Ūdeņraža apkures katla ierīce un darbības princips

Alternatīvās enerģijas principi aizvien vairāk pievērš patērētāju uzmanību. Daudzējādā ziņā to veicina tradicionālo enerģijas tarifu pieaugums, kā arī periodiski traucējumi pakalpojumu tirgū.

Šādos apstākļos ūdeņraža apkures katlu uzskata par vienu no daudzsološākajiem ierīču veidiem, kas darbojas ar atjaunojamo degvielu, kas ir gāze H.₂.

Pirms lēmuma pieņemšanas par šādas vienības iegādi ir jāiepazīstas ar tās darbības principu, lai novērtētu ūdeņraža kā degvielas izmantošanas priekšrocības un trūkumus. Šie jautājumi tiek pētīti un detalizēti izklāstīti rakstā.

Turklāt mēs raksturojām parametrus, kas jāņem vērā, izvēloties katlu, sniedzot padomus par ekspluatāciju un sagatavojām pārskatu par labākajiem rūpnīcā ražotiem ūdeņraža ģeneratoriem. Fani mājas roku darba instrukciju montāžas vienība ar savām rokām.

Ūdeņraža kā kurināmā īpašības

Kā minēts iepriekš, degviela šādām minerālvielām ir ūdeņradis, vienkāršākais gāze dabā, kurai nav krāsas un smaržas. Starp tās priekšrocībām ir liels siltuma daudzums, kas tiek atbrīvots H degšanas laikā₂ (121 MJ / kg, bet sadedzinot propānu veido tikai 40 MJ / kg).

Normālos apstākļos ūdeņradis sadedzinās + 2000 ° C temperatūrā, bet ar katalizatora palīdzību to var samazināt līdz + 300 ° C. Tas ļauj ražot zemu izmaksu tērauda katlus, nevis dārgus retzemju metālus.

Ūdeņradis nav toksisks, kas nodrošina tās lietošanas drošību ikdienas dzīvē. Kad šī viela tiek sadedzināta, tiek radīts ūdens tvaiks, kas uzlabo iekštelpu klimatu un kam nav nepieciešami skursteņi.

Trūkumi ir paaugstināta ūdeņraža sprādzienbīstamība, jo īpaši, ja to sajauc ar gaisu vai skābekli, kas izraisa detonējošas gāzes veidošanos.

Ūdeņraža katlu priekšrocības un trūkumi

Šādu ierīču stiprās puses ir:

1. Pilnīga videi draudzība. Ūdens sadalīšanās produkti nekaitē atmosfērai, tie ir pilnīgi droši cilvēku un mājdzīvnieku veselībai.
2. Augsta efektivitātekas var sasniegt 96%. Tas ir ievērojami lielāks nekā dīzeļdegvielas, dabasgāzes vai ogļu efektivitāte.
3. Dabas resursu taupīšana pieteikuma dēļ alternatīvus enerģijas avotus.
4. Zema cena kalorijas. Šādām ierīcēm ir pietiekami daudz ūdens un elektrības.

Tajā pašā laikā šādām ierīcēm ir nepilnības.

Minūšu vidū jāiekļauj šādas nianses:

1. Pieprasījuma serviss. Augstākā iespējamā izejas H pakāpe₂, katru gadu ir jānomaina metāla plāksnes. Papildus elektrodu nomaiņai regulāri jāpievieno katalizators, lai iegūtu plānoto enerģijas daudzumu. Šīs procedūras biežums ir atkarīgs no jaudas, kā arī no konkrētā modeļa īpašībām.
2. Augstas izmaksas - rūpnīcas iestatījums maksās ne mazāk kā 35-40 tūkstošus rubļu.
3. Sprādzienbīstamība ar paaugstinātu normalizēto spiedienu katlā.
4. Ūdeņraža balonu trūkums - tie tiek pārdoti reti.
5. Ierobežota izvēle. Tā kā šādi sildītāji nav ļoti izplatīti Krievijas tirgū, tas ne vienmēr ir iespējams ātri atrast piemērotu modeli, kā arī atrast kompetentus speciālistus uzstādīšanai un remontam aprīkojumu.
6. Nepieciešamība sniegt sakarus. Lai darbinātu ierīci, ir nepieciešams pastāvīgs savienojums ar elektroapgādi elektrolīzes reakcijas īstenošanai, kā arī ūdens avotam, kura plūsma ir atkarīga no ierīces jaudas.

Jāatzīmē, ka ražotāji lielu uzmanību pievērš jaunajām tehnoloģijām, cenšas uzlabot ūdeņraža katlus, novēršot vai mazinot trūkumus.

Apkures iekārtas darbības princips

Pateicoties tās aktivitātei H₂ Tas nav atrodams tīrā veidā dabā, bet tas ir pietiekami, lai to vienkārši izolētu no parastā ūdens ar elektrolīzi, bet arī izdalās gāzveida skābeklis.

