Vorrichtung und Funktionsprinzip eines Wasserstoffheizkessels

Die Prinzipien der alternativen Energie gewinnen zunehmend die Aufmerksamkeit der Verbraucher. Dies wird in vielerlei Hinsicht durch die Erhöhung der Tarife für traditionelle Energie sowie durch regelmäßige Störungen auf dem Markt für Dienstleistungen erleichtert.

Unter diesen Umständen wird der Wasserstoffheizkessel als eine der vielversprechendsten Arten von Vorrichtungen angesehen, die mit erneuerbarem Brennstoff betrieben werden, nämlich Gas H₂.

Bevor Sie sich für eine solche Einheit entscheiden, müssen Sie sich mit dem Funktionsprinzip vertraut machen und die Vor- und Nachteile der Verwendung von Wasserstoff als Kraftstoff abwägen. Diese Fragen werden von uns untersucht und im Artikel ausführlich dargelegt.

Darüber hinaus haben wir die Parameter aufgeführt, die bei der Auswahl eines Kessels zu berücksichtigen sind, Hinweise zum Betrieb gegeben und einen Überblick über die besten werksseitig hergestellten Wasserstoffgeneratoren erstellt. Fans von hausgemachten handlichen Bedienungsanleitung Montageeinheit mit ihren eigenen Händen.

Eigenschaften von Wasserstoff als Kraftstoff

Wie oben erwähnt, ist der Brennstoff für solche Aggregate Wasserstoff, das leichteste Gas in der Natur, das keine Farbe und keinen Geruch aufweist. Zu seinen Vorteilen zählt eine große Wärmemenge, die bei der Verbrennung von H freigesetzt wird₂ (121 MJ / kg, beim Verbrennen von Propan entstehen nur 40 MJ / kg).

Wasserstoff verbrennt unter normalen Bedingungen bei einer Temperatur von + 2000 ° C, kann aber mit Hilfe eines Katalysators auf + 300 ° C reduziert werden. Dies ermöglicht die Herstellung von Kesseln aus kostengünstigem Stahl und nicht aus teuren Seltenerdmetallen.

Wasserstoff ist ungiftig, was die Sicherheit seiner Verwendung im täglichen Leben gewährleistet. Bei der Verbrennung dieses Stoffes entsteht Wasserdampf, der das Raumklima verbessert und keine Schornsteine ​​benötigt.

Zu den Nachteilen gehört die erhöhte Explosivität von Wasserstoff, insbesondere beim Vermischen mit Luft oder Sauerstoff, die zur Bildung von Detonationsgas führt.

Vor- und Nachteile von Wasserstoffkesseln

Die Stärken solcher Geräte sind:

1. Komplette Umweltfreundlichkeit. Wasserzersetzungsprodukte schädigen die Atmosphäre nicht, sie sind für die Gesundheit von Menschen und Haustieren völlig ungefährlich.
2. Hoher Wirkungsgraddas kann 96% erreichen. Dies ist deutlich höher als der Wirkungsgrad von Diesel, Erdgas oder Kohle.
3. Ressourcen schonen aufgrund der Anwendung alternative Energiequellen.
4. Niedriger Preis Kalorien. Für solche Geräte reicht Wasser und etwas Strom.

Gleichzeitig weisen solche Geräte Schwächen auf.

Zu den Minuspunkten sollten folgende Nuancen gehören:

