаться в дефиците, поскольку вместо этого они платят за единицу объема.

Но как насчет «трудно декарбонизируемых отраслей?»

Еще одно оправдание, которое мы слышим в пользу необходимости замены природного газа водородом, — это «высокотемпературное промышленное отопление». По какой-то причине кажется, что люди просто предполагают, что, поскольку мы запускаем какое-то оборудование прямо сейчас, сжигая топливо, мы не можем вместо этого использовать электричество. Часто упоминаются примеры производства стали и цемента, но есть и другие.

Здесь я должен принести то, чем я зарабатываю на жизнь.Я проектирую и строю пилотные установки, которые являются прототипами для тестирования новых химических процессов. Эти заводы могут варьироваться от крошечных лабораторных единиц до довольно больших предприятий, которые для обычного человека выглядят как любое другое реальное химическое предприятие. Но единственное, чего почти полностью без исключения будет не хватать на опытной установке, — это любого огневого оборудования . Существуют исключения, но, помимо функции удаления потоков отходов горючих материалов, каждая функция, которая выполняется на коммерческом химическом заводе с использованием огневого оборудования, выполняется с использованием электроэнергии, а не на пилотной установке.Это почему? Причин много:

1) Электричество намного безопаснее и легче контролировать, чем огонь, особенно в небольших масштабах. Электрический обогрев обеспечивает быстрое и точное управление и снижает вероятность возникновения горячих точек, снижает риски для строительных материалов и т. Д.

2) Электроэнергия стоит больше, чем топливо в качестве источника тепла, но стоимость энергии пилотной установки редко является самым важным фактором для ее операторов.

3) Для топочных обогревателей обычно требуются разрешения на выбросы в атмосферу и могут потребоваться испытания дымовых газов — затраты, которых пилотная установка позволяет избежать за счет использования электрического обогрева.

4) Чтобы нагреть поток до высоких температур с помощью горелки, у вас остается высокотемпературный дымовой газ, выходящий из агрегата. Химические заводы используют этот горячий дымовой газ для нагрева множества других потоков, чтобы не допустить его утилизации, или используют его для производства пара для привода оборудования или поддержания тепла. На пилотной установке просто не стоит заниматься такой интеграцией тепла

5) Топливное оборудование дороже, чем электрическое

6) Когда вам нужны самые высокие температуры, иногда электрический обогрев является единственным возможным вариантом.

В сталелитейном производстве реальная потребность в водороде вовсе не в нагреве — электродуговые печи для выплавки стали уже довольно популярны. Водород необходим для замены химического восстановителя монооксида углерода, производимого из угольного кокса, который используется для восстановления оксида железа до металлического железа. Также в стадии разработки находятся методы прямого электрохимического восстановления, поэтому возможно, что мы сможем производить сталь вообще без использования водорода.

Во многих других приложениях можно легко использовать электрическое отопление, чтобы избавиться от необходимости сжигать топливо.Однако это потребует модификации основных единиц оборудования, что может повлечь за собой значительную стоимость. Но если альтернативой является потратить несколько раз этой стоимости на водород, полученный из электроэнергии, эта экономия может окупить довольно небольшой капитал.

Фактически, если подходить к делу со свежим листом бумаги и без топки на голове, большинство применений в промышленном отоплении в настоящее время обслуживаются с помощью огня из соображений стоимости (поскольку топливо дешевле, если вы можете сбрасывать ископаемый CO2 в атмосферу) можно было бы легко преобразовать вместо этого на электрическое отопление.

Все, что нам действительно нужно, — это установить цену на выбросы ископаемого углерода по ставке, достаточно высокой — и достаточно длительной — для того, чтобы соответствующие капитальные вложения окупились с экономической точки зрения для затронутых отраслей.