Lai sildītājs darbotos, vispirms ir jāsaņem H₂. Tas notiek īpašā nodalījumā, kas paredzēts līdzīgas reakcijas iestāšanai. Šķidrumu ielej traukā, kurā iegremdētas metāla plāksnes.

Tie ir aprīkoti ar elektrisko strāvu ar īpaši izvēlētu tīrību, kuras ietekmē H tiek atbrīvots.₂ un oh₂kā arī blakusproduktu - ūdens tvaiku.

Iegūtais maisījums tiek novadīts caur speciālu ierīci - ķīmisko separatoru, ar kuru ir iespējams izolēt ūdeņradi, atdalot to no citiem piemaisījumiem. Attīrītā gāze tiek ievadīta deglim, kurā ir uzstādīts vārsts.

Tas novērš H kustību₂ otrā virzienā, kas novērš eksploziju. Šajā gadījumā skābeklis un ūdens tvaiki caur citu sistēmu nokrīt īpašā traukā.

Pēc tam ūdeņraža gāze iet caur aizsargierīci un iekļūst sadegšanas kamerā. Šeit tas reaģē ar gāzi katalizatora klātbūtnē, kā rezultātā rodas siltums, kas caur siltummaini nonāk mājas apkures sistēmā.

Kamerā izdalītais ūdens tvaiks tiek nodots caur speciālu kanālu elektrolītu rezervuārā, tādējādi izmantojot recirkulācijas procesu.

Jaudas regulēšana tiek veikta, izmantojot speciāli aprīkotus kanālus, kuru skaits var sasniegt sešus. Katrā no šīm ierīcēm ir iekļauts katalizators, tāpēc, ieslēdzot, sākas siltuma ražošanas process.

Gāzes plūsma, ko silda līdz 40 ° C temperatūrai, sāk kustēties uz siltummaiņu, kas atrodas degšanas kamerā.

Atsevišķu struktūru dēļ kanāli var darboties neatkarīgi viens no otra, kas ļauj iekļaut tikai daļu no tiem.

Modernie modeļi ir aprīkoti arī ar dažādām ierīcēm, piemēram, ūdens līmeņa rādītājiem un sensoriem spiediens, kas ļauj viņiem strādāt automātiskā režīmā un nekavējoties reaģēt uz neparedzētu situācijās.

Ūdeņraža iekārtas sastāvdaļas

Ierīces sistēma apkurei, kas darbojas ar ūdeņradi, ir diezgan vienkārša.

Katls, veicot siltummaiņa lomu, ir galvenais elements, kurā notiek ūdeņraža ražošana.

Elektrolizators - katla galvenā aktīvā daļa, kur notiek elektrolītiskā reakcija, kas izraisa ūdens sadalīšanos H₂ un oh₂. Elements ir tvertne, kas piepildīta ar ūdeni un kurā ir ievietoti metāla elektrodi, kam ir maksimālā strāvas vadītspēja.

Vadi ir savienoti ar plāksnēm, ar kurām tiek veikta elektroapgāde.

Deglis - ierīce, kas veicina dzesēšanas šķidruma sildīšanu apkures sistēmā. Tas atrodas degšanas kamerā, lai aizdedzinātu to aizdedzes.

Degļa vārsts - īpaša daļa, kas atrodas ierīces augšpusē. Pateicoties šai detaļai H₂augšup, viegli pārvarot barjeru, kas nav pieejama citām izdalītajām vielām, un nonāk tieši deglī.

Cauruļvads - komunikācijas, kas atkāpjas no vienības un tiek izmantotas, lai piegādātu siltumu visām mājas teritorijām. Siksnas izmantošanai apkures caurules ar diametru 25-32 mm. Ievietojot pamatnoteikumus: katras nākamās atzarošanas diametram jābūt mazākam par iepriekšējo.

Ģeneratora atlases kritēriji

Lemjot par šādas tehnikas iegādi, ir svarīgi pievērst uzmanību šādiem kritērijiem.

Jauda. Mūsdienu ierīcēs šī rādītāja vērtība var ievērojami atšķirties, kas ļauj izvēlēties labāko variantu mazai mājai un divstāvu ēkai.

Kontūru skaits. Uz ierīcēm, kas darbojas ar ūdeņradi, parasti tiek uzstādīta apkures loks. Dažos modeļos tiek nodrošināta arī otrās (apkures) shēmas papildu uzstādīšana.

Enerģijas patēriņa līmenis. Šodienas tehnoloģija ļauj mums sasniegt izcilu siltuma sniegumu, izmantojot minimālo elektroenerģiju. Dažāda veida ģeneratoru enerģijas patēriņš svārstās no 1,2 līdz 3 kW uz 1 stundu.

