Zařízení a princip provozu kotle na vodík

Zásady alternativní energie stále více získávají pozornost spotřebitelů. To je v mnoha směrech usnadněno růstem tarifů pro tradiční zdroje energie a pravidelným narušováním trhu služeb.

Za těchto okolností je kotel na ohřev vodíku považován za jeden z nejslibnějších typů zařízení, která pracují s obnovitelným palivem, kterým je plyn H₂.

Před rozhodnutím o koupi takové jednotky je nutné seznámit se s principem jejího provozu, vyhodnotit výhody a nevýhody použití vodíku jako paliva. Tyto otázky jsou studovány námi a podrobně popsány v článku.

Kromě toho jsme načrtli parametry, které by měly být vzaty v úvahu při výběru kotle, poskytly rady k provozu a připravily přehled nejlepších vodíkových generátorů z výroby. Fanoušci domácích praktických návodů montážní jednotky vlastními rukama.

Vlastnosti vodíku jako paliva

Jak je uvedeno výše, palivem pro takové agregáty je vodík, nejjednodušší plyn v přírodě, který nemá barvu a vůni. Mezi jeho výhody patří velké množství tepla, které se uvolňuje při spalování H₂ (121 MJ / kg, zatímco propan produkuje pouze 40 MJ / kg).

Za normálních podmínek dochází ke spalování vodíku při teplotě + 2000 ° C, ale pomocí katalyzátoru může být snížen na + 300 ° C. To umožňuje vyrábět kotle z levné oceli a nikoliv z drahých kovů vzácných zemin.

Vodík je netoxický, což zajišťuje bezpečnost jeho použití v každodenním životě. Když je tato látka spálena, vzniká vodní pára, která zlepšuje vnitřní klima a nepotřebuje komíny.

Nevýhodou je zvýšená výbušnost vodíku, zejména ve směsi se vzduchem nebo kyslíkem, což vede k tvorbě detonačního plynu.

Výhody a nevýhody vodíkových kotlů

Silnými stránkami těchto zařízení jsou:

1. Úplná šetrnost k životnímu prostředí. Produkty rozkladu vody nepoškozují ovzduší, jsou zcela bezpečné pro zdraví lidí a zvířat.
2. Vysoká účinnostkteré mohou dosáhnout 96%. To je výrazně vyšší než účinnost nafty, zemního plynu nebo uhlí.
3. Šetření přírodních zdrojů vzhledem k aplikaci alternativních zdrojů energie.
4. Nízká cena kalorií. Pro taková zařízení dostatek vody a elektřiny.

Tyto přístroje mají zároveň slabé stránky.

Mezi minusy by měly patřit tyto nuance:

1. Náročná služba. Pro nejvyšší možný stupeň výstupu H₂, je nutné vyměnit plechy každý rok. Kromě výměny elektrod musí být pravidelně přidáván katalyzátor, aby se dosáhlo plánovaného množství energie. Frekvence tohoto postupu závisí na výkonu, stejně jako na vlastnostech konkrétního modelu.
2. Vysoké náklady - tovární nastavení bude stát ne méně než 35-40 tisíc rublů.
3. Nebezpečí výbuchu se zvyšujícím se normalizovaným tlakem v kotli.
4. Nedostatek vodíkových válců - jsou zřídka nalezeny v prodeji.
5. Omezená volba. Vzhledem k tomu, že takové ohřívače nejsou na ruském trhu příliš běžné, není to vždy možné rychle najít vhodný model, stejně jako najít kompetentní odborníky pro instalaci a opravy zařízení.
6. Potřeba dodávat komunikace. Pro provoz zařízení je nutné mít trvalé připojení k napájecímu zdroji pro provádění elektrolytické reakce, jakož i ke zdroji vody, jejíž rychlost závisí na výkonu zařízení.

Je třeba zmínit, že výrobci věnují velkou pozornost novým technologiím, snaží se zlepšit vodíkové kotle, eliminují nebo minimalizují nevýhody.