Водород для сезонного накопления энергии

Еще один аргумент, который я часто слышу, заключается в том, что из-за двойного удара, заключающегося в увеличении потребности в энергии для отопления и снижении выработки солнечной энергии зимой, нам понадобится водород, чтобы восполнить дефицит. Летом нам нужно будет производить огромное количество водорода и хранить его в соляных пещерах до зимы.Хотя какое-либо хранимое топливо, вероятно, является полезной частью плана реагирования на чрезвычайные ситуации в будущем после ископаемого топлива, для меня это не следствие того, что только потому, что можно использовать водород для этой цели, это действительно сделало бы энергичным или энергичным. экономический смысл. Метан, будь то из биогаза или даже из ископаемого природного газа, кажется более логичным выбором в качестве газа для хранения, учитывая, что у нас уже есть стратегические и аварийные запасы природного газа. И мы могли бы так же легко накопить годовой биогазовый метан, как мы могли бы найти способ производить избыток водорода летом.

Основная экономическая проблема зеленого водорода как носителя для хранения энергии — это стоимость электролизеров и оборудования для хранения — и, как мы видели в этой статье, стоимость распределения также не будет такой низкой, как некоторые ожидают. Умножение коэффициента низкой мощности ветряной или солнечной установки на другой сезонный коэффициент мощности, скажем, 0,5 или меньше, не приводит к низким капитальным затратам на килограмм хранимого водорода. Это хранимое топливо было бы действительно очень дорого, даже если бы сама энергия была довольно дешевой.

Почему мы делаем это снова?

В целом, мне кажется совершенно очевидным, что роль водорода в качестве замены природного газа больше связана с необходимостью для компаний по добыче и распределению газа оставаться в бизнесе, имея что-то для продажи, чем с реальной выгодой от выбросов парниковых газов или значительными техническими преимуществами. необходимость. И если они хотят сделать необходимые инвестиции полностью за счет собственного никеля, чтобы обеспечить по-настоящему экологичный или даже «голубой» водород через модернизированную сеть, чтобы заменить природный газ, возможно, меня это устраивает.К сожалению, кажется совершенно очевидным, что их лимиты уже достигнуты, они обращаются к государственному сектору для финансирования необходимых инвестиций в инфраструктуру. Лично я считаю, что это будет разбрасывать хорошие деньги за плохими.

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: Это мое личное мнение, основанное на моих знаниях и практике в области химического машиностроения за последние 30 лет. Мое мнение является моим собственным, и его не следует путать с мнением моего работодателя Zeton Inc. или его клиентов. Они мотивированы только искренним желанием избавить нас от ископаемого топлива и тем самым устранить ископаемые парниковые газы и токсичные выбросы, связанные с их сжиганием, с минимальными затратами и воздействием на общество, с которыми мы можем справиться.Мои комментарии никоим образом не мотивированы личными финансовыми интересами с моей стороны или со стороны моего работодателя или его клиентов. Каждая статья, которую я пишу, может разозлить того или иного из моих клиентов — можете не сомневаться!

Я приложил все усилия, чтобы быть точным в том, что я сказал, выполняя свои собственные подтверждающие вычисления. Я могу предоставить информацию о них любому, кто спросит. Но я человек и, следовательно, склонен к ошибкам. Я также ни на минуту не утверждаю, что знаю все, что нужно знать об этой теме, в которой некоторые люди провели всю свою карьеру.Если вы можете показать мне, где я ошибся в своем анализе или расчетах, ссылками или надежными примерами, я с благодарностью отредактирую свою статью, чтобы отразить эти новые знания с моей стороны.

Вот еще несколько моих статей, которые могут оказаться для вас актуальными и интересными:

Водород из возобновляемых источников энергии — наше будущее?

Mirai FCEV против модели 3 BEV

ПРИЛОЖЕНИЕ:

Вот сокращенная логика, объясняющая, почему для перемещения заданного количества h3 LHV требуется в 3 раза больше энергии компрессора, чем для перемещения такого же количества Дж или БТЕ природного газа LHV.б)

Согласно закону идеального газа, P1V1 = nRT1, где n — количество молей газа, R — постоянная идеального газа, а T1 — начальная температура.

