Водородный котел отопления: устройство + принцип работы + критерии выбора

Принципы альтернативной энергетики все более и более завоевывают внимание потребителей. Во многом этому способствует рост тарифов на традиционные энергоносители, а также периодические сбои на рынке услуг.

В этих обстоятельствах водородный котел отопления рассматривается как один из самых перспективных видов устройств, работающих на возобновляемом топливе, которым и является газ H2.

Прежде чем принять решение о покупке такого агрегата, необходимо ознакомиться с принципом его работы, оценить достоинства и недостатки использования водорода в качестве топлива. Эти вопросы изучены нами и подробно изложены в статье.

Кроме того, мы обозначили параметры, которые стоит учесть при выборе котла, привели советы по эксплуатации и подготовили обзор лучших фабричных водородных генераторов. Любителям самоделок пригодится инструкция по сборке агрегата своими руками.

Свойства водорода как топлива

Как было сказано выше, топливом для подобных агрегатов служит водород, самый легкий в природе газ, не обладающий цветом и запахом. Среди его преимуществ можно назвать большое количество тепла, которое высвобождается при сгорании H2 (121 МДж/кг, в то время как при горении пропана выделяется всего 40 МДж/кг).

В обычных условиях водород горит при температуре +2000°С, однако с помощью катализатора ее можно снизить до +300°С. Это позволяет изготовлять котлы из бюджетной стали, а не из дорогих редкоземельных металлов.

Водород нетоксичен, что обеспечивает безопасность его использованию в быту. При сжигании этого вещества получаются водяные пары, которые улучшают микроклимат в помещениях и не нуждаются в дымоходах.

При применении водорода следует строго соблюдать правила безопасности: при некорректном применении газа или контакте с открытым огнем может произойти разрушительный взрыв

К числу недостатков можно отнести повышенную взрывоопасность водорода, особенно, когда он смешивается с воздухом либо кислородом, что ведет к образованию гремучего газа.

Автоматизация и безопасность

Твердотопливные водоводяные котлы оснащаются блоком регулирования и автоматики безопасности. Конечно, особенности процесса горения твердого топлива, не позволяет котлу обеспечить уровень автоматики, подобный газовым или электрическом котлам, тем не менее, установка термостата в контуре нагрева, позволяет управлять температурным режимом в помещении.

Система автоматизации работает по принципу регулирования подачи воздуха через вентилятор или путем открытия заслонки, которое выполняет исполнительный механизм, получая сигнал от термодатчика и от электронного блока.

Второй уровень автоматизации можно реализовать путем изменения скорости циркуляции теплоносителя, задаваемым центробежным насосом, который подключается к электронному блоку управления.

При этом запускается или приостанавливается циркуляция воды по трубам, для чего в системе должен быть подключенный к управляющей электронике циркуляционный насос:

И третий более качественный уровень автоматизации твердотопливных котлов достигается путем регулирования подачи топлива в топку и может быть реализован только в пеллетных котлах.

Преимущества и недостатки водородных котлов

Сильными сторонами подобных устройств являются:

1. Полная экологичность. Продукты разложения воды не наносят вреда атмосфере, они совершенно безопасны для здоровья людей и домашних животных.
2. Высокий уровень КПД, который может достигать 96%. Это значительно выше коэффициента полезного действия дизеля, природного газа или угля.
3. Экономия природных ресурсов за счет применения альтернативных источников энергии.
4. Невысокая цена получаемых калорий. Для подобных устройств достаточно воды и немного электричества.

В то же время у подобных устройств есть и слабые стороны.

К числу минусов нужно отнести следующие нюансы:

1. Требовательность в обслуживании. Для максимально высокой степени выработки H2, необходимо каждый год заменять металлические пластины. Помимо замены электродов, для производства запланированного количества энергии необходимо регулярно добавлять катализатор. Частота этой процедуры зависит от мощности, а также от особенностей определенной модели.
2. Высокую стоимость — заводская установка обойдется не менее, чем в 35-40 тысяч рублей.
3. Опасность взрыва при повышении нормированного давления в котле.
4. Дефицит водородных баллонов — их достаточно редко можно встретить в продаже.
5. Ограниченность выбора. Поскольку подобные отопительные приборы не слишком распространены на российском рынке, не всегда можно быстро найти подходящую модель, а также отыскать компетентных специалистов для монтажа и ремонта оборудования.
6. Необходимость подвода коммуникаций. Для работы устройства необходимо постоянное подключение к электропитанию для осуществления реакции электролиза, а также к источнику воды, расход которой зависит от мощности прибора.

