Naprava in princip delovanja vodikovega kotla

Načela alternativne energije vse bolj pridobivajo pozornost potrošnikov. To na več načinov olajšuje rast tarif za tradicionalne energetske vire, pa tudi občasne motnje na trgu storitev.

V teh okoliščinah se ogrevalni kotel na vodik šteje za eno najbolj obetavnih vrst naprav, ki delujejo na obnovljivem gorivu, ki je plin H₂.

Preden se odloči za nakup take enote, se je treba seznaniti z načelom njegovega delovanja, oceniti prednosti in slabosti uporabe vodika kot goriva. Ta vprašanja preučujemo in podrobno predstavljamo v članku.

Poleg tega smo opisali parametre, ki jih je treba upoštevati pri izbiri kotla, svetovati pri obratovanju in pripraviti pregled najboljših tovarniško izdelanih vodikovih generatorjev. Ljubitelji domačih priročnih navodil za sestavljanje z lastnimi rokami.

Lastnosti vodika kot goriva

Kot je navedeno zgoraj, je gorivo za takšne agregate vodik, najlažji plin v naravi, ki nima barve in vonja. Med njene prednosti spada tudi velika količina toplote, ki se sprosti pri izgorevanju H₂ (121 MJ / kg, pri izgorevanju propana pa le 40 MJ / kg).

V normalnih pogojih vodik gori pri temperaturi + 2000 ° C, vendar se lahko s pomočjo katalizatorja zmanjša na + 300 ° C. To omogoča izdelavo kotlov iz poceni jekla in ne iz dragih redkih zemeljskih kovin.

Vodik ni strupen, kar zagotavlja varnost njegove uporabe v vsakdanjem življenju. Ko se ta snov spali, nastane vodna para, ki izboljša notranjo klimo in ne potrebuje dimnikov.

Pomanjkljivosti vključujejo povečano eksplozivnost vodika, zlasti pri mešanju z zrakom ali kisikom, kar vodi do nastajanja detonacijskega plina.

Prednosti in slabosti vodikovih kotlov

Prednosti teh naprav so:

1. Popolna okoljska prijaznost. Produkti razkroja vode ne škodujejo ozračju, saj so popolnoma varni za zdravje ljudi in hišnih ljubljenčkov.
2. Visoka učinkovitostlahko doseže 96%. To je bistveno višje od učinkovitosti dizelskega goriva, zemeljskega plina ali premoga.
3. Varčevanje z naravnimi viri zaradi uporabe alternativnih virov energije.
4. Nizka cena kalorij. Za take naprave je dovolj vode in nekaj električne energije.

Hkrati imajo te naprave slabosti.

Med minuse je treba vključiti naslednje nianse:

1. Zahtevna storitev. Za najvišjo možno stopnjo izhoda H₂, je potrebno vsako leto zamenjati kovinske plošče. Poleg zamenjave elektrod se mora redno dodajati katalizator, da se zagotovi načrtovana količina energije. Pogostost tega postopka je odvisna od moči in značilnosti posameznega modela.
2. Visoki stroški - Tovarniška nastavitev bo stala manj kot 35-40 tisoč rubljev.
3. Nevarnost eksplozije s povečanim normaliziranim tlakom v kotlu.
4. Pomanjkanje jeklenk za vodik - le redko so v prodaji.
5. Omejena izbira. Ker taki grelci niso zelo pogosti na ruskem trgu, to ni vedno mogoče hitro poiščite ustrezen model, kot tudi našli ustrezne strokovnjake za namestitev in popravilo opreme.
6. Potreba po zagotavljanju komunikacij. Za delovanje naprave je potrebno trajno priključiti na električno napajanje za izvedbo reakcije elektrolize, kot tudi na vodni vir, katerega pretok je odvisen od moči naprave.

Treba je omeniti, da proizvajalci namenjajo veliko pozornosti novim tehnologijam, si prizadevajo izboljšati vodikove kotle, odpraviti ali zmanjšati pomanjkljivosti.

Načelo delovanja ogrevalne enote

Zaradi svoje dejavnosti H₂ Ne najdemo ga v svoji čisti obliki v naravi, vendar je dovolj, da ga preprosto izoliramo iz navadne vode z elektrolizo, medtem ko se sprosti tudi plinasti kisik.

Če želite, da grelec deluje, morate najprej dobiti H₂. To se dogaja v posebnem prostoru, ki je namenjen za pojav podobne reakcije. Tekočina se vlije v posodo, kjer so potopljene kovinske plošče.

Opremljeni so z električnim tokom posebej izbrane čistosti, pod vplivom katerega se sprosti H.₂ in oh₂kot tudi stranski proizvod - vodna para.

Nastalo zmes prehaja skozi posebno napravo - kemični separator, s katerim je mogoče izolirati vodik in ga ločiti od drugih nečistoč. Očiščeni plin se dovaja gorilniku, na katerem je nameščen ventil.

Preprečuje gibanje H₂ v drugi smeri, ki preprečuje eksplozijo. V tem primeru se kisik in vodna para v drugem sistemu spustita v posebno posodo.

Nato vodikov plin gre skozi zaščitno enoto in vstopi v zgorevalno komoro. Pri tem reagira s plinom v prisotnosti katalizatorja, zaradi česar nastaja toplota, ki skozi toplotni izmenjevalec vstopa v ogrevalni sistem.

Vodna para, ki se sprošča v komori, se vrne preko namenskega kanala v rezervoar elektrolita, s čimer se uporabi postopek recirkulacije.

Prilagoditev moči se izvaja s posebej opremljenimi kanali, katerih število lahko doseže šest. Vsak od teh naprav vsebuje katalizator, tako da se ob vklopu začne proces proizvodnje toplote.

Pretok plina, segret na temperaturo 40 ° C, se začne premikati v toplotni izmenjevalnik, ki se nahaja v zgorevalni komori.

Zaradi ločenih struktur lahko kanali delujejo neodvisno drug od drugega, kar omogoča vključitev le dela teh kanalov.

Sodobni modeli so opremljeni tudi z različnimi napravami, na primer s kazalniki nivoja vode in senzorji tlak, ki jim omogoča, da delajo v samodejnem načinu in se nujno odzovejo na nepredvidene razmerah.

Sestavni deli naprave za vodik

Sistem naprave za ogrevanje, ki deluje na vodik, je zelo preprost.

Kotliček, ki igra vlogo izmenjevalnika toplote, je glavni element pri proizvodnji vodika.

Elektrolizer - glavni aktivni del kotla, kjer poteka elektrolitska reakcija, ki vodi do razpada vode v H₂ in oh₂. Element je rezervoar, napolnjen z vodo, v katerem so nameščene kovinske elektrode, ki imajo največjo prevodnost toka.

Žice so povezane s ploščami, s katerimi se izvaja oskrba z električno energijo.

Gorilnik - naprava, ki prispeva k segrevanju hladilnega sredstva v ogrevalnem sistemu. Nahaja se v zgorevalni komori, za vžig je na voljo iskra.

Gorilni ventil - Poseben del, ki se nahaja na vrhu naprave. Zahvaljujoč tej podrobnosti H₂, ki se dvigne na vrh, z lahkoto premaguje pregrado, ki je nedostopna za druge sproščene snovi, in vstopa neposredno v gorilnik.

Cevovod - komunikacije, ki odstopajo od enote in se uporabljajo za dobavo toplote vsem območjem hiše. Za uporabo pri jermenih cevi za ogrevanje s premerom 25-32 mm. Pri polaganju sledi temeljno pravilo: premer vsakega naslednjega razvejanja mora biti manjši od prejšnjega.

Merila za izbiro generatorjev

Pri odločanju za nakup takšne tehnike je pomembno paziti na naslednja merila.

Moč. V sodobnih napravah se lahko vrednost tega kazalnika precej razlikuje, kar vam omogoča, da izberete najboljšo možnost za majhno hišo in za dvonadstropno stavbo.

Število kontur. Pri napravah, ki delujejo na vodiku, je običajno nameščen ogrevalni krog. Pri nekaterih modelih je zagotovljena tudi dodatna namestitev drugega (ogrevalnega) vezja.

Raven porabe energije. Današnja tehnologija nam omogoča, da dosežemo odlične toplotne zmogljivosti pri uporabi minimalne električne energije. Poraba energije različnih vrst generatorjev se giblje od 1,2 do 3 kW na 1 uro.

Nizka poraba energije je dosežena zaradi dejstva, da vodikov kotel ne deluje neprekinjeno, temveč le za vzdrževanje določene temperature v prostoru.

Vir napajanja. Vse vrste generatorjev vodika je mogoče razdeliti v dve široki kategoriji: ena se napaja s plinom, druga pa z elektriko.

Proizvajalec. Bolje je, da se odločite za preverjene proizvajalce (Italija, ZDA). Treba se je bojati izdelkov nizke kakovosti, ki jih ponujajo dvomljiva podjetja po izredno nizkih cenah.

Nasveti za delovanje kotla

Za izboljšanje funkcionalnosti enote je pomembno upoštevati priložena navodila. Delovanje naprave je mogoče izboljšati z dodajanjem dodatnih podrobnosti (s tem je treba dosledno upoštevati varnostna pravila)

V notranjost izmenjevalnika toplote lahko namestite posebne senzorje za spremljanje povečanja ogrevanja vode, kot tudi za dopolnitev zasnove gorilnika z zapornimi ventili.

Samo povežite ga neposredno temperaturni senzortako, da se kotel samodejno izklopi takoj, ko segrevanje doseže nastavljeno točko.

Prav tako je koristno namestiti napravo za normalizirano hlajenje kotla.

V primeru skladnosti s standardi delovanja enote, ki delajo na vodiku, bo služil več kot ducat let. Čeprav je garancijska doba takšnih naprav 15 let, lahko v praksi dobro delujejo 20-30 let.

Popravilo takih naprav ne bo težko za izkušenega mojstra, saj koncept vodikovega kotla ni zelo drugačen od analogov, ki delujejo na drugih vrstah goriva.

Top 5 tovarniško izdelanih vodikovih generatorjev

Prvo podjetje, ki je izdelalo in patentiralo tehnologijo za proizvodnjo kotla na vodikov pogon, je bilo italijansko podjetje. Giacomini. Specializirana je za naprave, ki temeljijo na ekoloških metodah proizvodnje energije: geotermalne črpalke, sončne celice in drugi.

Trenutno te modele izdelujejo ameriška, kitajska, evropska podjetja, vendar njihov obseg ni prevelik v primerjavi s kotli, ki delujejo v drugih vrstah gorivo.

Najboljši tovarniški modeli vodikovih sistemov

Med najbolj priljubljenimi modeli opažamo:

1. MegaTank100 - generator, ki se napaja z električno energijo iz omrežja. Ima zanesljiv večnivojski sistem zaščite pred pregrevanjem in kratkim stikom, ki zagotavlja varno in produktivno delo. Cena modela je odvisna od njegove konfiguracije.
2. STAR-2000 - draga enota (> 200.000 rubljev) ima odlične tehnične lastnosti. Kljub dejstvu, da ta generator porabi najmanj energije, je sposoben za ogrevanje sobo 251-300 kvadratnih metrov.
3. Kingkar - Napajalni aparat z odličnimi delovnimi lastnostmi. Cena modela je precej visoka - približno 100 tisoč rubljev, vendar se povrne z ekonomsko porabo energije.
4. H2-2 - oprema italijanskega ekstra razreda po visoki ceni (približno 250.000 rubljev). omogoča segrevanje zraka v velikih prostorih (od 300 m³ in več) z minimalno porabo električne energije.
5. Prosta energija - visokokakovostne naprave po demokratičnih stroškov v razponu od 15-35 tisoč rubljev (cena je odvisna od moči in drugih značilnosti). Opremljena je z nadzorno enoto, ki avtomatizira številne procese, napetost in regulacijo tlaka na več ravneh.

Obstajajo tudi drugi modeli v različnih cenovnih kategorijah.

Kako narediti kotel sam

Generatorji ogrevanja imajo dokaj enostavno obliko. Z znano stopnjo usposobljenosti lahko sestavite napravo sami. Hkrati pa zaradi eksplozivnosti vodikove zmesi takšno delo zahteva izredno odgovornost, poznavanje varnostnega inženirstva in izkušenj z namestitvijo takšnih naprav.

Postopek izdelave lastnega vodikovega kotla lahko razdelimo v več faz.

Korak # 1 – risanje in priprava materialov. Prvič, podobne projekte je treba najti na internetu, da bi na njihovi osnovi razvili napravo, ki bi izpolnjevala vse pogoje in možnosti.

Potrebno je natančno izračunati vse kazalnike, predvsem pa potrebno moč, ter določiti materiale, ki bodo uporabljeni za izdelavo kotla. Najboljša možnost je feromagnetnih zlitin, vendar je zelo primerna zmogljivost, izdelana iz nerjavečega jekla.

Čeprav ima lahko generator vodika različne izvedbe, ostanejo naslednje podrobnosti enake:

• 12-voltni vir napajanja;
• rezervoar, kjer se bo struktura nahajala;
• PWM regulator z zmogljivostjo najmanj 30 A;
• več cevi različnih premerov, izdelanih iz jekla, nerjavečega jekla;
• jeklena pločevina;
• žaga;
• plinski gorilnik - Bolje pripravljen, kupljen v trgovini.

2. korak – proizvodnja elektrolitov. Za izdelavo plošč, ki bodo opremljene z elektrolitrom, morate vzeti list jekla srednje debeline. S škarjami za kovino, žago ali drugim orodjem se razreže na enake trakove v velikosti 18 ali več kosov (število mora biti nujno celo).

Iz vzvratne države v vsakem od njih je potrebno izvrtati luknje za vijake, ki bodo potrebni za popolno mirovanje teh elementov v elektrolitu.

Vse plošče so razdeljene na anode in katode, odvisno od tega razdelka, žice so z njimi povezane, oddajajo pozitivne in negativne naboje.

Uporaba enosmernega toka je učinkovitejša kot uporaba izmeničnega toka. Kot vir je najbolje uporabiti generator tipa PWM.

Korak številka 3 – celični sklop. Najboljši material za izdelavo tega elementa je nerjavno jeklo. Trdna konstrukcija pravokotne ali kvadratne oblike je privarjena iz kovine, po kateri se voda ali mešanica H vlije v njo.₂O s katalizatorjem in tudi pripravljene plošče s priključenimi vodniki.

4. korak – priključek gorilnika. Gorilnik je nameščen v zgornjem delu naprave - bolje je uporabiti model nakupa, ki ga lahko kupite v specializirani trgovini.

Korak številka 5 – namestitev in priključitev separatorjaki je potrebna za ločevanje vodika iz mešanice plinov.

Na koncu se položi cev, na kateri je H₂ se bo dvignil do gorilnika in povezal elemente, ki odstranjujejo toploto in ga razdelil po vsej hiši.

Katera voda je boljša - navadna ali destilirana?

Eno od vprašanj, ki jih lastniki vodikovih kotlov pogosto postavljajo, je vprašanje o vodi, ki se uporablja za delovanje naprav.

Po mnenju strokovnjakov najboljša tovarna ali domače naprave dokazujejo pri delu destilirana voda, ki ji dodamo zelo malo natrijevega hidroksida (za 10 litrov H2O - ena miza žličko).

Vendar pa lahko vodik kotel uspešno deluje na vodo iz pipe, glavna stvar je, da ne vsebuje soli težkih kovin.

Zaključki in koristen videoposnetek o tej temi

V spodnjem videu boste videli pregled modela plinskega kotla na vodikov pogon, ki ga proizvaja znano korejsko podjetje DAEWOO.

Ne gre brez razloga, da se vodik imenuje gorivo prihodnosti: ta plin lahko postane skoraj neomejen vir poceni, okolju prijaznega goriva, ki ga je mogoče uporabiti v različnih obratih.

Kotel na vodikov pogon, ki je izdelan v tovarni ali samostojno, vam omogoča ustvarjanje avtonomnega ogrevalnega sistema. To bo pomagalo znatno zmanjšati plačila v stanovanjskih in komunalnih storitev, odloči o vzdrževanju udobno temperaturo v dnevnih sobah in utility sobe.

Imate izkušnje z uporabo vodika kot goriva? Želite postavljati vprašanja o temi ali povedati o svojem izumu? Prosimo, da komentirate objavo, sodelujete v razpravah in objavljate fotografije vaših domačih izdelkov. Blok za povratne informacije se nahaja spodaj.