Principiile energiei alternative câștigă tot mai mult atenția consumatorilor. În multe privințe, acest lucru este facilitat de creșterea tarifelor pentru sursele tradiționale de energie, precum și de perturbările periodice ale pieței serviciilor.
În aceste condiții, boilerul pentru încălzire pe bază de hidrogen este considerat unul dintre cele mai promițătoare tipuri de dispozitive care funcționează pe bază de combustibil regenerabil, gaz H2.
Înainte de a decide cumpărarea unei astfel de unități, este necesar să se familiarizeze cu principiul funcționării sale, pentru a evalua avantajele și dezavantajele utilizării hidrogenului drept combustibil. Aceste întrebări sunt studiate de noi și prezentate în detaliu în articol.
În plus, am subliniat parametrii care ar trebui luați în considerare la alegerea unui cazan, au oferit sfaturi privind funcționarea și au pregătit o prezentare generală a celor mai bune generatoare de hidrogen din fabrică. Fanii unității de montaj manual de instrucțiuni de folosință în casă cu propriile mâini.
Conținutul articolului:
- Proprietățile hidrogenului drept combustibil
- Avantajele și dezavantajele cazanelor pe bază de hidrogen
- Principiul de funcționare al unității de încălzire
- Componente ale unei instalații de hidrogen
- Criterii de selecție a generatorului
- Sfaturi privind funcționarea boilerului
- Top 5 generatoare de hidrogen fabricate din fabrică
- Cum să faceți singur un cazan
- Care apă este mai bună - netedă sau distilată?
- Concluzii și video util pe această temă
Proprietățile hidrogenului drept combustibil
După cum sa menționat mai sus, combustibilul pentru astfel de agregate este hidrogenul, cel mai simplu gaz în natură, care nu are culoare și miros. Printre avantajele sale se numără o cantitate mare de căldură care este eliberată în timpul arderii lui H2 (121 MJ / kg, în timp ce arderea propanului produce numai 40 MJ / kg).
În condiții normale, hidrogenul arde la o temperatură de + 2000 ° C, dar cu ajutorul unui catalizator poate fi redus la + 300 ° C. Acest lucru face posibilă fabricarea cazanelor din oțel ieftin, și nu din metale rare de pământuri rare.
Hidrogenul este netoxic, ceea ce asigură siguranța utilizării sale în viața de zi cu zi. Când această substanță este arsă, se produce vapori de apă, ceea ce îmbunătățește climatul interior și nu necesită hornuri.
Atunci când se utilizează hidrogen, trebuie respectate cu strictețe normele de siguranță: în cazul în care gazul este utilizat incorect sau în contact cu un incendiu deschis, poate apărea o explozie distructivă.
Dezavantajele includ creșterea explozivității hidrogenului, în special atunci când este amestecat cu aer sau oxigen, ceea ce conduce la formarea de gaze detonante.
Avantajele și dezavantajele cazanelor pe bază de hidrogen
Punctele forte ale acestor dispozitive sunt:
- Complet de mediu prietenos. Produsele de descompunere a apei nu dăunează atmosferei, sunt complet sigure pentru sănătatea oamenilor și a animalelor de companie.
- Eficiență ridicatăcare poate ajunge la 96%. Acest lucru este semnificativ mai mare decât eficiența motorinei, a gazelor naturale sau a cărbunelui.
- Economisirea resurselor naturale datorită aplicației surse alternative de energie.
- Prețul scăzut calorii derivate. Pentru astfel de dispozitive, există suficientă apă și electricitate.
În același timp, astfel de dispozitive au puncte slabe.
Printre minusuri ar trebui să se includă următoarele nuanțe:
- Serviciu solicitant. Pentru cel mai înalt grad posibil de ieșire H2, este necesară înlocuirea plăcilor metalice în fiecare an. În plus față de înlocuirea electrozilor, trebuie adăugat regulat un catalizator pentru a produce cantitatea planificată de energie. Frecvența acestei proceduri depinde atât de putere, cât și de caracteristicile unui anumit model.