Необходимо упомянуть о том, что производители уделяют большое внимание новым технологиям, стремятся усовершенствовать водородные котлы, устраняя или минимизируя недостатки.

Влияние качества воды на котлы

Важно соблюдать нормы качества питательной воды и пара котлов. Высокое качество сетевой, питательной, подпиточной и котловой воды обеспечивает сохранение ресурса котельной установки и снижение затрат на ее содержание и обслуживание. Для каждой из разновидностей котлов: парового, водогрейного, водотрубного и прямоточного необходим теплоноситель с определенными показателями. Соответствие его установленным нормативным требованиям к качеству воды по эксплуатации котлов позволит добиться максимальной эффективности теплоэнергетического оборудования.

Принцип работы отопительного агрегата

Благодаря своей активности H2 в чистом виде не встречается в природе, однако его достаточно просто вычленить из обычной воды методом электролиза, при этом выделяется также газообразный кислород.

На представленном изображении можно увидеть схематичное устройство нагревательного оборудования, работающего на водороде, с указанием всех элементов конструкции (+)

Для функционирования отопительного прибора сначала требуется получить H2. Это происходит в особом отсеке, отведенном для протекания подобной реакции. В контейнер наливается жидкость, куда погружаются металлические пластины.

На них подается электроток специально подобранной чистоты, под воздействием которого выделяется H2 и О2, а также в качестве побочного продукта – пары воды.

Полученная смесь пропускается через особое устройство – химический сепаратор, с помощью которого удается вычленить водород, отделив его от прочих примесей. Очищенный газ подается в горелку, на которую установлен клапан.

Он препятствует передвижению H2 в другую сторону, что предотвращает взрыв. При этом кислород и водяной пар через другую систему отвадятся в специальную емкость.

Далее газообразный водород проходит через блок защиты и попадает в камеру сгорания. Здесь он реагирует с газом в присутствии катализатора, вследствие чего образуется тепло, которое через теплообменник поступает в домовую систему отопления.

Выделившиеся в камере водяные пары по специально выделенному каналу возвращаются в резервуар с электролитом, используя, таким образом, процесс рециркуляции.

Регулировка мощности осуществляется при помощи специально оборудованных каналов, число которых может достигать шести. Внутри каждого из этих приспособлений содержится катализатор, благодаря чему при включении стартует процесс выработки тепла.

Газовый поток, нагревшийся до температуры 40°С, начинает движение к теплообменнику, расположенному в камере сгорания.

Благодаря обособленным конструкциям, каналы могут действовать независимо друг от друга, что позволяет включать только часть из них.

Процесс получения водорода в современных электролизных аппаратах полностью автоматизирован. Единственный процесс, выполняемый вручную, – заливание воды в систему

Современные модели снабжаются также различными приборами, например, показателями уровня воды и датчиками давления, что позволяет им работать в автоматическом режиме и экстренно реагировать в непредвиденных ситуациях.

Виды двухконтурных котлов

Существует немалое количество вариантов исполнения котлов с двумя контурами. Мы разделили их по сегментам и распишем детально каждый.

По способу нагрева

1. Проточные. Такие модели пользуются большой популярностью. Они очень мощные и позволяют горячей воде быстро поступать в смеситель. В таких котлах используются либо два раздельных теплообменника (один служит для нагрева теплоносителя, а другой для отдачи тепла от нагретого теплоносителя системы отопления в контур горячего водоснабжения), либо один битермический (в одном теплообменнике происходит нагрева теплоносителя системы отопления и горячей воды).
2. Со встроенным баком. Менее распространены. При подобной конструкции вода сначала разогревается в отдельном резервуаре и лишь потом поступает в смеситель. Зачастую такие модели котлов покупают довольно редко. Многие предпочитают ставить отдельно котел и бак косвенного нагрева. Но такие варианты котлов вполне имеют место быть. В качестве примера можете посмотреть котел Baxi Luna 3 Combi.
   Читайте также:  Виды поломок стиральной машины Bosch, коды ошибок, устранение распространенных поломок