Взяв газы 1 и 2 с почти равными значениями a и b (чтобы избежать получения результатов, которые зависят от r), и взяв их при одинаковом начальном давлении, объеме и температуре, можно показать, что:

W1 / W2 = ~ n1 / n2

Водород имеет молярную низкую вязкость 240 кДж / моль, а у среднего автомобильного природного газа LHV может составлять 695 кДж / моль.Соотношение работы, таким образом, составляет ~ 2,9: 1 для водорода по сравнению с природным газом, если мы перемещаем постоянное количество кДж НТС за такт сжатия или за единицу времени.

Фактические значения a и b (относящиеся к соотношению Cp / Cv) для h3 и природного газа при коммерчески значимых степенях сжатия регулируют это соотношение 2,9: 1 примерно до 3: 1.

Цените оригинальность CleanTechnica? Подумайте о том, чтобы стать участником, сторонником, техническим специалистом или представителем CleanTechnica — или покровителем Patreon.

У вас есть совет для CleanTechnica, вы хотите разместить рекламу или предложить гостя для нашего подкаста CleanTech Talk? Свяжитесь с нами здесь.

Каменная печь в высокотемпературной водородной атмосфере 1700 ° C, 8 x 8 x 12 дюймов (12 л)

Домашняя страница

В наличии

Номер позиции: KSL1700Xh3

Транспортировано LTL грузовым автомобилем (грузовик)