- Cost ridicat - setarea din fabrică va costa nu mai puțin de 35-40 de mii de ruble.
- Pericol de explozie cu creșterea presiunii normalizate în cazan.
- Lipsa cilindrilor de hidrogen - sunt rareori găsite în vânzare.
- O alegere limitată. Deoarece asemenea încălzitoare nu sunt foarte frecvente pe piața rusă, nu este întotdeauna posibil găsiți rapid un model potrivit, precum și găsiți specialiști competenți pentru instalare și reparații echipamente.
- Necesitatea de a furniza comunicații. Pentru a opera dispozitivul, este necesar să aveți o conexiune permanentă la sursa de alimentare pentru realizarea reacției de electroliză, precum și la sursa de apă a cărei curgere depinde de puterea dispozitivului.
Este necesar să menționăm că producătorii acordă o atenție deosebită noilor tehnologii, caută să îmbunătățească cazanele pe bază de hidrogen, eliminând sau minimalizând dezavantajele.
Principiul de funcționare al unității de încălzire
Datorită activității sale, H2 Nu este găsit în forma sa pură în natură, dar este suficient să se izoleze pur și simplu de apă obișnuită prin electroliză, în timp ce oxigenul gazos este, de asemenea, eliberat.
Pe imaginea prezentată se poate vedea un dispozitiv schematic al instalației de încălzire care funcționează pe hidrogen, cu o indicație a tuturor elementelor structurale (+)
Pentru ca funcția de încălzire să funcționeze, trebuie mai întâi să obțineți H2. Aceasta are loc într-un compartiment special destinat apariției unei reacții similare. Lichidul este turnat în recipientul în care plăcile metalice sunt scufundate.
Ele sunt alimentate cu curent electric de puritate special selectată, sub influența căruia H este eliberat.2 și oh2precum și un produs secundar - vapori de apă.
Amestecul rezultat este trecut printr-un dispozitiv special - un separator chimic, cu care este posibil să se izoleze hidrogenul, separându-l de alte impurități. Gazul purificat este alimentat în arzător, pe care este instalată supapa.
Împiedică mișcarea lui H2 în cealaltă direcție care împiedică o explozie. În acest caz, oxigenul și vaporii de apă printr-un alt sistem vor cădea într-un container special.
Apoi, gazul de hidrogen trece prin unitatea de protecție și intră în camera de combustie. Aici reacționează cu gazul în prezența unui catalizator, ca rezultat al căldurii, care prin intermediul schimbătorului de căldură intră în sistemul de încălzire.
Vaporii de apă eliberați în cameră sunt returnați printr-un canal dedicat rezervorului de electroliți, utilizând astfel procesul de recirculare.
Reglarea puterii se realizează folosind canale special echipate, numărul cărora poate ajunge la șase. Un catalizator este conținut în fiecare dintre aceste dispozitive, astfel încât atunci când este pornit, începe procesul de generare a căldurii.
Fluxul de gaz, încălzit la o temperatură de 40 ° C, începe să se deplaseze la schimbătorul de căldură situat în camera de combustie.
Datorită structurilor separate, canalele pot acționa independent una de alta, ceea ce permite includerea doar a unei părți din ele.
Procesul de obținere a hidrogenului în aparatele moderne de electroliză este complet automatizat. Singurul proces manual este turnarea apei în sistem.
Modelele moderne sunt, de asemenea, echipate cu diverse dispozitive, de exemplu, indicatoare ale nivelului apei și senzori presiune, care le permite să lucreze în modul automat și să răspundă urgent la probleme neprevăzute situații.
Componente ale unei instalații de hidrogen
Sistemul de dispozitive pentru încălzire, care funcționează cu hidrogen, este destul de simplu.
căldare, care joacă rolul unui schimbător de căldură, este elementul principal în care are loc producția de hidrogen.
Un boiler cu hidrogen poate fi asamblat din elementele disponibile și pentru funcționarea sa este necesară numai apă simplă sau distilată (+).