По способу монтажа

1. Настенные. Чрезвычайно удобны, так как их можно установить в любом помещении, будь то коридор или кухня. При достаточно низкой цене эти модели обладают хорошей производительностью. Они могут в среднем обеспечить теплом помещения размером до 350 квадратных метров. Такие модели охотно ставят, как в частных домах, так и в квартирах.
2. Напольные. Эти котлы стоят дороже, при этом обладают высокой мощностью и способны отапливать огромный коттедж в несколько этажей. Они занимают много места, требуют отдельного помещения и особого ухода. Зачастую котлы с большой мощностью все идут одноконтурными, так изначально подразумевают использование отдельного бака, который будет греться от котла.

По способу удаления жидкости

1. С открытой камерой. В камеру поступает кислород из жилого помещения. Это возможно не всегда. Минус такого решения – это, зачастую, более низкий КПД котла. Особенно если дымоход смонтирован «от балды».
2. С закрытой камерой. Используется воздух из вне. Обладают высокой мощностью и прекрасной герметичностью. Не требуют полноценного дымохода. Оснащаются обычно коаксиальной трубой длиною в метр, которой вполне достаточно для нормальной работы котла.

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 H2 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 H2, 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.

Вода для котельных установок: основные разновидности

Основными источниками водоснабжения для теплоэнергетики являются открытые водоемы, а также скважины: артезианские и грунтовые. Вода, используемая для обеспечения работы котлоустановок и систем отопления, классифицируется согласно СП 89.13330.2012:

1. Сырая. Водный раствор, подаваемый непосредственно из источника водополучения без предварительной подготовки.
2. Питательная. Прошедшая водоочистку и обработку и поступающая на вход в котельную установку: по химическому составу должна соответствовать действующим нормативам.
3. Добавочная. Очищенный водный запас, предназначенный для возмещения потерь после продувки котла, при утечках воды и пара из системы.
4. Подпиточная. Используется для компенсации протечек воды из водопроводов и потребляющего оборудования.
5. Котловая. Теплоноситель, непосредственно циркулирующий в котловой установке.
6. Прямая и обратная сетевая. Жидкость, поступающая из напорной трубы и находящаяся в отрезке трубосетей от потребителя до котельной.

Чтобы выполнить требования к качеству воды в котлах, нужно провести исследование её состава. Анализ воды из открытых и подземных источников производится аккредитованной лабораторией в разные периоды года. В зимний, летний и осенне-весенний сезон качество и состав жидкости могут существенно различаться.

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.

Откуда берется чистый водород

Хозяину на заметку

«Чтобы привлечь внимание к своей продукции, некоторые производители водородных котлов делают ссылки на некий «секретный катализатор» или на использование «газа Брауна» в своих устройствах».

Например, можно извлечь водород из газа метана, где водорода аж 4 атома! Только вот, зачем? Метан и сам по себе — горючий газ, зачем терять дополнительную энергию на выработку чистого водорода? Где тут энергоэффективность? Поэтому чаще всего водород извлекают из воды, которая, как всем известно, не может гореть, применяя для этого метод электролиза. В самом общем виде этот метод можно описать как расщепление молекул воды на водород и кислород под действием электроэнергии.

Электролиз давно известен и широко применяется для получения чистого водорода. На практике ни один промышленный водородный котел, пока во всяком случае, не обходится без электролизной установки или электролизера. Все бы хорошо, но эта установка требует электроэнергии. Итак, водородный котел должен в обязательном порядке потреблять энергию. Вопрос в том, каковы же эти энергозатраты?

Схема процесса электролиза

Все разговоры о «теплоте сгорания» водорода немного уводят нас в сторону от данного вопроса, а между тем, он наиболее важен. Итак, водородный котел может быть выгоден в единственном случае — произведенная им тепловая энергия должна быть выше, чем израсходованная на работу котла.

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.

Качество питательной воды для котлов: основные требования и нормативная документация

Вопросы безопасности теплоэнергетических сетей в нашей стране регулируются на законодательном уровне. В частности, параметры качества очищенной воды для котловых установок устанавливаются Федеральными нормами и правилами, утвержденными приказом ФСЭТАН (Ростехнадзора) № 116 от 25.03.2014 г.