Zems enerģijas patēriņš tiek panākts, jo ūdeņraža katls nedarbojas nepārtraukti, bet tikai, lai uzturētu noteiktu temperatūru telpā.

Barošanas avots. Visu veidu ūdeņraža ģeneratorus var iedalīt divās plašās kategorijās: viens ir ar gāzi un otrs ar elektrību.

Ražotājs. Labāk ir izvēlēties pārbaudītus ražotājus (Itālija, ASV). Nepieciešams baidīties no zemas kvalitātes produktiem, ko apšaubāmi uzņēmumi piedāvā par ļoti zemām cenām.

Katla darbības padomi

Lai uzlabotu ierīces funkcionalitāti, ir svarīgi ievērot pievienotās instrukcijas. Ierīces darbību var uzlabot, pievienojot papildu informāciju (šeit stingri jāievēro drošības noteikumi).

Siltummaiņa iekšpusē var uzstādīt īpašus sensorus, lai kontrolētu ūdens sildīšanas palielināšanos, kā arī papildinātu degļa konstrukciju ar apturēšanas vārstiem.

Vienkārši pievienojiet to tieši temperatūras sensorstā, lai katls tiktu automātiski izslēgts, tiklīdz apkure sasniegs iestatīto punktu.

Tāpat ir lietderīgi uzstādīt ierīci katla normalizēšanai.

Gadījumā, ja tiek ievēroti vienības darbības standarti, strādājot ar ūdeņradi, tas darbosies vairāk nekā divpadsmit gadus. Lai gan šādu ierīču garantijas periods ir 15 gadi, praksē tās var strādāt 20-30 gadus.

Šādu ierīču remonts pieredzējušam meistaram nebūs grūti, jo ūdeņraža katla koncepcija nav ļoti atšķirīga no analogiem, kas darbojas ar citiem degvielas veidiem.

Top 5 rūpnīcā ražoti ūdeņraža ģeneratori

Pirmais uzņēmums, kas ražoja un patentēja ūdeņraža degvielas katla ražošanas tehnoloģiju, bija Itālijas uzņēmums. Giacomini. Viņa specializējas uz ekoloģiskām enerģijas ražošanas metodēm: ģeotermiskie sūkņi, saules paneļi un citi.

Pašlaik šos modeļus ražo amerikāņu, ķīniešu, Eiropas uzņēmumi, tomēr to diapazons nav pārāk plašs, salīdzinot ar apkures katliem, kas darbojas citos veidos degvielu.

Labākie ūdeņraža sistēmu rūpnīcas modeļi

Starp populārākajiem modeļiem, kurus mēs atzīmējam:

1. MegaTank100 - ģenerators, ko darbina elektroenerģija no tīkla. Tam ir uzticama daudzlīmeņu aizsardzības sistēma pret pārkaršanu un īssavienojumiem, kas garantē drošu un produktīvu darbu. Modeļa izmaksas ir atkarīgas no tā konfigurācijas.
2. STAR-2000 - dārgai vienībai (> 200 000 rubļu) ir lieliskas tehniskās īpašības. Neskatoties uz to, ka šis ģenerators patērē minimālu enerģiju, tas spēj uzsildīt 251-300 kvadrātmetru telpu.
3. Kingkar - elektrotīkla ierīce ar lieliskām darba īpašībām. Modeļa izmaksas ir diezgan augstas - aptuveni 100 tūkstoši rubļu, bet to kompensē ekonomiskā enerģijas patēriņš.
4. H2-2 - itāļu ekstra klases aprīkojums par augstu cenu (aptuveni 250 000 rubļu). ļauj apsildīt gaisu lielās telpās (no 300 m³ un vairāk) ar minimālu elektroenerģijas patēriņu.
5. Brīva enerģija - augstas kvalitātes ierīces ar demokrātiskām izmaksām diapazonā no 15 līdz 35 tūkstošiem rubļu (cena ir atkarīga no jaudas un citām īpašībām). Aprīkots ar vadības bloku, kas automatizē daudzus procesus, daudzlīmeņu sensoru spriegumu un spiediena kontroli.

Ir arī citi modeļi dažādās cenu kategorijās.

Kā veikt katlu pats

Apkures ģeneratoriem ir diezgan vienkāršs dizains. Ar zināmu prasmju līmeni jūs varat samontējiet ierīci pats. Tajā pašā laikā, ņemot vērā ūdeņraža maisījuma sprādzienbīstamību, šādam darbam ir nepieciešama īpaša atbildība, zināšanas par šādu ierīču drošības inženieriju un uzstādīšanas pieredzi.

Jūsu ūdeņraža katla izgatavošanas procesu var iedalīt vairākos posmos.

