Vandeninio šildymo katilo darbo įrenginys ir veikimo principas

Alternatyvios energijos principai vis dažniau suvokia vartotojus. Daugeliu atvejų tai palengvina tradicinių energijos šaltinių tarifų augimas ir periodiniai paslaugų rinkos sutrikimai.

Tokiomis aplinkybėmis vandenilio šildymo katilas laikomas vienu iš perspektyviausių prietaisų, veikiančių atsinaujinančiu kuru, ty H dujų.₂.

Prieš priimant sprendimą pirkti tokį įrenginį, būtina susipažinti su jo veikimo principu, įvertinti vandenilio kaip kuro naudojimo privalumus ir trūkumus. Šiuos klausimus nagrinėjame ir išsamiai aprašome straipsnyje.

Be to, mes apibūdinome parametrus, į kuriuos reikėtų atsižvelgti renkantis katilą, patarimus dėl eksploatacijos ir parengėme geriausių gamykloje pagamintų vandenilio generatorių apžvalgą. Namų rankų instrukcijų surinkimo bloko ventiliatoriai su savo rankomis.

Vandenilio kaip kuro savybės

Kaip minėta pirmiau, tokių agregatų degalai yra vandenilis, paprasčiausias gamtoje dujas, neturintis spalvos ir kvapo. Tarp jo privalumų yra didelis šilumos kiekis, kuris išsiskiria deginant H₂ (121 MJ / kg, o deginant propaną - tik 40 MJ / kg).

Normaliomis sąlygomis vandenilis sudegina + 2000 ° C temperatūroje, tačiau naudojant katalizatorių jis gali būti sumažintas iki + 300 ° C. Tai leidžia gaminti katilus iš nebrangių plieno, o ne iš brangių retųjų žemių metalų.

Vandenilis yra netoksiškas, kuris užtikrina jo naudojimo saugumą kasdieniame gyvenime. Kai ši medžiaga sudeginama, susidaro vandens garai, kurie pagerina patalpų klimatą ir nereikalauja dūmtraukių.

Trūkumai yra padidėjęs vandenilio sprogumas, ypač kai jis sumaišomas su oru ar deguonimi, todėl susidaro detonuojanti dujos.

Vandenilio katilų privalumai ir trūkumai

Tokių įrenginių privalumai:

1. Visiškai nekenksmingas aplinkai. Vandens skilimo produktai nekenkia atmosferai, jie yra visiškai saugūs žmonių ir gyvūnų sveikatai.
2. Didelis efektyvumaskuris gali siekti 96%. Tai gerokai didesnė nei dyzelino, gamtinių dujų ar anglies efektyvumas.
3. Taupyti gamtos išteklius dėl paraiškos alternatyvių energijos šaltinių.
4. Žema kaina kalorijų. Tokiems įrenginiams reikia pakankamai vandens ir elektros.

Tuo pačiu metu tokie įrenginiai turi trūkumų.

Tarp minusų turėtų būti šie niuansai:

1. Reikalinga paslauga. Didžiausias galimas H galios lygis₂, kasmet reikia pakeisti metalo plokšteles. Be elektrodų pakeitimo, reikia reguliariai pridėti katalizatorių, kad būtų sukurtas planuojamas energijos kiekis. Šios procedūros dažnumas priklauso nuo galios ir konkretaus modelio charakteristikų.
2. Aukštos išlaidos - gamyklos nustatymas kainuos ne mažiau kaip 35–40 tūkst. rublių.
3. Sprogimo pavojus didėjant normalizuotam slėgiui katile.
4. Vandenilio cilindrų trūkumas - jie parduodami retai.
5. Ribotas pasirinkimas. Kadangi tokie šildytuvai Rusijos rinkoje nėra labai paplitę, tai ne visada įmanoma greitai surasti tinkamą modelį, taip pat rasti kompetentingus specialistus montavimui ir remontui įranga.
6. Būtinybė teikti ryšius. Prietaisui valdyti būtina turėti nuolatinį prijungimą prie maitinimo šaltinio elektrolizės reakcijai įgyvendinti, taip pat prie vandens šaltinio, kurio srautas priklauso nuo prietaiso galios.

Būtina paminėti, kad gamintojai daug dėmesio skiria naujoms technologijoms, siekia pagerinti vandenilio katilus, pašalinti ar sumažinti trūkumus.

Šildymo įrenginio veikimo principas

Dėl savo veiklos H₂ Gamtoje jis nėra gryno pavidalo, tačiau pakanka tiesiog jį išskirti iš paprasto vandens elektrolizės būdu, o taip pat išsiskiria dujinis deguonis.