1. Anspruchsvoller Service. Für ein Höchstmaß an Leistung H₂, müssen die Metallplatten jedes Jahr ausgetauscht werden. Zusätzlich zum Austausch der Elektroden muss regelmäßig ein Katalysator hinzugefügt werden, um die geplante Energiemenge zu erzeugen. Die Häufigkeit dieses Vorgangs hängt von der Leistung sowie von den Eigenschaften eines bestimmten Modells ab.
2. Hohe Kosten - Die Werkseinstellung kostet nicht weniger als 35-40 Tausend Rubel.
3. Explosionsgefahr mit zunehmendem Normaldruck im Kessel.
4. Mangel an Wasserstoffflaschen - Sie werden nur selten zum Verkauf angeboten.
5. Begrenzte Auswahl. Da solche Heizungen auf dem russischen Markt nicht sehr verbreitet sind, ist dies nicht immer möglich Finden Sie schnell ein geeignetes Modell sowie kompetente Fachkräfte für Installation und Reparatur Ausrüstung.
6. Die Notwendigkeit, Kommunikationen zu liefern. Für den Betrieb des Geräts ist eine permanente Verbindung zur Stromversorgung für die Durchführung der Elektrolysereaktion sowie zur Wasserquelle erforderlich, deren Durchfluss von der Leistung des Geräts abhängt.

Es ist zu erwähnen, dass die Hersteller neuen Technologien große Aufmerksamkeit schenken und versuchen, Wasserstoffkessel zu verbessern und die Nachteile zu beseitigen oder zu minimieren.

Das Funktionsprinzip der Heizeinheit

Aufgrund seiner Tätigkeit H₂ Es kommt in der Natur nicht in reiner Form vor, aber es reicht aus, es einfach durch Elektrolyse von gewöhnlichem Wasser zu isolieren, während auch gasförmiger Sauerstoff freigesetzt wird.

Damit die Heizung funktioniert, müssen Sie zuerst H bekommen₂. Dies geschieht in einem speziellen Fach, das für das Auftreten einer ähnlichen Reaktion vorgesehen ist. Flüssigkeit wird in den Behälter gegossen, in den die Metallplatten eingetaucht sind.

Sie werden mit Strom von speziell ausgewählter Reinheit versorgt, unter dessen Einfluss H freigesetzt wird.₂ und oh₂sowie ein Nebenprodukt - Wasserdampf.

Die resultierende Mischung wird durch eine spezielle Vorrichtung geleitet - einen chemischen Abscheider, mit dem es möglich ist, den Wasserstoff zu isolieren und von anderen Verunreinigungen zu trennen. Das gereinigte Gas wird dem Brenner zugeführt, auf dem das Ventil installiert ist.

Es verhindert die Bewegung von H₂ in die andere Richtung, die eine Explosion verhindert. In diesem Fall fallen Sauerstoff und Wasserdampf durch ein anderes System in einen speziellen Behälter.

Als nächstes passiert das Wasserstoffgas die Schutzeinheit und tritt in die Brennkammer ein. Hier reagiert es mit Gas in Gegenwart eines Katalysators, wodurch Wärme erzeugt wird, die über den Wärmetauscher in das Hausheizsystem gelangt.

In der Kammer freigesetzter Wasserdampf wird über einen eigenen Kanal in den Elektrolytreservoir zurückgeführt und somit im Kreislauf geführt.

Die Leistungsanpassung erfolgt über speziell ausgestattete Kanäle, von denen sechs erreicht werden können. In jeder dieser Vorrichtungen ist ein Katalysator enthalten, so dass beim Einschalten der Wärmeerzeugungsprozess beginnt.

Der auf 40 ° C erhitzte Gasstrom beginnt sich zum Wärmetauscher in der Brennkammer zu bewegen.

Aufgrund der getrennten Strukturen können die Kanäle unabhängig voneinander agieren, was es ermöglicht, nur einen Teil von ihnen einzuschließen.

Moderne Modelle sind auch mit verschiedenen Geräten ausgestattet, zum Beispiel mit Wasserstandsanzeigern und Sensoren Druck, der es ihnen ermöglicht, im automatischen Modus zu arbeiten und dringend auf unvorhergesehene Ereignisse zu reagieren Situationen.

Komponenten einer Wasserstoffanlage

Das mit Wasserstoff arbeitende Gerätesystem zum Heizen ist recht einfach.