1. solis – materiālu zīmēšana un sagatavošana. Pirmkārt, līdzīgi projekti būtu jāatrod internetā, lai, pamatojoties uz to, tiktu izstrādāta ierīce, kas atbilst visiem nosacījumiem un iespējām.

Ir nepieciešams precīzi aprēķināt visus rādītājus un, pirmkārt, nepieciešamo jaudu, kā arī lemt par materiāliem, kas tiks izmantoti katla ražošanai. Labākais variants tiek uzskatīts par feromagnētiskiem sakausējumiem, bet tas ir diezgan piemērots, no nerūsējošā tērauda.

Lai gan ūdeņraža ģeneratoram var būt atšķirīgs dizains, šādi dati paliek nemainīgi:

• 12 voltu strāvas avots;
• tvertne, kurā atrodas struktūra;
• PWM regulators ar jaudu vismaz 30 A;
• vairākas caurules ar dažādu diametru, izgatavotas no tērauda, ​​nerūsējošā tērauda;
• tērauda loksnes;
• zāģis;
• gāzes deglis - Labāk gatavi, iegādāti veikalā.

2. solis – elektrolītu ražošana. Lai izgatavotu plāksnes, kas būs aprīkotas ar elektrolizatoru, jums ir jāizmanto vidēja biezuma tērauda loksne. Izmantojot šķēres metālam, zāģim vai citam instrumentam, tas tiek sagriezts vienādās joslās 18 vai vairāk gabalos (skaitam jābūt obligāti vienādam).

No apgrieztās valsts katrā no tām ir nepieciešams urbt skrūves, kas būs nepieciešamas, lai šie elementi būtu pilnībā stacionāri.

Visas plāksnes ir sadalītas anodos un katodos, atkarībā no šīs nodaļas, attiecīgi tiek savienoti vadi, kas pārraida pozitīvos un negatīvos lādiņus.

Līdzstrāvas izmantošana ir efektīvāka nekā maiņstrāvas izmantošana. Kā avots vislabāk ir izmantot PWM tipa ģeneratoru.

3. posma numurs – šūnu montāža. Labākais materiāls šī elementa ražošanai ir nerūsējošais tērauds. Cieta taisnstūra vai kvadrātveida konstrukcija tiek metināta no metāla, pēc tam tajā ielej ūdeni vai H maisījumu.₂O ar katalizatoru, kā arī sagatavotas plāksnes ar pieslēgtajiem vadiem.

4. solis – degļa savienojums. Ierīces augšējā daļā ir uzstādīts deglis - labāk ir izmantot pirkuma modeli, ko var iegādāties specializētā veikalā.

5. posma numurs – separatora uzstādīšana un pieslēgšanakas ir vajadzīgs ūdeņraža atdalīšanai no gāzes maisījuma.

Visbeidzot, uzklāj cauruli, uz kuras H₂ degs, un savienos arī elementus, kas noņem siltumu un izplata to visā mājā.

Kurš ūdens ir labāk - vienkāršs vai destilēts?

Viens no jautājumiem, ko ūdeņraža katlu īpašnieki bieži jautā, ir par ūdeni, ko izmanto ierīču darbināšanai.

Pēc ekspertu domām, labākās veiktspējas fabrika vai pašmāju ierīces demonstrē darbu destilēts ūdens, kuram pievieno ļoti maz nātrija hidroksīda (10 litriem H2O - viena tabula karoti).

Tomēr ūdeņraža katls var veiksmīgi darboties ar krāna ūdeni, galvenais ir tas, ka tajā nav smago metālu sāļu.

Secinājumi un noderīgs video par šo tēmu

Zemāk redzamajā videoklipā jūs redzēsiet pārskatu par gāzes apkures katla modeli, kas darbojas ar ūdeņraža degvielu, ko ražo slavenais korejiešu uzņēmums DAEWOO.

Nav iemesla, ka ūdeņradi sauc par nākotnes degvielu: šī gāze var kļūt par gandrīz neierobežotu lētu, videi draudzīgu degvielu, ko var izmantot dažādās iekārtās.

Ar ūdeni darbināms katls, kas ražots rūpnīcā vai neatkarīgi, ļaus jums izveidot autonomu apkures sistēmu. Tas palīdzēs ievērojami samazināt maksājumus mājokļu un komunālo pakalpojumu jomā, lemt par komfortablas temperatūras uzturēšanu dzīvojamās istabās un saimniecības telpās.

Vai ir pieredze, izmantojot ūdeņradi kā degvielu? Vai vēlaties uzdot jautājumus par tēmu vai pastāstīt par savu izgudrojumu? Lūdzu, komentējiet publikāciju, piedalieties diskusijās un ievietojiet savus mājas produktus. Atsauksmes bloks atrodas zemāk.