Princip činnosti topného tělesa

Vzhledem ke své aktivitě H₂ V přírodě se nenachází ve své čisté formě, ale stačí ji jednoduše izolovat od běžné vody elektrolýzou, zatímco plynný kyslík se také uvolňuje.

Aby ohřívač fungoval, musíte nejprve dostat H₂. K tomu dochází ve zvláštním oddělení určeném pro výskyt podobné reakce. Kapalina se nalije do nádoby, kde jsou kovové desky ponořeny.

Jsou napájeny elektrickým proudem speciálně zvolené čistoty, pod jehož vlivem se uvolňuje H.₂ a oh₂jakož i vedlejší produkt - vodní pára.

Výsledná směs prochází speciálním zařízením - chemickým separátorem, pomocí kterého je možné izolovat vodík a oddělit ho od ostatních nečistot. Přečištěný plyn se přivádí do hořáku, na kterém je ventil nainstalován.

Zabraňuje pohybu H₂ v opačném směru, který zabraňuje explozi. V tomto případě odpadne kyslík a vodní pára jiným systémem do speciální nádoby.

Dále plynný vodík prochází ochrannou jednotkou a vstupuje do spalovací komory. Zde reaguje s plynem v přítomnosti katalyzátoru, v důsledku čehož vzniká teplo, které přes výměník tepla vstupuje do systému vytápění domu.

Vodní pára uvolněná v komoře se vrací přes vyhrazený kanál do zásobníku elektrolytu, čímž se používá recirkulačního procesu.

Nastavení výkonu se provádí pomocí speciálně vybavených kanálů, jejichž počet může dosáhnout šesti. Katalyzátor je obsažen v každém z těchto zařízení, takže když se zapne, začíná proces tvorby tepla.

Proud plynu, zahřátý na teplotu 40 ° C, se začíná pohybovat do výměníku tepla umístěného ve spalovací komoře.

Díky samostatným strukturám mohou kanály fungovat nezávisle na sobě, což umožňuje zahrnout pouze jejich část.

Moderní modely jsou také vybaveny různými zařízeními, například indikátory hladiny vody a senzory tlak, který jim umožňuje pracovat v automatickém režimu a neodkladně reagovat na nepředvídané události situacích.

Součásti vodíkové elektrárny

Systém zařízení pro vytápění, fungující na vodíku, je poměrně jednoduchý.

Kotel, který hraje roli tepelného výměníku, je hlavním prvkem výroby vodíku.

Elektrolizér - hlavní aktivní část kotle, kde probíhá elektrolytická reakce, vedoucí k rozkladu vody na H₂ a oh₂. Prvek je nádrž naplněná vodou, ve které jsou umístěny kovové elektrody, které mají maximální vodivost proudu.

Vodiče jsou připojeny k deskám, kterými se provádí přívod elektřiny.

Hořák - zařízení, které přispívá k ohřevu chladicí kapaliny v topném systému. Nachází se ve spalovací komoře, k zapálení se dodává jiskra.

Ventil hořáku - Speciální část umístěná v horní části přístroje. Díky tomuto detailu H₂, stoupající nahoru, snadno překonává bariéru nepřístupnou jiným uvolněným látkám a vstupuje přímo do hořáku.

Potrubí - komunikace, které se odklánějí od jednotky a slouží k zásobování teplem ve všech prostorách domu. Pro páskování topných trubek o průměru 25-32 mm. Při pokládce dodržujte základní pravidlo: průměr každé následující větve by měl být menší než průměr předchozí.

Kritéria výběru generátorů

Při rozhodování o nákupu takové techniky je důležité věnovat pozornost následujícím kritériím.

Napájení. U moderních přístrojů se hodnota tohoto indikátoru může značně lišit, což vám umožní zvolit nejlepší variantu pro malý dům a pro dvou, třípatrový objekt.

Počet obrysů. U zařízení pracujících na vodíku je obvykle instalován topný okruh. U některých modelů je také k dispozici dodatečná instalace druhého (topného) okruhu.