Electrolizer - partea principală activă a cazanului, unde are loc reacția electrolitică, conducând la descompunerea apei în H2 și oh2. Elementul este un rezervor plin cu apă, în care sunt plasați electrozi metalici, care au conductivitatea maximă a curentului.
Cablurile sunt conectate la plăci prin care se efectuează alimentarea cu energie electrică.
arzător - un dispozitiv care contribuie la încălzirea agentului de răcire în sistemul de încălzire. Acesta este situat în camera de ardere, este furnizată o scânteie pentru a se aprinde.
Arborele arzătorului - O parte specială situată în partea de sus a dispozitivului. Datorită acestui detaliu H2, înălțându-se spre vârf, depășește cu ușurință bariera inaccesibilă pentru alte substanțe eliberate și intră direct în arzător.
În cazanele pe bază de hidrogen din fabrică, este prevăzută o unitate de comandă. Panoul afișează indicatoarele de tensiune și curent, comanda de putere și pârghiile pentru setarea altor parametri de funcționare.
conducte - comunicațiile care se deplasează de la unitate și sunt folosite pentru a furniza căldură în toate zonele casei. Pentru folosirea legaturilor încălzirea conductelor cu un diametru de 25-32 mm. Atunci când se plantează, urmați regula fundamentală: diametrul fiecărei ramificări ulterioare trebuie să fie mai mic decât cel precedent.
Criterii de selecție a generatorului
Atunci când se decide cumpărarea unei astfel de tehnici, este important să se acorde atenție următoarelor criterii.
putere. În dispozitivele moderne, valoarea acestui indicator poate varia considerabil, ceea ce vă permite să alegeți cea mai bună opțiune pentru o casă mică și pentru o clădire cu două sau trei etaje.
Consumul mediu de apă în modelele moderne ale generatorului nu este prea mare. În 24 de ore, pentru funcționarea dispozitivului vor fi necesare aproximativ 5,5 litri, ceea ce va genera 1,2-2 litri de combustibil.
Numărul de contururi. La dispozitivele care funcționează cu hidrogen, este instalat de obicei un circuit de încălzire. La unele modele, este prevăzută și o instalație suplimentară a celui de al doilea circuit (încălzire).
Nivelul consumului de energie. Tehnologia actuală ne permite să obținem performanțe excelente de căldură atunci când folosim un minim de electricitate. Consumul de energie al diferitelor tipuri de generatoare variază de la 1,2 la 3 kW pentru 1 oră.
Consumul redus de energie se realizează datorită faptului că boilerul pe bază de hidrogen nu funcționează în mod continuu, ci doar pentru a menține o anumită temperatură în încăpere.
Sursă de alimentare. Toate tipurile de generatoare de hidrogen pot fi împărțite în două mari categorii: una este alimentată cu gaz și cealaltă prin electricitate.
producător. Este mai bine să preferăm producătorii dovediți (Italia, SUA). Este necesar să vă fie frică de produsele de calitate scăzută oferite de întreprinderi dubioase la prețuri extrem de scăzute.
Sfaturi privind funcționarea boilerului
Pentru a îmbunătăți funcționalitatea unității, este important să respectați instrucțiunile atașate. Este posibil să se îmbunătățească funcționarea dispozitivului prin adăugarea de detalii suplimentare (prin aceasta, regulile de siguranță trebuie respectate cu strictețe).
Un senzor de flacără montat pe arzător îmbunătățește siguranța sistemului. Când focul se descompune, dispozitivul blochează automat fluxul de gaz inflamabil în arzător, împiedicând astfel intrarea în încăpere
Puteți instala senzori speciali în interiorul schimbătorului de căldură pentru a monitoriza creșterea încălzirii apei, precum și pentru a completa proiectarea arzătorului cu supape de oprire.
Conectați-l direct la senzor de temperaturăastfel încât cazanul să fie oprit automat imediat ce încălzirea atinge punctul de setare.
De asemenea, este util să instalați o unitate pentru răcirea cazanului.
Dispozitivele cu hidrogen pot fi utilizate nu numai ca unic echipament de încălzire în casă, ci și pentru a fi combinate cu alte sisteme de încălzire. În acest caz, instalațiile principale de încălzire pot funcționa în modul de temperatură scăzută.