Kesselspielt die Rolle eines Wärmetauschers und ist das Hauptelement, in dem die Wasserstoffproduktion stattfindet.

Elektrolyseur - der aktive Hauptteil des Kessels, in dem die elektrolytische Reaktion stattfindet, die zur Zersetzung von Wasser in H führt₂ und oh₂. Das Element ist ein mit Wasser gefüllter Tank, in dem Metallelektroden angeordnet sind, die die maximale Leitfähigkeit des Stroms aufweisen.

Die Drähte sind mit Platten verbunden, mit denen die Stromversorgung erfolgt.

Brenner - ein Gerät, das zur Erwärmung des Kühlmittels in der Heizungsanlage beiträgt. Befindet es sich in der Brennkammer, wird ein Funke zugeführt, um diese zu zünden.

Brennerventil - Ein spezielles Teil befindet sich oben am Gerät. Dank diesem Detail H₂steigt nach oben, überwindet leicht die Barriere, die für andere freigesetzte Substanzen unzugänglich ist, und tritt direkt in den Brenner ein.

Pipeline - Kommunikation, die vom Gerät abweicht und zur Wärmeversorgung aller Bereiche des Hauses verwendet wird. Zum Umreifen verwenden Heizungsrohre mit einem Durchmesser von 25-32 mm. Bei der Verlegung gilt die Grundregel: Der Durchmesser jeder nachfolgenden Verzweigung sollte kleiner sein als der vorherige.

Generatorauswahlkriterien

Bei der Kaufentscheidung für eine solche Technik ist es wichtig, die folgenden Kriterien zu beachten.

Macht. Bei modernen Geräten kann der Wert dieses Indikators erheblich variieren, sodass Sie die beste Option für ein kleines Haus und für ein zwei- oder dreistöckiges Gebäude auswählen können.

Anzahl der Konturen. Bei Geräten, die mit Wasserstoff betrieben werden, ist in der Regel ein Heizkreis installiert. Bei einigen Modellen ist auch eine zusätzliche Installation des zweiten (Heiz-) Kreislaufs vorgesehen.

Leistungsaufnahme. Die heutige Technologie ermöglicht es uns, eine hervorragende Wärmeleistung bei minimalem Stromverbrauch zu erzielen. Der Stromverbrauch verschiedener Generatortypen variiert zwischen 1,2 und 3 kW pro Stunde.

Ein niedriger Energieverbrauch wird dadurch erreicht, dass der Wasserstoffkessel nicht kontinuierlich arbeitet, sondern nur um eine bestimmte Temperatur im Raum aufrechtzuerhalten.

Stromquelle. Alle Arten von Wasserstoffgeneratoren lassen sich in zwei große Kategorien einteilen: Die eine wird mit Gas und die andere mit Elektrizität betrieben.

Hersteller. Es ist besser, bewährte Hersteller (Italien, USA) zu bevorzugen. Es ist notwendig, Angst vor den minderwertigen Produkten zu haben, die von zweifelhaften Unternehmen zu äußerst niedrigen Preisen angeboten werden.

Tipps zum Kesselbetrieb

Um die Funktionalität des Geräts zu verbessern, ist es wichtig, die beigefügten Anweisungen zu befolgen. Es ist möglich, den Betrieb des Geräts durch Hinzufügen zusätzlicher Details zu verbessern (hierbei sollten die Sicherheitsregeln genau befolgt werden).

Sie können spezielle Sensoren im Inneren des Wärmetauschers installieren, um den Anstieg der Wassererwärmung zu überwachen und die Konstruktion des Brenners durch Absperrventile zu ergänzen.

Schließen Sie es einfach direkt an Temperaturfühlerdamit der Kessel automatisch abgeschaltet wird, sobald die Heizung den Sollwert erreicht.

Es ist auch nützlich, eine Einheit zur Kühlung des genormten Kessels zu installieren.