Úroveň spotřeby energie. Dnešní technologie nám umožňuje dosáhnout vynikajícího tepelného výkonu při použití minima elektrické energie. Příkon různých typů generátorů se pohybuje od 1,2 do 3 kW za 1 hodinu.

Nízké spotřeby energie je dosaženo díky tomu, že vodíkový kotel nepracuje nepřetržitě, ale pouze pro udržení určité teploty v místnosti.

Zdroj napájení. Všechny typy vodíkových generátorů mohou být rozděleny do dvou širokých kategorií: jedna je poháněna plynem a druhá elektřinou.

Výrobce. Je lepší dávat přednost osvědčeným výrobcům (Itálie, USA). Je třeba se obávat nízko kvalitních výrobků, které nabízejí pochybné podniky za velmi nízké ceny.

Tipy pro provoz kotle

Pro zlepšení funkčnosti jednotky je důležité dodržovat přiložené pokyny. Je možné zlepšit provoz zařízení přidáním dalších podrobností (zde by měla být přísně dodržována bezpečnostní pravidla).

Do prostoru výměníku tepla můžete instalovat speciální senzory pro monitorování zvýšení ohřevu vody a doplnění konstrukce hořáku uzavíracími ventily.

Stačí jej připojit přímo čidlo teplotytak, aby se kotel automaticky vypnul, jakmile topení dosáhne nastavené hodnoty.

Je také vhodné instalovat zařízení pro normalizované chlazení kotle.

V případě splnění norem provozu jednotky, pracující na vodíku, bude sloužit více než tucet let. I když záruční doba těchto zařízení je 15 let, v praxi mohou dobře fungovat 20-30 let.

Oprava takových zařízení nebude pro zkušeného mistra obtížná, protože koncept vodíkového kotle se příliš neliší od analogů pracujících na jiných typech paliv.

Top 5 továrních generátorů vodíku

První společností, která vyráběla a patentovala technologii výroby kotle na vodíková paliva, byla italská společnost. Giacomini. Specializuje se na zařízení založená na ekologických metodách výroby energie: geotermální čerpadla, solární panely a další.

V současné době jsou tyto modely vyráběny americkými, čínskými, evropskými společnostmi, jejich rozsah však není příliš široký ve srovnání s kotli pracujícími v jiných typech paliva.

Nejlepší tovární modely vodíkových systémů

Mezi nejoblíbenější modely patří:

1. MegaTank100 - generátor, napájený elektřinou ze sítě. Má spolehlivý víceúrovňový systém ochrany proti přehřátí a zkratu, který zaručuje bezpečnou a produktivní práci. Cena modelu závisí na jeho konfiguraci.
2. STAR-2000 - drahá jednotka (> 200 000 rublů) má vynikající technické vlastnosti. Navzdory tomu, že tento generátor spotřebovává minimum energie, je schopen vytápět místnost o rozloze 251-300 m2.
3. Kingkar - Přístroj napájený ze sítě s vynikajícími pracovními vlastnostmi. Náklady na model je poměrně vysoká - asi 100 tisíc rublů, ale je hrazena ekonomickou spotřebou energie.
4. H2-2 - Italské vybavení pro mimořádnou třídu za vysokou cenu (asi 250 000 rublů). umožňuje ohřívat vzduch ve velkých prostorech (od 300 m)³ a výše) s minimální spotřebou elektřiny.
5. Volná energie - vysoce kvalitní zařízení na demokratické náklady v rozmezí 15-35 tisíc rublů (cena závisí na síle a další vlastnosti). Je vybaven řídící jednotkou, která automatizuje mnoho procesů, víceúrovňovou regulaci napětí a tlaku.

Existují i ​​další modely v různých cenových kategoriích.

Jak vyrobit kotel sami

Generátory vytápění mají poměrně snadný design. Se známou úrovní dovedností můžete zařízení smontujte sami. Vzhledem k výbušnosti vodíkové směsi však tato práce vyžaduje mimořádnou zodpovědnost, znalost bezpečnostních technik a zkušeností s instalací těchto zařízení.

Proces výroby vlastního vodního kotle lze rozdělit do několika fází.