Kad šildytuvas veiktų, pirmiausia turite gauti H₂. Tai vyksta specialiame skyriuje, skirtoje panašiai reakcijai. Skystis pilamas į konteinerį, kuriame yra panardintos metalinės plokštės.

Jie tiekiami su specialiai pasirinkto grynumo elektrine srovė, kurią įtakoja H.₂ ir oh₂taip pat šalutinis produktas - vandens garai.

Gautas mišinys patenka per specialų prietaisą - cheminį separatorių, su kuriuo galima išskirti vandenilį, atskiriant jį nuo kitų priemaišų. Išgryninta dujos tiekiamos į degiklį, kuriame įrengtas vožtuvas.

Jis neleidžia judėti H₂ kita kryptimi, kuri neleidžia sprogimui. Tokiu atveju deguonis ir vandens garai per kitą sistemą nukris į specialų konteinerį.

Toliau vandenilio dujos eina per apsauginį bloką ir patenka į degimo kamerą. Čia jis reaguoja su dujomis, esant katalizatoriui, dėl kurio susidaro šiluma, kuri per šilumokaitį patenka į namų šildymo sistemą.

Kameroje išleidžiamas vandens garas grąžinamas per specialų kanalą į elektrolitų rezervuarą, taigi naudojant recirkuliacijos procesą.

Galios reguliavimas atliekamas naudojant specialiai įrengtus kanalus, kurių skaičius gali pasiekti šešis. Kiekviename iš šių įrenginių yra katalizatorius, todėl įjungus šilumos gamybos procesą.

Dujų srautas, šildomas iki 40 ° C, pradeda judėti į šilumokaitį, esantį degimo kameroje.

Dėl atskirų struktūrų kanalai gali veikti nepriklausomai vienas nuo kito, o tai leidžia įtraukti tik dalį jų.

Šiuolaikiniai modeliai taip pat yra aprūpinti įvairiais prietaisais, pvz., Vandens lygio ir jutiklių rodikliais spaudimas, kuris leidžia jiems dirbti automatiniu režimu ir skubiai reaguoti į nenumatytus situacijas.

Vandenilio įrenginio komponentai

Šildymo įrenginys, veikiantis vandeniliu, yra gana paprastas.

Katilas, atliekant šilumokaičio vaidmenį, yra pagrindinis elementas, kuriame vyksta vandenilio gamyba.

Elektrolizatorius - pagrindinė aktyvioji katilo dalis, kurioje vyksta elektrolitinė reakcija, dėl kurios suskaidomas vanduo į H₂ ir oh₂. Elementas yra bakas, pripildytas vandeniu, kuriame yra metaliniai elektrodai, turintys didžiausią srovės laidumą.

Laidai yra prijungti prie plokščių, kuriomis atliekamas elektros tiekimas.

Degiklis - įtaisas, prisidedantis prie aušinimo skysčio šildymo šildymo sistemoje. Jis yra degimo kameroje, uždegamas kibirkštis.

Degiklio vožtuvas - Speciali dalis, esanti prietaiso viršuje. Dėl šios detalės H₂į viršų, lengvai įveikia barjerą, prieinamą kitoms išleistoms medžiagoms, ir patenka tiesiai į degiklį.

Vamzdynas - ryšiai, kurie nukrypsta nuo įrenginio ir naudojami šilumos tiekimui visose namo vietose. Naudojant pleistrą šildymo vamzdžiai 25-32 mm skersmens. Statydami vadovaukitės pagrindine taisykle: kiekvieno tolesnio šakotuvo skersmuo turi būti mažesnis nei ankstesnis.

Generatoriaus atrankos kriterijai

Priimant sprendimą pirkti tokią techniką, svarbu atkreipti dėmesį į šiuos kriterijus.

Galia. Šiuolaikiniuose įrenginiuose šio indikatoriaus vertė gali labai skirtis, o tai leidžia pasirinkti geriausią variantą mažam namui ir dviejų, trijų aukštų pastatui.

Kontūrų skaičius. Įrenginiuose, veikiančiuose vandenilį, paprastai įrengiamas šildymo kontūras. Kai kuriuose modeliuose taip pat yra papildomas antrosios (šildymo) grandinės įrengimas.

Energijos suvartojimo lygis. Šiandienos technologija leidžia mums pasiekti puikų šilumos našumą naudojant minimalią elektros energiją. Įvairių tipų generatorių energijos suvartojimas svyruoja nuo 1,2 iki 3 kW per 1 valandą.