Bei Einhaltung der Betriebsnormen der Einheit wird die Arbeit mit Wasserstoff mehr als ein Dutzend Jahre dauern. Obwohl die Garantiezeit solcher Geräte 15 Jahre beträgt, können sie in der Praxis 20 bis 30 Jahre lang gut funktionieren.

Das Reparieren solcher Geräte wird für einen erfahrenen Meister nicht schwierig sein, da sich das Konzept eines Wasserstoffkessels nicht wesentlich von Analoga unterscheidet, die mit anderen Brennstoffen arbeiten.

Top 5 werksseitig hergestellte Wasserstoffgeneratoren

Das erste Unternehmen, das die Technologie zur Herstellung eines Wasserstoffkessels herstellte und patentierte, war das italienische Unternehmen. Giacomini. Sie ist spezialisiert auf Geräte, die auf ökologischen Methoden der Energieerzeugung basieren: Erdwärmepumpen, Sonnenkollektoren und andere.

Derzeit werden diese Modelle von amerikanischen, chinesischen, europäischen Unternehmen hergestellt, Ihre Reichweite ist jedoch nicht zu groß im Vergleich zu Kesseln anderer Typen Kraftstoff.

Die besten Fabrikmodelle von Wasserstoffsystemen

Zu den beliebtesten Modellen zählen:

1. MegaTank100 - Generator, der mit Strom aus dem Netz betrieben wird. Es verfügt über ein zuverlässiges mehrstufiges Überhitzungs- und Kurzschlussschutzsystem, das sicheres und produktives Arbeiten garantiert. Die Kosten des Modells hängen von seiner Konfiguration ab.
2. STAR-2000 - Ein teures Gerät (> 200.000 Rubel) weist hervorragende technische Eigenschaften auf. Obwohl dieser Generator ein Minimum an Energie verbraucht, kann er einen Raum von 251 bis 300 Quadratmetern heizen.
3. Kingkar - Ein netzbetriebenes Gerät mit hervorragenden Arbeitseigenschaften. Die Kosten des Modells sind ziemlich hoch - etwa 100.000 Rubel, aber es wird durch den sparsamen Energieverbrauch erstattet.
4. H2-2 - Italienische Ausrüstung der Extraklasse zu einem hohen Preis (ca. 250.000 Rubel). Luft in großen Räumen erwärmen lassen (ab 300 m)³ und darüber) mit minimalem Stromverbrauch.
5. Freie Energie - hochwertige Geräte zu demokratischen Kosten im Bereich von 15-35 Tausend Rubel (der Preis hängt von der Leistung und anderen Eigenschaften ab). Ausgestattet mit einer Steuereinheit, die viele Prozesse automatisiert, mehrstufige Sensorspannungs- und Druckregelung.

Es gibt auch andere Modelle in verschiedenen Preiskategorien.

Wie man einen Kessel selber macht

Heizgeneratoren sind recht einfach aufgebaut. Mit einer bekannten Fähigkeitsstufe können Sie montieren Sie das Gerät selbst. Gleichzeitig erfordern solche Arbeiten aufgrund der Explosivität des Wasserstoffgemisches außerordentliche Verantwortung, sicherheitstechnische Kenntnisse und Erfahrung in der Installation solcher Geräte.

Der Prozess der Herstellung Ihres eigenen Wasserstoffkessels kann in mehrere Stufen unterteilt werden.

Schritt # 1 – Zeichnen und Vorbereiten von Materialien. Zuallererst sollten ähnliche Projekte im Internet gefunden werden, um auf ihrer Basis ein Gerät zu entwickeln, das alle Bedingungen und Möglichkeiten erfüllt.

Es ist notwendig, alle Indikatoren und vor allem die erforderliche Leistung genau zu berechnen und die Materialien festzulegen, aus denen der Kessel hergestellt wird. Die beste Option sind ferromagnetische Legierungen, die jedoch aus rostfreiem Stahl hergestellt werden.