Krok # 1 – kreslení a příprava materiálů. V první řadě by podobné projekty měly být nalezeny na internetu, aby se na jejich základě vytvořilo zařízení, které by splňovalo všechny podmínky a možnosti.

Je nutné přesně vypočítat všechny indikátory a především požadovaný výkon a také rozhodnout o materiálech, které budou použity pro výrobu kotle. Nejlepší volba je považována za feromagnetické slitiny, ale je to docela vhodná kapacita, vyrobená z nerezové oceli.

Ačkoli generátor vodíku může mít různé konstrukce, následující podrobnosti zůstávají stejné:

• 12 voltový zdroj;
• nádrž, kde bude umístěna konstrukce;
• PWM regulátor s kapacitou nejméně 30 A;
• několik trubek různého průměru, vyrobených z oceli, nerezové oceli;
• ocelový plech;
• pila;
• plynový hořák - Lepší připraven, koupil v obchodě.

Krok 2 – výroba elektrolytů. Pro výrobu desek, které budou vybaveny elektrolyzérem, je třeba vzít ocelový plech střední tloušťky. Použitím nůžek na kov, pilou nebo jiným nástrojem je řezán na stejné proužky v množství 18 nebo více kusů (číslo musí být nutně sudé).

Z opačné země v každém z nich je nutné vyvrtat otvory pro šrouby, které budou potřebné pro udržení těchto prvků v elektrolytu zcela stacionární.

Všechny desky jsou rozděleny na anody a katody, v závislosti na tomto rozdělení, vodiče jsou k nim připojeny, resp. Přenášejí kladné a záporné náboje.

Použití stejnosměrného proudu je účinnější než použití střídavého proudu. Jako zdroj je nejlepší použít generátor typu PWM.

Krok číslo 3 – sestavení buněk. Nejlepším materiálem pro výrobu tohoto prvku je nerezová ocel. Pevná konstrukce obdélníkového nebo čtvercového tvaru je svařena z kovu, po které se do ní nalije voda nebo směs H.₂0 s katalyzátorem a také jsou připraveny desky s připojenými vodiči.

Krok 4 – připojení hořáku. V horní části zařízení je namontován hořák - je lepší použít nákupní model, který lze zakoupit ve specializovaném obchodě.

Krok číslo 5 – instalace a připojení separátorukterý je nezbytný pro oddělení vodíku od plynné směsi.

Nakonec je položena trubka, na které H₂ se zvedne k hořáku a také spojí prvky, které odvádějí teplo a rozdělují ho po celém domě.

Která voda je lepší - prostá nebo destilovaná?

Jednou z otázek, které majitelé vodíkových kotlů často žádají, je voda používaná pro provoz zařízení.

Podle odborníků, nejlepší výkon továrna nebo domácí zařízení prokázat při práci na destilovaná voda, do které se přidává jen velmi málo hydroxidu sodného (pro 10 litrů H20 - jeden stůl lžíce).

Nicméně, vodíkový kotel může úspěšně fungovat na vodovodní vodě, hlavní věc je, že neobsahuje soli těžkých kovů.

Závěry a užitečné video na toto téma

Ve videu níže uvidíte přehled modelu plynového kotle provozovaného na vodíkové palivo, který vyrábí známá korejská společnost DAEWOO.

Není bezdůvodně, že vodík se nazývá palivo budoucnosti: tento plyn se může stát téměř neomezeným zdrojem levného paliva šetrného k životnímu prostředí, které lze použít v různých zařízeních.

Kotel na vodík, vyrobený v továrně nebo nezávisle, vám umožní vytvořit autonomní systém vytápění. To přispěje k významnému snížení plateb v oblasti bydlení a komunálních služeb, rozhodne o udržení příjemné teploty v obytných místnostech a technických místnostech.

Máte zkušenosti s použitím vodíku jako paliva? Chcete klást otázky na toto téma nebo vyprávět o svém vynálezu? Komentujte prosím publikaci, zúčastněte se diskusí a pošlete fotky svých domácích produktů. Blok zpětné vazby je umístěn níže.