KSL1700X-h3 предназначен для синтеза материалов в атмосфере сухого водорода при температуре до 1650ºC.Печь состоит из высококачественных кирпичей из глиноземного волокна и нагревательных элементов из сплава Мо с камерой нагрева размером 8 дюймов x 8 дюймов x 8 дюймов, а также герметичного стального корпуса с рубашкой водяного охлаждения и автоматической системой сжигания h3. Это идеальный инструмент для подготовки новых материалов, требующих восстановительной атмосферы, таких как фосфор и сплав титана.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Конструкция печи	Двухслойная конструкция из нержавеющей стали для максимального вакуума и безопасности Передняя дверца с водяным охлаждением и кожух воздушного охлаждения Встроенный манометр, вакуумные клапаны и два газовых поплавка Встроенная система контроля горения h3 — если контроллер обнаруживает отсутствие пламени в горелке, клапан подачи газа автоматически закрывается
Размер внутренней камеры	Нагреваемая камера: 200 x 200 x 200 мм (8 x 8 x 8 дюймов), 8 литров Энергосберегающая изоляция из волокнистого оксида алюминия марки 1800 Покрытие Al2O3 высокой чистоты Предупреждение: В комплект входит один дверной блок из волокна Al2O3.Вы должны разместить дверной блок перед камерой, чтобы заблокировать тепловое излучение, в противном случае можно повредить уплотнительное кольцо при высокой температуре и вызвать утечку газообразного водорода
Мощность	AC 208 — 240 В, однофазный (50/60 Гц) 7,5 кВт 30 А (требуется воздушный выключатель на 50 А)
Температура	Непрерывно 1600 ° C Макс.1650 ° C (<60 мин) Точность: +/- 1 ° C Скорость нагрева: 5 ° C / мин Термопара: два типа B (управляющая термопара и вторичная сигнальная термопара)
Регулятор температуры	Главный регулятор температуры используется для управления 30-сегментной программой нагрева и обеспечивает одноуровневую защиту от аварийного сигнала температуры. Вторичный регулятор температуры считывает температуру с вторичной термопары типа B, контролирует температуру во время всех процессов и обеспечивает двухуровневую защиту от аварийного сигнала температуры. Контроллер температуры Eurotherm является дополнительным для обеспечения точности +/- 0,1 ° C
Контроль давления	Датчик давления и регулятор давления установлены.Он считывает давление в камере и управляет впускным и выпускным газовыми клапанами соответственно в соответствии с настройками предельного давления Регулятор давления может использоваться для выполнения следующих функций: Очистка Контроль давления Защита от высокого и низкого давления Диапазон регулирования давления: от -0,06 до 0,03 МПа.
Нагревательные элементы	6 комплектов нагревательных элементов катушек из Мо, встроенных и заменяемых Нагревательный элемент змеевика Mo является расходным материалом, который при необходимости заказывается отдельно.(нажмите на картинку слева, чтобы заказать запасной) Нагревательный элемент может быть заменен на MsSi2 для работы печи в атмосфере кислорода и воздуха до 1700 ° C (рисунок внизу справа для заказа запасного) Предупреждение: нагревательный элемент Mo нельзя использовать на воздухе или в кислороде при температуре> 300 ° C
Клапан подачи газа и вакуум	Два больших расходомера (N2: 0 ~ 3,5 л / мин, h3: 0 ~ 3,5 л / мин) установлены на передней панели печи. Один для продувки инертным газом перед подачей газа h3 Один для управления потоком газа h3 Один сверхмощный вакуумный насос (сертифицированный CE), встроенный в нижнюю часть печи для улучшения камеры продувки.
Система контроля горения газа h3 и опция Детектор водорода	Уже установлено устройство розжига для сжигания протекающего газа и определения температуры горелки, чтобы убедиться, что горелка h3 находится в рабочем состоянии.Если h3 не горит должным образом, контроллер немедленно отключает клапан подачи газа h3 Предупреждение: Вы должны установить сертифицированный детектор водорода на производственном объекте, чтобы сигнализировать об утечке водорода. Если вы не можете найти его в местном магазине, нажмите на ссылку ниже, чтобы заказать у нас детектор водорода за дополнительную плату Дополнительный детектор водорода для повышенной безопасности для трубчатой печи с водородом MTI
Водяное охлаждение	Чиллер с рециркуляцией воды на 58 л / мин установлен на уплотнительный фланец печи охлаждения.
Вес нетто	300 кг
Габаритные размеры	1200 мм Д × 850 мм Ш × 1520 мм В (без горелки) и 2020 мм В (с горелкой)
Вес и габариты в упаковке	Два поддона 1375 фунтов, 54 x 44 x 89 дюймов 320 фунтов, 48 дюймов x 40 дюймов x 52 дюйма
Гарантия	Ограниченная гарантия сроком на один год с пожизненной поддержкой.(Расходные материалы, такие как пластины для образцов и нагревательные элементы, не покрываются гарантией, пожалуйста, закажите замену в сопутствующих товарах ниже
Соответствие	Сертификат CE Сертификация NRTL или CSA доступна по запросу за дополнительную плату
Замечания по применению	Внимание: для покупки печи необходим бесплатный курс обучения технике безопасности на месторождении MTI.Обучение со стороны клиента также доступно по запросу за дополнительную плату. Если пользователи считают, что у них достаточно опыта и знаний, чтобы обращаться с печью в опасной или чрезвычайной ситуации, при покупке необходимо подписать соглашение об освобождении от ответственности . MTI Corp. не несет ответственности за любой ущерб, вызванный неправильным использованием без обучения технике безопасности. Ограниченная гарантия MTI на один год не распространяется на любые повреждения, вызванные агрессивными и кислыми газами.
Демонстрационное видео и инструкция по эксплуатации


	Ваша корзина пуста. Пожалуйста, очистите историю просмотров перед заказом продукта. В противном случае доступность и цена не гарантируются.

Спонсорство MTI:
MTI Спонсоры Семинар по термоэлектричеству

9013 9013 902 902 9015 MTI-UC VISTEC Cylindrical Cell Pilot Line

MTI спонсирует постдокторские награды

Предстоящие выставки: