Zariadenie a princíp činnosti kotla na vodíkové vykurovanie

Zásady alternatívnej energie získavajú čoraz viac pozornosti spotrebiteľov. To je v mnohých ohľadoch uľahčené rastom taríf pre tradičné zdroje energie, ako aj pravidelným narušovaním trhu so službami.

Za týchto okolností sa kotol na vykurovanie vodíkom považuje za jeden z najsľubnejších typov zariadení pracujúcich na obnoviteľnom palive, ktorým je plyn H₂.

Pred rozhodnutím o kúpe takejto jednotky je potrebné oboznámiť sa s princípom jej prevádzky, zhodnotiť výhody a nevýhody používania vodíka ako paliva. Tieto otázky sú skúmané nami a podrobne uvedené v článku.

Okrem toho sme načrtli parametre, ktoré by sa mali brať do úvahy pri výbere kotla, poskytli rady o prevádzke a pripravili prehľad najlepších vodíkových generátorov z výroby. Fanúšikovia domácej praktickej príručky montážnej jednotky vlastnými rukami.

Vlastnosti vodíka ako paliva

Ako je uvedené vyššie, palivom pre takéto agregáty je vodík, najjednoduchší plyn v prírode, ktorý nemá farbu a vôňu. Medzi jeho výhody patrí veľké množstvo tepla, ktoré sa uvoľňuje pri horení H₂ (121 MJ / kg, pričom propán produkuje iba 40 MJ / kg).

Za normálnych podmienok horí vodík pri teplote + 2000 ° C, ale pomocou katalyzátora sa môže znížiť na + 300 ° C. To umožňuje vyrábať kotly z lacnej ocele a nie z drahých kovov vzácnych zemín.

Vodík je netoxický, čo zaisťuje bezpečnosť jeho používania v každodennom živote. Keď je táto látka spálená, vzniká vodná para, ktorá zlepšuje vnútornú klímu a nepotrebuje komíny.

Nevýhodou je zvýšená výbušnosť vodíka, najmä pri zmiešaní so vzduchom alebo kyslíkom, čo vedie k tvorbe detonačného plynu.

Výhody a nevýhody vodíkových kotlov

Silnými stránkami takýchto zariadení sú:

1. Úplná ekologická šetrnosť. Produkty rozkladu vody nepoškodzujú atmosféru, sú úplne bezpečné pre zdravie ľudí a zvierat.
2. Vysoká účinnosťktoré môžu dosiahnuť 96%. To je výrazne vyššie ako účinnosť nafty, zemného plynu alebo uhlia.
3. Šetrenie prírodných zdrojov žiadosti alternatívnych zdrojov energie.
4. Nízka cena odvodené kalórií. Pre takéto zariadenia dostatok vody a elektriny.

Tieto zariadenia majú zároveň slabé stránky.

Medzi minusmi by mali patriť tieto nuansy:

1. Náročná služba. Pre najvyšší možný stupeň výstupu H₂, je potrebné vymeniť plechy každý rok. Okrem výmeny elektród sa musí pravidelne pridávať katalyzátor, aby sa dosiahlo plánované množstvo energie. Frekvencia tohto postupu závisí od výkonu, ako aj od vlastností konkrétneho modelu.
2. Vysoká cena - továrenské nastavenie bude stáť najmenej 35-40 tisíc rubľov.
3. Nebezpečenstvo výbuchu so zvyšujúcim sa normalizovaným tlakom v kotle.
4. Nedostatok vodíkových valcov - v predaji sa vyskytujú len zriedka.
5. Obmedzený výber. Keďže takéto ohrievače nie sú na ruskom trhu veľmi bežné, nie je to vždy možné rýchlo nájsť vhodný model, ako aj nájsť kompetentných špecialistov na inštaláciu a opravu zariadení.
6. Potreba poskytovať komunikácie. Na prevádzku zariadenia je potrebné mať trvalé pripojenie k napájaciemu zdroju na realizáciu elektrolytickej reakcie, ako aj na zdroj vody, ktorého prietok závisí od výkonu zariadenia.

Treba spomenúť, že výrobcovia venujú veľkú pozornosť novým technológiám, snažia sa zlepšiť vodíkové kotly, eliminujú alebo minimalizujú nevýhody.

Princíp činnosti vykurovacej jednotky

Vzhľadom na svoju činnosť H₂ V prírode sa nenachádza vo svojej čistej forme, ale stačí ho izolovať z obyčajnej vody elektrolýzou, pričom sa uvoľňuje aj plynný kyslík.

Aby ohrievač fungoval, musíte najprv dostať H₂. To sa uskutočňuje v špeciálnom priestore určenom na výskyt podobnej reakcie. Kvapalina sa naleje do nádoby, kde sú kovové dosky ponorené.

Sú napájané elektrickým prúdom špeciálne zvolenej čistoty, pod vplyvom ktorého sa uvoľňuje H.₂ a oh₂ako aj vedľajší produkt - vodná para.

Výsledná zmes prechádza špeciálnym zariadením - chemickým separátorom, s ktorým je možné izolovať vodík a oddeliť ho od iných nečistôt. Vyčistený plyn sa privádza do horáka, na ktorom je namontovaný ventil.

Zabraňuje pohybu H₂ v opačnom smere, ktorý zabraňuje výbuchu. V tomto prípade odpadá kyslík a vodná para cez iný systém do špeciálnej nádoby.

Ďalej plynný vodík prechádza cez ochrannú jednotku a vstupuje do spaľovacej komory. Tu reaguje s plynom v prítomnosti katalyzátora, v dôsledku čoho vzniká teplo, ktoré cez výmenník tepla vstupuje do vykurovacieho systému domu.

Vodná para uvoľnená v komore sa vracia cez vyhradený kanál do zásobníka elektrolytu, čím sa používa recirkulačný proces.

Nastavenie výkonu sa vykonáva pomocou špeciálne vybavených kanálov, ktorých počet môže dosiahnuť šesť. Katalyzátor je obsiahnutý v každom z týchto zariadení, takže keď sa zapne, začne sa proces vytvárania tepla.

Prúd plynu, ohriaty na teplotu 40 ° C, sa začína pohybovať do výmenníka tepla umiestneného v spaľovacej komore.

Vďaka samostatným štruktúram sa kanály môžu správať nezávisle od seba, čo umožňuje zahrnúť len časť z nich.

Moderné modely sú tiež vybavené rôznymi zariadeniami, napríklad indikátormi hladiny vody a senzormi tlak, ktorý im umožňuje pracovať v automatickom režime a neodkladne reagovať na nepredvídané udalosti situácií.

Komponenty vodíkovej elektrárne

Systém zariadenia na vykurovanie, ktorý funguje na vodík, je pomerne jednoduchý.

kotol, ktorá hrá úlohu výmenníka tepla, je hlavným prvkom výroby vodíka.

Elektrolizér - hlavná aktívna časť kotla, kde prebieha elektrolytická reakcia, vedúca k rozkladu vody na H₂ a oh₂. Prvok je nádrž naplnená vodou, v ktorej sú umiestnené kovové elektródy, ktoré majú maximálnu vodivosť prúdu.

Drôty sú pripojené na platne, ktorými sa uskutočňuje prívod elektrickej energie.

horák - zariadenie, ktoré prispieva k ohrevu chladiaceho média v systéme vykurovania. Nachádza sa v spaľovacej komore, na zapálenie sa dodáva iskra.

Ventil horáka - Špeciálna časť umiestnená v hornej časti zariadenia. Vďaka tomuto detailu H₂na vrchole ľahko prekonáva bariéru neprístupnú pre iné uvoľnené látky a vstupuje priamo do horáka.

potrubie - komunikácie, ktoré sa odchyľujú od jednotky a slúžia na dodávku tepla do všetkých priestorov domu. Na páskovanie vykurovacie rúry s priemerom 25-32 mm. Pri pokládke dodržujte základné pravidlo: priemer každého nasledujúceho vetvenia by mal byť menší ako ten predchádzajúci.

Kritériá výberu generátora

Pri rozhodovaní o kúpe takejto techniky je dôležité venovať pozornosť nasledujúcim kritériám.

energie. V moderných zariadeniach sa hodnota tohto ukazovateľa môže značne líšiť, čo vám umožňuje vybrať si najlepšiu možnosť pre malý dom a pre dvojpodlažnú trojpodlažnú budovu.

Počet obrysov. Na zariadeniach pracujúcich s vodíkom je zvyčajne inštalovaný vykurovací okruh. V niektorých modeloch je k dispozícii aj dodatočná inštalácia druhého (vykurovacieho) okruhu.

Úroveň spotreby energie. Dnešná technológia nám umožňuje dosiahnuť vynikajúci tepelný výkon pri použití minimálnej elektrickej energie. Spotreba energie rôznych typov generátorov sa pohybuje od 1,2 do 3 kW za 1 hodinu.

Nízka spotreba energie sa dosahuje vďaka tomu, že vodíkový kotol nepracuje nepretržite, ale len na udržanie určitej teploty v miestnosti.

Zdroj napájania. Všetky typy vodíkových generátorov možno rozdeliť do dvoch širokých kategórií: jedna je poháňaná plynom a druhá elektrinou.

výrobca. Je lepšie uprednostniť osvedčených výrobcov (Taliansko, USA). Treba sa báť nekvalitných výrobkov, ktoré ponúkajú pochybné podniky za mimoriadne nízke ceny.

Tipy pre prevádzku kotla

Na zlepšenie funkčnosti jednotky je dôležité dodržiavať priložené pokyny. Je možné zlepšiť prevádzku zariadenia pridaním ďalších podrobností (v tomto prípade by sa mali prísne dodržiavať bezpečnostné predpisy).

Vo vnútri výmenníka tepla je možné inštalovať špeciálne snímače na monitorovanie zvýšenia ohrevu vody, ako aj na doplnenie konštrukcie horáka uzatváracími ventilmi.

Stačí ho priamo pripojiť teplotný senzortak, aby sa kotol automaticky vypol, akonáhle kúrenie dosiahne nastavenú hodnotu.

Je tiež vhodné nainštalovať zariadenie na normalizované chladenie kotla.

V prípade dodržiavania noriem prevádzky jednotky, pracujúcich na vodíku, bude slúžiť viac ako tucet rokov. Aj keď záručná doba týchto zariadení je 15 rokov, v praxi môžu dobre fungovať 20-30 rokov.

Oprava takýchto zariadení nebude pre skúseného majstra zložitá, pretože koncepcia vodíkového kotla sa veľmi nelíši od analógov pracujúcich na iných typoch paliva.

Top 5 továrensky vyrábaných vodíkových generátorov

Prvou spoločnosťou, ktorá vyrábala a patentovala technológiu výroby kotla na vodíkové palivá, bola talianska spoločnosť. Giacomini. Špecializuje sa na zariadenia založené na ekologických metódach výroby energie: geotermálne čerpadlá, solárne panely a ďalšie.

V súčasnosti tieto modely vyrábajú americké, čínske, európske spoločnosti, ich rozsah však nie je príliš široký v porovnaní s kotlami pracujúcimi v iných typoch paliva.

Najlepšie modely vodíkových systémov

Medzi najobľúbenejšie modely uvádzame:

1. MegaTank100 - generátor poháňaný elektrinou zo siete. Má spoľahlivý viacúrovňový systém ochrany proti prehriatiu a skratu, ktorý zaručuje bezpečnú a produktívnu prácu. Cena modelu závisí od jeho konfigurácie.
2. STAR-2000 - drahé zariadenie (> 200 000 rubľov) má vynikajúce technické vlastnosti. Napriek tomu, že tento generátor spotrebuje minimum energie, je schopný vykurovať miestnosť 251-300 m2.
3. Kingkar - Spotrebič napájaný zo siete s vynikajúcimi pracovnými vlastnosťami. Náklady na model je pomerne vysoká - asi 100 tisíc rubľov, ale to je preplácaná ekonomická spotreba energie.
4. H2-2 - talianska výbava mimo triedy za vysokú cenu (približne 250 000 rubľov). umožňujúce ohrev vzduchu vo veľkých priestoroch (od 300 m)³ a vyššie) s minimálnou spotrebou elektrickej energie.
5. Voľná ​​energia - vysoko kvalitné zariadenia na demokratické náklady v rozsahu 15-35 tisíc rubľov (cena závisí od výkonu a ďalších vlastností). Vybavená riadiacou jednotkou, ktorá automatizuje mnoho procesov, reguláciu napätia a tlaku na viacerých úrovniach.

Existujú aj iné modely v rôznych cenových kategóriách.

Ako urobiť kotol sami

Generátory vykurovania majú pomerne jednoduchý dizajn. So známou úrovňou zručností môžete zostavte prístroj sami. Vzhľadom na výbušnosť vodíkovej zmesi si táto práca vyžaduje mimoriadnu zodpovednosť, znalosť bezpečnostného inžinierstva a skúsenosti s inštaláciou takýchto zariadení.

Proces výroby vlastného vodíkového kotla možno rozdeliť do niekoľkých etáp.

Krok č – kreslenie a príprava materiálov. Po prvé, podobné projekty by sa mali nájsť na internete, aby sa na ich základe vytvorilo zariadenie, ktoré by spĺňalo všetky podmienky a možnosti.

Je potrebné presne vypočítať všetky ukazovatele a predovšetkým potrebný výkon, ako aj rozhodnúť o materiáloch, ktoré sa použijú na výrobu kotla. Najlepšia možnosť sa považuje za feromagnetické zliatiny, ale je to celkom vhodná kapacita, vyrobená z nehrdzavejúcej ocele.

Hoci generátor vodíka môže mať rôzne konštrukcie, nasledujúce údaje zostávajú nezmenené:

• 12 voltový zdroj energie;
• nádrž, v ktorej bude konštrukcia umiestnená;
• PWM regulátor s kapacitou najmenej 30 A;
• niekoľko rúrok rôzneho priemeru, vyrobených z ocele, nehrdzavejúcej ocele;
• oceľový plech;
• píla;
• plynový horák - Lepšie pripravený, kúpil v obchode.

Krok 2 – výroba elektrolytov. Pre výrobu dosiek, ktoré budú vybavené elektrolyzérom, musíte mať plech z ocele strednej hrúbky. Pomocou nožníc na kov, pílku alebo iný nástroj sa narezáva na rovnaké pásy v množstve 18 alebo viac kusov (číslo musí byť nevyhnutne rovnaké).

Z opačnej krajiny v každom z nich je potrebné vyvŕtať otvory pre skrutky, ktoré budú potrebné na to, aby sa tieto prvky v elektrolyti úplne nepohybovali.

Všetky dosky sú rozdelené na anódy a katódy, v závislosti od tohto rozdelenia, vodiče sú k nim pripojené, resp. Prenášajú kladné a záporné náboje.

Použitie jednosmerného prúdu je účinnejšie ako použitie striedavého prúdu. Ako zdroj je najlepšie použiť generátor typu PWM.

Krok číslo 3 – bunkovej zostavy. Najlepším materiálom na výrobu tohto prvku je nerezová oceľ. Pevná konštrukcia obdĺžnikového alebo štvorcového tvaru je zváraná z kovu, po ktorej sa do nej naleje voda alebo zmes H.₂S katalyzátorom a tiež pripravené dosky s pripojenými vodičmi.

Krok 4 – pripojenie horáka. Horák je namontovaný v hornej časti zariadenia - je lepšie použiť nákupný model, ktorý je možné zakúpiť v špecializovanom obchode.

Krok číslo 5 – inštalácia a pripojenie separátoraktorý je nevyhnutný na separáciu vodíka zo zmesi plynov.

Nakoniec sa položí trubica, na ktorej H₂ sa zvýši na horák, a tiež pripojiť prvky, ktoré odvádzajú teplo a distribuovať ho po celom dome.

Ktorá voda je lepšia - prostá alebo destilovaná?

Jednou z otázok, ktoré majitelia vodíkových kotlov často kladú, je otázka vody použitej na prevádzku zariadení.

Podľa odborníkov, najlepšie výkon továreň alebo domáce zariadenia demonštrujú pri práci destilovaná voda, do ktorej sa pridáva veľmi málo hydroxidu sodného (pre 10 litrov vody - jedna tabuľka lyžice).

Vodíkový kotol však môže úspešne pracovať na vodovodnej vode, hlavná vec je, že neobsahuje soli ťažkých kovov.

Závery a užitočné video na túto tému

V nasledujúcom videu uvidíte prehľad modelu plynového kotla pracujúceho na vodíkovom palive, ktorý vyrába známa kórejská spoločnosť DAEWOO.

Nie je bezdôvodne, že vodík sa nazýva palivom budúcnosti: tento plyn sa môže stať takmer neobmedzeným zdrojom lacného paliva šetrného k životnému prostrediu, ktoré možno použiť v rôznych zariadeniach.

Kotol poháňaný vodíkom, vyrobený v továrni alebo samostatne, vám umožní vytvoriť samostatný vykurovací systém. To pomôže výrazne znížiť platby v oblasti bývania a komunálnych služieb, rozhodne o udržaní pohodlnej teploty v obývacích izbách a spoločenských miestnostiach.

Máte skúsenosti s používaním vodíka ako paliva? Chcete sa pýtať na túto tému alebo povedať o svojom vynáleze? Komentujte prosím publikáciu, zúčastnite sa diskusií a uverejnite fotografie svojich domácich produktov. Blok spätnej väzby je umiestnený nižšie.