Нормы качества воды для котлов — основные показатели жидких теплоносителей — определяются нормативными документами:

1. СанПиН 2.1.4. 2552. Вода для возмещения потерь из открытых сетей тепло- и водоснабжения.
2. ГОСТ 20995. Питательная вода, а также используемая для снижения температуры перегретого пара методов впрыскивания.
3. СНиП II-35-76. Вода питательная для котлоустановок паровых с рабочим давлением до 0,017 МПа и естественным типом циркуляции.

Требования к теплоносителям-жидкостям, применяемым в жаротрубных и водогрейных установках, устанавливаются заводами-изготовителями оборудования. Такие нормативы обычно указываются в руководстве по эксплуатации или в техническом паспорте. При необходимости эти данные следует запросить у компании-производителя.

Топ-5 фабричных водородных генераторов

Первой фирмой, изготовившей и запатентовавшей технологию изготовления котла на водородном топливе, была итальянская компания Giacomini. Она специализируется на аппаратах, в основу которых положены экологические способы получения энергии: геотермальных насосах, солнечных панелях и других.

H2ydroGEM — каталитическая камера сгорания, в каждом рожке которой находится вещество, ускоряющее реакцию сгорания водорода. Благодаря этому процесс происходит при сравнительно низкой температуре

В настоящее время подобные модели изготовляются американскими, китайскими, европейскими компаниями, однако их ассортимент не слишком широк по сравнению с котлами, функционирующих на других видов топлива.

Лучшие фабричные модели водородных систем

Среди наиболее популярных моделей отметим:

1. МегаТанк100 – генератор, работающий на электричестве от сети. Имеет надежную многоуровневую систему защиты от перегрева и замыкания, что гарантирует безопасную и продуктивную работу. Стоимость модели зависит от ее комплектации.
2. STAR-2000 – дорогостоящий агрегат (>200000 рублей) обладает отличными техническими характеристиками. Несмотря на то, что этот генератор потребляет минимум энергии, он способен отапливать помещение площадью 251-300 квадратных метров.
3. Kingkar – работающий от сети прибор, имеющий отличные рабочие свойства. Стоимость модели достаточно высока – около 100 тысяч рублей, однако она возмещается экономичным потреблением энергии.
4. H2-2 – итальянская техника класса «экстра» по высокой цене (примерно 250 000 рублей). позволяющая нагревать воздух в обширных пространствах (от 300 м3 и выше) с минимальным расходом электричества.
5. Free Energy – качественные устройства по демократичной стоимости в пределах 15-35 тысяч рублей (цена зависит от мощности и других характеристик). Снабжены блоком управления, автоматизирующим многие процессы, многоуровневым датчиком регулирования напряжения и давления.

Существуют также и другие модели в разных ценовых категориях.

Внедрение котла в систему отопления

Автономное отопление и водоснабжение от одного твердотопливного котла, является наиболее простым и разумным решением. Остаётся только разобраться, каким образом осуществляется его обвязка, и как вообще работают такие системы.

Чтобы отопление было не только экономичным и максимально производительным, но и долгие годы функционировало безаварийно, очень важно не только правильно осуществить монтаж, но и не пренебрегать включением в систему дополнительных устройств, предохраняющих её от всевозможных форс-мажоров.

Рядом с котлом – бойлер для горячего водоснабжения

И потом, комфорт, который человек получает с применением дополнительного оборудования, тоже чего-то стоит. Например: такой прибор, как теплоаккумулятор, решит проблему конденсации влаги на стенках котла из-за перепада температур. А для того чтобы не только обогреть дом, да ещё и обеспечить его горячей водой, необходимо дополнительно установить бойлер.

Не станем утверждать, что всё это легко сделать своими руками, но для успешной эксплуатации, ознакомиться с нюансами устройства систем всё-таки нужно.

Выполнение обвязки

КПД твердотопливных котлов, зависит от температуры горения носителя тепла. Это создаёт определённые сложности управления процессом сгорания топлива. Чтобы отопление было эффективным, она должна быть стабильной, и не отклоняться в ту или иную сторону от диапазона в +60 +65 градусов.