Obwohl ein Wasserstoffgenerator unterschiedliche Konstruktionen haben kann, bleiben die folgenden Details gleich:

• 12 Volt Stromquelle;
• Tank, in dem sich die Struktur befinden wird;
• PWM-Regler mit einer Leistung von mindestens 30 A;
• mehrere Rohre unterschiedlichen Durchmessers aus Stahl, Edelstahl;
• Stahlblech;
• Bügelsäge;
• Gasbrenner - Besser fertig, im Laden gekauft.

Schritt 2 – Elektrolyterzeugung. Für die Herstellung von Blechen, die mit einem Elektrolyseur ausgestattet werden, müssen Sie ein Stahlblech mittlerer Dicke nehmen. Mit einer Metallschere, einer Metallsäge oder einem anderen Werkzeug wird sie in gleich große Streifen von 18 oder mehr Stücken geschnitten (die Anzahl muss unbedingt gerade sein).

Aus dem jeweils anderen Land müssen Löcher für die Schrauben gebohrt werden, die erforderlich sind, um diese Elemente im Elektrolyten vollständig stationär zu halten.

Alle Platten sind in Anoden und Kathoden unterteilt. Abhängig von dieser Unterteilung werden Drähte angeschlossen, die positive und negative Ladungen übertragen.

Die Verwendung von Gleichstrom ist effektiver als die Verwendung von Wechselstrom. Als Quelle wird am besten ein PWM-Generator verwendet.

Schritt Nummer 3 – Zellenanordnung. Das beste Material für die Herstellung dieses Elements ist Edelstahl. Eine massive Konstruktion mit rechteckiger oder quadratischer Form wird aus Metall geschweißt, woraufhin Wasser oder eine Mischung aus H hineingegossen wird.₂O mit dem Katalysator sowie vorbereitete Platten mit den angeschlossenen Leitern werden aufgelegt.

Schritt 4 – Brenneranschluss. Im oberen Teil des Geräts befindet sich ein Brenner. Verwenden Sie besser das Kaufmodell, das Sie in einem Fachgeschäft erwerben können.

Schritt Nummer 5 – Installation und Anschluss eines Abscheidersdas zur Abtrennung von Wasserstoff aus dem Gasgemisch notwendig ist.

Schließlich wird eine Röhre aufgelegt, auf die H₂ wird auf den Brenner steigen und auch die Elemente verbinden, die Wärme abführen und im ganzen Haus verteilen.

Welches Wasser ist besser - klar oder destilliert?

Eine der Fragen, die Besitzer von Wasserstoffkesseln häufig stellen, betrifft das Wasser, mit dem die Geräte betrieben werden.

Experten zufolge zeigen die beste Leistung Fabrik oder hausgemachte Geräte bei der Arbeit an destilliertes Wasser, zu dem sehr wenig Natriumhydroxid hinzugefügt wird (für 10 Liter H2O - eine Tabelle) Löffel).

Der Wasserstoffkessel kann jedoch erfolgreich mit Leitungswasser betrieben werden. Hauptsache, er enthält keine Schwermetallsalze.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Im Video unten sehen Sie einen Überblick über das Modell eines Gaskessels, der mit Wasserstoff betrieben wird und von der berühmten koreanischen Firma DAEWOO hergestellt wird.

Nicht umsonst wird Wasserstoff als Brennstoff der Zukunft bezeichnet: Dieses Gas kann zu einer nahezu unbegrenzten Ressource billiger, umweltfreundlicher Brennstoffe werden, die in verschiedenen Anlagen eingesetzt werden können.

Mit einem wasserstoffbetriebenen Heizkessel, der im Werk oder unabhängig hergestellt wird, können Sie ein autonomes Heizsystem erstellen. Dies wird dazu beitragen, die Zahlungen im Wohnungsbau und im kommunalen Bereich erheblich zu senken und über die Aufrechterhaltung einer angenehmen Temperatur in Wohn- und Wirtschaftsräumen zu entscheiden.

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