În cazul respectării standardelor de funcționare a unității, lucrul la hidrogen va servi mai mult de o duzină de ani. Deși perioada de garanție a acestor dispozitive este de 15 ani, în practică acestea pot funcționa bine timp de 20-30 de ani.
Repararea acestor dispozitive nu va fi dificilă pentru un maestru cu experiență, deoarece conceptul de cazan pe bază de hidrogen nu este foarte diferit de analogii care funcționează pe alte tipuri de combustibil.
Top 5 generatoare de hidrogen fabricate din fabrică
Prima companie care a fabricat și brevetat tehnologia pentru fabricarea unui cazan pe bază de hidrogen a fost compania italiană. Giacomini. Ea este specializată în dispozitive bazate pe metode ecologice de producere a energiei: pompe geotermale, panouri solare și altele.
H2ydroGEM este o cameră de ardere catalitică, în fiecare corn a cărui substanță accelerează reacția de ardere prin hidrogen. Din acest motiv, procesul are loc la o temperatură relativ scăzută.
În prezent, aceste modele sunt fabricate de companii americane, chineze, europene, totuși, gama lor nu este prea mare în comparație cu cazanele care funcționează în alte tipuri combustibil.
Cele mai bune modele de uzină ale sistemelor de hidrogen
Printre cele mai populare modele observăm:
- MegaTank100 - generator, alimentat cu energie electrică din rețea. Dispune de un sistem de protecție multi-nivel de protecție împotriva supraîncălzirii și scurtcircuitării, care garantează o muncă sigură și productivă. Costul modelului depinde de configurația acestuia.
- STAR-2000 - o unitate scumpă (> 200.000 de ruble) are caracteristici tehnice excelente. În ciuda faptului că acest generator consumă un minim de energie, este capabil să încălzească o cameră de 251-300 de metri pătrați.
- Kingkar - Un aparat cu funcționare la rețea, cu proprietăți excelente de lucru. Costul modelului este destul de ridicat - aproximativ 100 de mii de ruble, dar este rambursat de consumul energetic economic.
- H2-2 - echipamente extra-italiene italiene la un preț ridicat (aproximativ 250.000 de ruble). permițând încălzirea aerului în spații mari (de la 300 m3 și mai sus) cu un consum minim de energie electrică.
- Energie liberă - dispozitive de înaltă calitate, la un cost democratic, în intervalul de 15-35 mii de ruble (prețul depinde de putere și alte caracteristici). Echipat cu o unitate de control care automatizează multe procese, tensiune senzor multi-nivel și control al presiunii.
Există și alte modele în diferite categorii de prețuri.
Cum să faceți singur un cazan
Generatoarele de încălzire au un design destul de ușor. Cu un nivel de calificare cunoscut, puteți asamblați singur dispozitivul. În același timp, datorită explozivității amestecului de hidrogen, o astfel de activitate necesită o responsabilitate extraordinară, cunoașterea ingineriei de siguranță și experiența de instalare a acestor dispozitive.
Cu dispozitivul de fabricare automată nu va fi capabil să scape de costurile financiare substanțiale, deoarece unele componente sunt mai bine să cumpere gata. Riscul ridicat vă face să vă gândiți la setările din fabrică, pentru care producătorii oferă garanții pe termen lung
Procesul de fabricare a cazanului pe bază de hidrogen poate fi împărțit în mai multe etape.
Pasul # 1 – desenarea și pregătirea materialelor. În primul rând, proiecte similare ar trebui găsite pe Internet pentru a dezvolta pe baza lor un dispozitiv care să îndeplinească toate condițiile și posibilitățile.
Este necesar să se calculeze cu precizie toți indicatorii și, mai presus de toate, puterea necesară, precum și să se decidă materialele care vor fi utilizate pentru fabricarea cazanului. Cea mai bună opțiune este considerată aliaje feromagnetice, dar este o capacitate destul de adecvată, din oțel inoxidabil.