При неправильном внедрении котла в отопительную сеть, нагрев может быть весьма неэкономичным. Его работа зависит не только от типа системы, но и количества в ней контуров, а так же наличия или отсутствия дополнительных точек потребления тепла. Схемы не обязательно должны быть типовыми — ведь дома-то все разные.

Обвязка твердотопливного котла

Зная особенности отопительных систем и принципа их работы, можно создать какой угодно проект, учитывающий все индивидуальности объекта. Простая инструкция, конечно, не сможет дать всех необходимых знаний, для этого нужно серьёзно штудировать тему.

Зато о типовых схемах, используемых в малоэтажных домах чаще всего, мы с удовольствием расскажем. А так же предложим для ознакомления видео в этой статье.

Открытые системы с естественной циркуляцией

Система, основанная на естественном притоке воздуха, необходимого для поддержания горения, для твердотопливных моделей является наиболее оптимальной. Самое ценное то, что она не зависит от электричества, тогда как дополнительная тяга в виде вентилятора, требует подключения к сети.

Открытая гравитационная система с твердотопливным котлом

Итак:

• Данную систему ещё называют гравитационной. Она максимально проста, вполне надёжна, и не требует больших вложений. Поэтому народ её активно использует, несмотря на имеющиеся недостатки. А без них, конечно, не обходится.
• Из-за свободного доступа кислорода, трубы в открытой системе сильнее поддаются коррозии. Так же, в результате испарения циркулирующего теплоносителя (воды или антифриза) возникает необходимость в его постоянном пополнении. Из-за этого же, температура реагента в противоположных концах контура неравномерна.
• Однако больших проблем всё это не создаёт, так как попадание кислорода в систему, довольно просто устранить. В расширительный бак доливают небольшое количество масла на минеральной основе. Оно, кстати, помогает так же снизить скорость испарения теплоносителя. Естественно, для горячего водоснабжения метод не годится, а для отопления – вполне приемлем.

Основные требования для монтажа такой системы можно изложить так:

• Чтобы теплоноситель мог нормально циркулировать, вход в котёл должен быть расположен ниже входа в радиаторы примерно на 50 см.
• Так как циркуляция теплоносителя в открытых системах происходит за счёт гравитации, трубы подачи и обратки должны быть смонтированы с уклоном в сторону направления его движения.
• Расширительный бак, без которого автономная система отопления обходиться не может, должен располагаться как можно выше.

Системы закрытого типа

Избежать негативного воздействия кислорода в закрытых системах, помогает всё тот же расширительный бак. Здесь он может быть установлен в любом удобном месте, но наиболее оптимально всё же отдать предпочтение обратной трубе.

Только теперь бак будет иметь несколько другую конструкцию, а потому должен быть предназначен именно для закрытых отопительных систем.

Расположение приборов в закрытой системе

Если баки, устанавливаемые в открытых системах, работают только на воде, то баки закрытого типа позволяют использовать и другие рабочие жидкости – например, антифриз. Чаще всего закрытые системы монтируют при установке котла с принудительной тягой. Они намного проще регулируются и быстрее прогреваются при запуске.

Расширительный бак для закрытой системы

Обратите внимание! По сравнению с открытой системой, здесь меньше разница температур на входе и выходе из котла, что для всего отопительного оборудования очень важно. Это позволяет использовать для монтажа системы трубы меньшего диаметра – а это уже прямая экономия. Закрытая система вообще универсальна, и позволяет подключать не только радиаторы любого типа, но и тёплые полы, а так же дополнительный бойлер для горячего водоснабжения.

Узел безопасности закрытых систем отопления: предохранительный клапан, манометр и вантуз

При устройстве закрытой системы нужно учитывать несколько очень важных моментов:

• Бак должен иметь такую ёмкость, которая позволит вместить как минимум 10% общего объёма теплоносителя. На подающей трубе обязательно ставится предохранительная арматура: вантуз и клапан.
• Вантуз – это воздухоотводчик, через него из системы автоматически удаляется воздух. Что касается клапана, то при критическом повышении давления в системе, это устройство позволяет быстро сбросить из неё часть теплоносителя.
• Обычно клапан аварийного сброса настраивают на давление в 3 атм, тогда как нормальным рабочим параметром сети считается 2 атм.