Mažas energijos suvartojimas pasiekiamas dėl to, kad vandenilio katilas neveikia nuolat, bet tik tam, kad palaikytų tam tikrą temperatūrą patalpoje.

Maitinimo šaltinis. Visų tipų vandenilio generatoriai gali būti suskirstyti į dvi plačias kategorijas: vieną - dujas, o kitą - elektra.

Gamintojas. Geriau rinktis išbandytus gamintojus (Italija, JAV). Būtina bijoti žemos kokybės produktų, kuriuos abejotinos įmonės siūlo labai žemomis kainomis.

Katilo naudojimo patarimai

Siekiant pagerinti įrenginio funkcionalumą, svarbu laikytis pridedamų instrukcijų. Įrenginio veikimą galima patobulinti pridedant papildomų duomenų (šiuo atveju griežtai laikomasi saugos taisyklių).

Šilumokaičio viduje galite įrengti specialius jutiklius, kad būtų galima stebėti vandens šildymo padidėjimą, taip pat papildyti degiklio konstrukciją su stabdymo vožtuvais.

Tiesiog prijunkite jį tiesiai prie temperatūros jutiklistaip, kad katilas automatiškai išsijungtų, kai šildymas pasiekia nustatytą tašką.

Taip pat naudinga įrengti prietaisą normalizuotam katilo aušinimui.

Tuo atveju, kai laikomasi vieneto eksploatavimo standartų, dirbant su vandeniliu, bus dirbama daugiau nei dešimt metų. Nors tokių įrenginių garantinis laikotarpis yra 15 metų, praktiškai jie gali dirbti gerai 20-30 metų.

Tokių prietaisų taisymas patyrusiam meistrui nebus sudėtingas, nes vandenilio katilo koncepcija nėra labai skirtinga nuo analogų, veikiančių kitų rūšių degaluose.

Top 5 gamykloje pagaminti vandenilio generatoriai

Pirma bendrovė, gaminanti ir patentavusi vandenilio kuro katilo gamybos technologiją, buvo Italijos bendrovė. Giacomini. Ji specializuojasi ekologiškų energijos gamybos būdų įrenginiuose: geoterminiuose siurbliuose, saulės kolektoriuose ir kt.

Šiuo metu šiuos modelius gamina Amerikos, Kinijos, Europos įmonės, tačiau jų diapazonas nėra per platus, palyginti su kituose tipuose veikiančiais katilais kuro.

Geriausi vandenilio sistemų gamyklos modeliai

Tarp populiariausių modelių, kuriuos pastebime:

1. MegaTank100 - generatorius, maitinamas iš elektros tinklo. Ji turi patikimą daugiapakopę apsaugos nuo perkaitimo ir trumpojo jungimo sistemą, kuri užtikrina saugų ir produktyvų darbą. Modelio kaina priklauso nuo jos konfigūracijos.
2. STAR-2000 - brangus vienetas (> 200 000 rublių) turi puikias technines charakteristikas. Nepaisant to, kad šis generatorius sunaudoja mažiausiai energijos, jis gali šildyti 251–300 kvadratinių metrų kambarį.
3. Kingkar - Maitinamasis prietaisas, turintis puikių darbo savybių. Modelio kaina yra gana didelė - apie 100 tūkst. Rublių, tačiau ją kompensuoja ekonomiškas energijos vartojimas.
4. H2-2 - Itališkos aukščiausios klasės įranga už didelę kainą (apie 250 000 rublių). leidžia šildyti orą didelėse erdvėse (nuo 300 m.)³ ir daugiau) su minimaliu elektros energijos suvartojimu.
5. Laisva energija - aukštos kokybės prietaisai, kurių kaina yra 15–35 tūkst. rublių (kaina priklauso nuo galios ir kitų savybių). Įrengtas valdymo įrenginys, kuris automatizuoja daugelį procesų, daugiapakopį jutiklio įtampą ir slėgio valdymą.

Taip pat yra kitų modelių skirtingose ​​kainų kategorijose.

Kaip patys gaminti katilą

Šildymo generatoriai yra gana paprasti. Turite žinomą įgūdžių lygį surinkite prietaisą patys. Tuo pačiu metu dėl vandenilio mišinio sprogumo toks darbas reikalauja ypatingos atsakomybės, žinių apie tokių prietaisų saugos inžineriją ir įrengimo patirtį.

Savo vandenilio katilo gamybos procesą galima suskirstyti į kelis etapus.

# 1 žingsnis – piešimas ir medžiagų paruošimas. Visų pirma, panašius projektus reikėtų rasti internete, kad jų pagrindu būtų sukurtas įrenginys, kuris atitiktų visas sąlygas ir galimybes.