Deși un generator de hidrogen poate avea modele diferite, următoarele detalii rămân aceleași:
- Sursă de alimentare de 12 volți;
- rezervorul în care va fi amplasată structura;
- Regulator PWM cu o capacitate de cel puțin 30 A;
- mai multe tuburi cu diametrul diferit, realizate din oțel, din oțel inoxidabil;
- tablă de oțel;
- bomfaier;
- gaz arzător - Mai bine pregătit, cumpărat în magazin.
Pasul 2 – producția de electroliți. Pentru fabricarea plăcilor care vor fi echipate cu un electrolizer, trebuie să luați o foaie de oțel cu grosime medie. Folosind foarfece pentru metal, un ferăstrău sau alt instrument, se taie în fâșii egale în cantitate de 18 sau mai multe bucăți (numărul trebuie să fie neapărat egal).
Din țara inversă în fiecare dintre ele este necesar să se găsească găuri pentru bolțurile care vor fi necesare pentru a menține aceste elemente în electrolit complet staționare.
Toate plăcile sunt împărțite în anozi și catozi, în funcție de această diviziune, firele sunt conectate la ele, respectiv, transmițând încărcături pozitive și negative.
Utilizarea curentului direct este mai eficientă decât utilizarea curentului alternativ. Ca sursă, cel mai bine este să utilizați un generator de tip PWM.
Numărul pasului 3 – ansamblu de celule. Cel mai bun material pentru fabricarea acestui element este oțelul inoxidabil. O construcție solidă de formă dreptunghiulară sau pătrată este sudată din metal, după care se toarnă apă sau un amestec de H.2O cu catalizatorul și plăcile pregătite cu conductorii conectați sunt plasați.
Pasul 4 – conectarea arzătorului. Un arzător este montat în partea superioară a dispozitivului - este mai bine să utilizați modelul de cumpărare, care poate fi achiziționat într-un magazin specializat.
Numărul pasului 5 – instalarea și conectarea unui separatorcare este necesar pentru separarea hidrogenului de amestecul de gaze.
În cele din urmă, este pus un tub pe care H2 se va ridica la arzător și, de asemenea, se vor conecta elementele care elimină căldura și o vor distribui în întreaga casă.
Care apă este mai bună - netedă sau distilată?
Una dintre întrebările pe care le pun de obicei proprietarii cazanelor pe bază de hidrogen se referă la apa folosită pentru a acționa dispozitivele.
Apa distilată pentru operarea cazanului pe bază de hidrogen poate fi achiziționată în magazine sau poate fi instalată independent, folosind o instalare simplă.
Potrivit experților, cea mai bună fabrica de performanță sau dispozitive de casă demonstrează la lucru apă distilată, la care se adaugă foarte puțin hidroxid de sodiu (pentru 10 litri de H2O - un singur tabel lingură).
Cu toate acestea, cazanul pe bază de hidrogen poate funcționa cu succes pe apa de la robinet, principalul lucru fiind că nu conține săruri de metale grele.
Concluzii și video util pe această temă
În videoclipul de mai jos, veți vedea o prezentare generală a modelului unui cazan pe gaz care funcționează pe bază de hidrogen, produs de faimoasa companie coreeană DAEWOO.
Nu este fără motiv că hidrogenul este numit combustibil al viitorului: acest gaz poate deveni o resursă aproape nelimitată de combustibil ieftin, ecologic, care poate fi utilizat în diferite instalații.
Un cazan pe bază de hidrogen, fabricat în fabrică sau independent, vă va permite să creați un sistem autonom de încălzire. Acest lucru va contribui la reducerea semnificativă a plăților în serviciile de locuințe și comunale, va decide asupra menținerii unei temperaturi confortabile în camerele de zi și în încăperile de utilitate.
Aveți experiență folosind hidrogenul drept combustibil? Doriți să puneți întrebări pe această temă sau să spuneți despre invenția dvs.? Vă rugăm să comentați publicația, să participați la discuții și să postați fotografii ale produselor dvs. de casă. Blocul de feedback este localizat mai jos.