Байпас с циркуляционным насосом и обратным (противосливным) клапаном

И ещё одно существенное отличие: в закрытых системах, теплоноситель движется принудительно – то есть, за счёт внедрённого в сеть циркуляционного насоса. Работает он, естественно, от электричества, и чтобы в случае его простоя система не отключалась, на ней следует предусмотреть обходную ветку (байпас).

Этот узел обеспечивает теплоносителю движение естественным способом. Насос может быть расположен как на байпасе, так и на обратке, у входа в котёл. На подающей трубе его не ставят, чтобы в случае закипания воды, пар не попал в насос.

Способы подключения котла

Когда к котлу, работающему на твёрдом топливе, необходимо подключить не одну, а несколько веток (контуров), в числе которых могут быть не только радиаторы, но и горячее водоснабжение, водяной пол — системе требуется точная балансировка количества теплоносителя. Если её не предусмотреть, жидкость будет двигаться только туда, где найдёт меньшее сопротивление, а остальные ветки системы нагреваться не будут.

Через коллектор или гидрострелку

Справиться с этой задачей помогают коллекторы, называемые гребёнками из-за своеобразной конфигурации, которые могут иметь как один, так и несколько выходов.

• Их установка даёт возможность не только равномерно распределять теплоноситель, но и индивидуально регулировать его температуру на ветках системы.
• Благодаря коллектору, для каждого контура можно установить свой циркуляционный насос, что позволить регулировать так же и подачу тепла.
• Такая обвязка имеет наибольшую сложность, а соответственно, увеличивается и себестоимость системы в целом. Зато, в плане удобства и надёжности, ей нет равных.

Отопительный коллектор

Одним из вариантов коллекторной обвязки, можно считать и подключение котла к контурам через гидравлический разделитель – гидрострелку. Это устройство так же является посредником между раздающими трубопроводами и котлом.

Гидрострелка представляет собой отрезок трубы большего диаметра, с двумя входами и несколькими выходами. Входы подключаются к патрубкам котла, а выходы – к контурам сети. Данный элемент наиболее удобен именно в такой системе, где будет много контуров с разными параметрами и температурными режимами.

Гидравлический разделитель (гидрострелка)

Схема: отопление и водоснабжение коттеджа через гидрострелку

Клапан трёхходовой смесительный

Регулировать температуру помогает трёхходовой смесительный клапан, установленный после циркуляционного насоса. Подача горячего теплоносителя на вход котла, осуществляется только по сигналу температурного датчика, что предотвращает процесс кипения. У клапана два входа и один выход, что позволяет разбавлять горячий теплоноситель в подающей трубе, более холодным, поступающим из обратки.

Как сделать котел самостоятельно

Генераторы отопления имеют достаточно легкую конструкцию. При известном уровне мастерства можно собрать прибор самостоятельно. В то же время из-за взрывоопасности водородной смеси такая работа требует чрезвычайной ответственности, знаний техники безопасности и опыта монтажа подобных устройств.

При самостоятельном изготовлении прибора не удастся избавиться от солидных финансовых затрат, поскольку часть компонентов лучше приобрести готовыми. Высокий риск заставляет задуматься о заводских установках, на которые производители дают долгосрочные гарантии

Процесс изготовления своими руками водородного котла можно разделить на несколько этапов.

Шаг №1 — выполнение чертежа и подготовка материалов. Прежде всего следует найти в Интернете аналогичные проекты, чтобы на их основе продумать приспособление, которое соответствовало бы всем условиям и возможностям.

Необходимо точно рассчитать все показатели, и прежде всего, необходимую мощность, а также решить вопрос о материалах, которые будут использоваться для изготовления котла. Оптимальным вариантом считаются ферромагнитные сплавы, однако вполне подойдет емкость, выполненная из нержавеющей стали.

Хотя отопительные водородный генератор может иметь разные конструкции, неизменными остаются следующие детали:

• 12-вольтный источник энергии;
• резервуар, где будет располагаться конструкция;
• ШИМ-регулятор мощностью не менее 30 А;
• несколько трубок разного диаметра, изготовленных из стали-нержавейки;
• стальной лист;
• ножовка по металлу;
• газовая горелка — лучше готовая, приобретенная в магазине.

Шаг 2 — создание электролитов. Для изготовления пластин, которыми будет оснащен электролизер, нужно взять лист стали средней толщины. При помощи ножниц для металла, ножовки или иного инструмента он разрезается на равные полоски в количестве 18 и более штук (число должно быть обязательно четным).