Būtina tiksliai apskaičiuoti visus rodiklius ir, svarbiausia, reikalingą galią, taip pat nuspręsti dėl medžiagų, kurios bus naudojamos katilui gaminti. Geriausias variantas yra laikomas feromagnetiniais lydiniais, tačiau jis yra pakankamai tinkamas, pagamintas iš nerūdijančio plieno.

Nors vandenilio generatorius gali turėti skirtingą dizainą, šios detalės lieka tokios pačios:

• 12 voltų maitinimo šaltinis;
• bakas, kuriame bus pastatyta konstrukcija;
• PWM reguliatorius, kurio talpa ne mažesnė kaip 30 A;
• keli skirtingo skersmens vamzdžiai, pagaminti iš plieno, nerūdijančio plieno;
• plieno lakštai;
• pjūklas;
• dujų degiklis - Geriau pasiruošę įsigyti parduotuvėje.

2 veiksmas – elektrolitų gamyba. Gaminant plokšteles, kurios bus aprūpintos elektrolizatoriumi, reikia paimti vidutinio storio plieno lakštą. Naudojant žirkles metalui, pjūklui ar kitam įrankiui, jis supjaustomas į vienodas juosteles 18 ar daugiau vienetų (skaičius turi būti būtinai lygus).

Iš atvirkštinės šalies kiekvienoje iš jų būtina išgręžti skyles varžtams, kurie bus reikalingi, kad šie elementai elektrolitu būtų visiškai stovimi.

Visos plokštės yra suskirstytos į anodus ir katódus, priklausomai nuo šio padalijimo, atitinkamai sujungiami laidai, perduodantys teigiamus ir neigiamus įkrovimus.

Tiesioginės srovės naudojimas yra efektyvesnis už kintamosios srovės naudojimą. Kaip šaltinį, geriausia naudoti PWM tipo generatorių.

3 veiksmo numeris – ląstelių surinkimas. Geriausia medžiaga šiam elementui gaminti yra nerūdijantis plienas. Tvirtas stačiakampio arba kvadrato formos konstrukcijos yra suvirintos iš metalo, po to į jį pilamas vanduo arba H mišinys.₂O su katalizatoriumi, o taip pat paruoštos plokštės su prijungtais laidais.

4 žingsnis – degiklio jungtis. Viršutinėje prietaiso dalyje sumontuotas degiklis - geriau naudoti pirkimo modelį, kurį galima įsigyti specializuotoje parduotuvėje.

5 veiksmo numeris – separatoriaus įrengimas ir prijungimaskuris yra būtinas vandenilio atskyrimui nuo dujų mišinio.

Galiausiai dengiamas vamzdis, ant kurio H₂ pakyla į degiklį ir taip pat sujungs elementus, pašalinančius šilumą ir ją paskirstydami visame name.

Kuris vanduo yra geriau - paprastas ar distiliuotas?

Vienas iš klausimų, kuriuos vandenilio katilų savininkai dažnai klausia, yra apie vandenį, naudojamą įrenginiams valdyti.

Pasak ekspertų, geriausias našumas gamykla arba namų įrenginiai rodo, kai dirbate distiliuotas vanduo, prie kurio pridedama labai mažai natrio hidroksido (10 litrų H2O - vienas stalas šaukštu).

Tačiau vandenilio katilas gali sėkmingai veikti vandentiekio vandenyje, svarbiausia yra tai, kad joje nėra sunkiųjų metalų druskų.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas tema

Toliau pateiktame vaizdo įraše pamatysite garsiojo Korėjos kompanijos DAEWOO gaminamo vandenilio kuro katilo modelio apžvalgą.

Nėra jokios priežasties, kad vandenilis vadinamas ateities degalu: ši dujos gali tapti beveik neribotu pigios, ekologiško kuro, kuris gali būti naudojamas įvairiuose įrenginiuose, ištekliumi.

Vandeniu kūrenamas katilas, gaminamas gamykloje arba nepriklausomai, leis jums sukurti autonominę šildymo sistemą. Tai padės gerokai sumažinti būsto ir komunalinių paslaugų mokėjimus, nuspręsti dėl patogios temperatūros palaikymo gyvenamosiose patalpose ir komunalinėse patalpose.

Ar turite patirties naudojant vandenilį kaip kurą? Norite užduoti klausimus apie temą arba pasakyti apie savo išradimą? Prašome komentuoti leidinį, dalyvauti diskusijose ir skelbti savo namų produktus. Grįžtamojo ryšio blokas yra žemiau.