С обратной страны в каждой из них необходимо просверлить отверстия для болтов, которые понадобятся, чтобы удерживать эти элементы в электролите совершенно неподвижно.

Все пластины делим на аноды и катоды, в зависимости от этого деления к ним подсоединяются провода, соответственно передающие положительный и отрицательный заряды.

Использование постоянного тока более результативно, нежели применение переменного. В качестве его источника лучше всего воспользоваться генератором типа ШИМ.

Шаг №3 — сборка электролизера. Наилучшим материалом для изготовления этого элемента является нержавеющая сталь. Из металла сваривается надежная конструкция прямоугольной либо квадратной формы, после чего в нее заливается вода либо смесь H2O с катализатором, а также размещаются подготовленные пластины с подсоединенными проводками.

Шаг №4 — подсоединение горелки. В верхней части устройства монтируется горелка — лучше воспользоваться покупной моделью, приобрести которую можно в специализированном магазине.

Шаг №5 — монтаж и подсоединение сепаратора, который необходим для выделения из смеси газов водорода.

В заключение прокладывается трубка, по которой H2 будет подниматься до горелки, а также подсоединяются элементы, отводящие тепло и распределяющие его по всему дому.

Как рассчитать мощность

Какой котёл нужен для тёплых водяных полов — экономичный, поэтому выбираем с учётом его производительности. Чтобы подобрать подходящую модель, требуется рассчитать мощность.

Средний данный показатель агрегата для загородного строения — на 10 м2 требуется 1 кВт мощности, то есть, удельная производительность — 100 Вт на м2. Но это достаточно грубый расчёт, который подходит для здания из кирпича с минимальными теплопотерями.

При установке газового оборудования — необходимо подготовить и провести согласование проекта с госорганами, и получить разрешение от газовой инспекции. В проекте есть раздел, в котором указан расчёт мощности аппарата.

Если в планах размещение электрического или пиролизного котла, то применяется форма для подсчёта нагрузки дома. Формула подходит для регионов средней полосы, если квартира находится в северных районах, используется поправочный коэффициент 1,2 или 1,3. При плохой изоляции или обеспечения ГВС, так же применяется коэффициент 1,2.

Мк = 0.1*По*к1*к2*к3, где:

Рассчитаем на примере производительность генератора для дома 250 м2 в северном регионе, с плохим утепление и ГВС:

Мк =0.1*250*1.2*1.2*1.3= 46.8 кВт

Если помещение находится в центральном районе, то расчёт показатель выглядит так:

Мк =0.1*250*1.2*1.2= 36.8 кВт

Если помещение хорошо утепленное и не требуется горячее водоснабжение, то:

Мк =0.1*250= 25 кВт

Не рекомендуется делать большой запас мощности, помимо удорожания теплоэнергии, это приведёт к перегреву ТП и выходу из строя.

Какая вода лучше — обычная или дистиллированная

Один из вопросов, который часто задают владельцы водородных котлов, касается воды, использующейся для работы устройств.

Дистиллированную воду для работы водородного котла можно приобрести в магазинах или наладить ее производство самостоятельно, используя простейшую установку

По мнению специалистов, наилучшие показатели заводские или самодельные устройства демонстрируют при работе на дистиллированной воде, в которую добавлено совсем немного гидроксида натрия (на 10 литров H2О – одну столовую ложку).

Однако водородный котел может с успехом функционировать и на водопроводной воде, главное, чтобы в ней не содержались соли тяжелых металлов.

Определение нормы качества воды котлов и ее влияние на котлы

Режимы работы теплоэнергетических установок подбираются таким образом, чтобы добиться их максимальной эффективности. В таких условиях требования к качеству используемой в котлах воды существенно возрастают, и на предприятиях организуется постоянный контроль ее химического состава по следующим показателям:

• Прозрачность, щелочность и жесткость.
• Содержание хлоридов, фосфатов, нитратов, соединений железа, других солей и сухого остатка.
• Концентрация аммиака, свободной углекислоты и растворенного кислорода.
• Показатели кислотно-щелочного баланса pH.

Исследования параметров качества питательной и подпиточной воды котлов проводятся специализированными лабораториями с использованием методик, утвержденных действующим РТМ. Анализы жидкости выполняются на основании ГОСТ 2761 с выдачей письменного заключения. Несоблюдение установленного водно-химического режима приводит к образованию на внутренних поверхностях котла и трубопроводов:

1. Твердых нерастворимых отложений из-за наличия в теплоносителе механических примесей: ила, песка, окалины, соединений марганца и железа.
2. Накипи. Образуется в результате снижения растворимости солей магния и кальция при нагревании воды до температуры свыше +130 °C.
3. Коррозия. Повышенная электрохимическая активность воды вызывает разрушение пассивирующей пленки, что приводит к окислению металла и постепенному разрушению.

Отложения в теплообменниках и трубопроводах, появляющиеся из-за того, что не соблюдены требования качества воды для котлов, уменьшают их эффективное сечение и ухудшают процессы теплоотдачи. Происходит локальный перегрев оборудования, накопление усталостных изменений металла и его растрескивание. Деструктивные процессы усугубляются образованием накипи и очагов глубокой коррозии, что приводит к отказам и авариям котельных установок. Возрастают затраты на обслуживание и ремонт системы теплоснабжения.

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.

Есть опыт использования водорода в качестве топлива? Хотите задать вопросы по теме или рассказать о своем изобретении? Пожалуйста, комментируйте публикацию, участвуйте в обсуждениях и оставляйте фотографии своих самоделок. Блок обратной связи расположен ниже.

Вопросы и ответы

Вызвал мастера, а он мне говорит, что высота пламени выставлена неправильно и это может привести к течи в ближайшем будущем. Есть ли смысл вмешиваться в работу горелки?

Если мастер настаивает и видит угрозу, то лучше прислушаться к рекомендациям и сделать это, пока не наступил тот самый час Х.

На сгоне часто замечаю капли воды, но не пойму, проблема в конденсате или в утечке стыка, как понять и что сделать?

Просушите поверхность всего сгона, после чего приложите бумажное полотенце к стыковочному участку. Подержите 1-2 минуты. Если есть течь, то она себя проявит. За такой короткий промежуток времени конденсат образоваться не может априори. Сгон можно слегка подтянуть с помощью газового ключа. Если это не поможет, то нужно его полностью заменить.

Потек котел. Мастер сказал, есть две маленькие дырочки в водонагревателе и посоветовал заменить его на новый, так как котлу без малого 13 лет. Я бы хотел попробовать его заварить, дабы не тратиться. Можно ли это сделать и как лучше поступить?

Если мастер видит необходимость замены водонагревателя полностью, то есть смысл прислушаться, поскольку проблема может быть не только в наличии сквозных отверстий. Не всегда сварка, в том числе и холодная, может гарантировать исправность оборудования.

Подводя итоги, следует отметить, что течь в газовом котле не всегда возникает по причине трещины в водонагревателе. Нужно проверить все стыки системы отопления, а также исправность радиаторов. При обнаружении дырок лучше произвести замену, так как сварка даст временный эффект, и все равно придется тратиться на установку нового нагревательного резервуара.

Рейтинг ТОП-15 лучших твердотопливных котлов с водяным контуром 2021 года

Особенности водогрейных котлов

Версия с жидкостным контуром представляет собой модернизированную модификацию стандартной установки.

В конструкцию входят:

• камера сгорания;
• решетка из колосников;
• зольник;
• рубашка охлаждения водного типа.

Одноконтурные агрегаты предназначены для отопления жилья, двухконтурные аналоги дополнительно играют роль источника горячего водоснабжения.

В котел отопительный водогрейный топливо может загружаться механическим (ручным) либо автоматическим способом. Второй вариант предполагает наличие специального резервуара, требующего заполнения примерно 1 раз в 7 дней. Подобные приспособления дороже аналогов, что отрицательно влияет на их популярность среди населения.

Версии с электрическими ТЭН отслеживают массу сырья в топке, добавляя его при необходимости. Это позволяет обеспечить непрерывное функционирование системы.

ГОСТ: общие требования

В таблице приведены основные требования для рассматриваемого оборудования по ГОСТ 21563 93.

Прежде чем приступить к эксплуатации агрегата, необходимо изучить правила эксплуатации котлов.