Načela alternativne energije vse bolj pridobivajo pozornost potrošnikov. V mnogih pogledih to omogoča povečanje tarif za tradicionalne energetske prevoznike in občasne motnje na trgu storitev.
V teh okoliščinah grelnik za vodikov ogrevanje velja za eno najbolj obetavnih vrst naprav za obnovljivo gorivo, to je plin H2.
Preden se odločite za nakup takšne enote, se je potrebno seznaniti z načelom njegovega delovanja, oceniti prednosti in slabosti uporabe vodika kot goriva. Ta vprašanja smo preučili pri nas in podrobno opisani v članku.
Poleg tega smo orisali parametre, ki jih je treba upoštevati pri izbiri kotla, podali smo nasvete za uporabo in pripravili pregled najboljših tovarniških generatorjev vodika. Ljubitelji domačih priročnih navodil za sestavljanje enote z lastnimi rokami.
Lastnosti vodika kot goriva
Kot že omenjeno, je gorivo za take enote vodik, najlažji plin v naravi, ki mu primanjkuje barve in vonja. Med njegove prednosti lahko imenujemo veliko količino toplote, ki se sprosti med zgorevanjem H2 (121 MJ / kg, medtem ko se med zgorevanjem propana sprosti le 40 MJ / kg).
V normalnih pogojih vodik gori pri temperaturi + 2000 ° C, vendar se s pomočjo katalizatorja lahko zmanjša na + 300 ° C. To vam omogoča izdelavo kotlov iz proračunskega jekla in ne iz dragih redko zemeljskih kovin.
Vodik ni strupen, kar zagotavlja varnost njegove uporabe v vsakdanjem življenju. Ko se ta snov zgore, nastanejo vodne pare, ki izboljšajo mikroklimo v zaprtih prostorih in ne potrebujejo dimnikov.
Pri uporabi vodika je treba strogo upoštevati varnostna pravila: če se plin uporablja nepravilno ali v stiku z odprtim plamenom, lahko pride do uničujoče eksplozije
Med pomanjkljivostmi je povečana eksplozivnost vodika, zlasti kadar se meša z zrakom ali kisikom, kar vodi v nastanek eksplozivnega plina.
Prednosti in slabosti vodikovih kotlov
Moč takšnih naprav je:
- Popolna prijaznost do okolja. Proizvodi razgradnje vode ne škodujejo ozračju, so popolnoma varni za zdravje ljudi in hišnih ljubljenčkov.
- Visoka stopnja učinkovitostiki lahko doseže 96%. To je bistveno večje od izkoristka dizla, zemeljskega plina ali premoga.
- Varčevanje z naravnimi viri z uporabo alternativnih virov energije.
- Nizka cena prejete kalorije. Za takšne naprave je dovolj vode in nekaj električne energije.
Hkrati imajo takšne naprave slabosti.
Med minuse spadajo naslednji odtenki:
- Zahtevno vzdrževanje. Za najvišjo stopnjo proizvodnje H2, je treba vsako leto zamenjati kovinske plošče. Poleg zamenjave elektrod je treba redno dodajati katalizator, da nastane načrtovana količina energije. Pogostost tega postopka je odvisna od moči, pa tudi od značilnosti določenega modela.
- Visoki stroški - Tovarniška namestitev bo stala ne manj kot 35-40 tisoč rubljev.
- Nevarnost eksplozije s povečanjem normaliziranega tlaka v kotlu.
- Pomanjkanje vodikove jeklenke - v prodaji jih je precej redko.
- Omejena izbira. Ker takšne grelne naprave na ruskem trgu niso preveč pogoste, ni vedno mogoče hitro najti pravega modela in tudi najti kompetentnih strokovnjakov za namestitev in popravilo opreme.
- Potreba po komunikaciji. Za delovanje naprave je potrebna stalna povezava z napajalnikom za reakcijo elektrolize, pa tudi z vodnim virom, katerega pretok je odvisen od moči naprave.
Treba je opozoriti, da proizvajalci veliko pozornosti posvečajo novim tehnologijam, si prizadevajo za izboljšanje vodikovih kotlov, odpravljajo ali zmanjšujejo pomanjkljivosti.
Načelo delovanja grelne enote
Zaradi svoje dejavnosti je H2 v svoji čisti obliki se v naravi ne pojavlja, kljub temu pa jo je z elektrolizo izolirati iz navadne vode, sprošča pa se tudi plinasti kisik.
Na predstavljeni sliki si lahko ogledate shematični diagram ogrevalne opreme, ki deluje na vodik, ki prikazuje vse strukturne elemente (+)
Da grelnik deluje, morate najprej dobiti H2. To se zgodi v posebnem oddelku, rezerviranem za podobno reakcijo. Tekočina se vlije v posodo, v katero so potopljene kovinske plošče.
Napajajo se z električnim tokom posebej izbrane čistosti, pod vplivom katerega se sprošča H2 in o2, pa tudi kot stranski proizvod - vodna para.
Nastala mešanica se prenese skozi posebno napravo - kemični separator, s katerim je mogoče izolirati vodik in ga ločiti od drugih nečistoč. Očiščeni plin se dovaja v gorilnik, na katerem je nameščen ventil.
Ovira gibanje H2 na drugo stran, kar prepreči eksplozijo. V tem primeru bo kisik in vodna para skozi drug sistem odpadla v posebni posodi.
Nadalje plinasti vodik prehaja skozi zaščitno enoto in vstopi v zgorevalno komoro. Tu reagira s plinom v prisotnosti katalizatorja, zaradi česar nastaja toplota, ki skozi toplotni izmenjevalec vstopi v sistem ogrevanja doma.
Vodna para, ki se sprosti v komori skozi posebej dodeljen kanal, se vrne v rezervoar z elektrolitom in tako uporabi postopek recirkulacije.
Prilagoditev moči se izvaja s pomočjo posebej opremljenih kanalov, katerih število lahko doseže šest. V vsaki od teh naprav je vgrajen katalizator, tako da se začne, ko se začne, proces proizvodnje toplote.
Tok plina, segret na temperaturo 40 ° C, se začne premikati v toplotni izmenjevalec, ki se nahaja v zgorevalni komori.
Zahvaljujoč ločenim strukturam lahko kanali delujejo neodvisno drug od drugega, kar vam omogoča, da vključite le del njih.
Proces pridobivanja vodika v sodobnih aparatih za elektrolizo je popolnoma avtomatiziran. Edini ročni postopek je, da sistem napolnimo z vodo.
Sodobni modeli so opremljeni tudi z različnimi napravami, na primer indikatorji nivoja vode in tlačnimi senzorji, kar jim omogoča delovanje v samodejnem načinu in nujno odzivanje v nepredvidenih situacijah.
Sestavni deli vodikove enote
Zasnova ogrevalnega sistema na vodikovi osnovi je precej preprosta.
Koteligra vlogo izmenjevalnika toplote glavni element, kjer nastaja vodik.
Kotel na vodik je mogoče sestaviti iz razpoložljivih elementov, za njegovo delovanje pa je potrebna le navadna ali destilirana voda (+)
Elektrolizator - glavni aktivni del kotla, kjer pride do elektrolitske reakcije, ki vodi do razpada vode v H2 in o2. Element je rezervoar, napolnjen z vodo, v katerega so postavljene kovinske elektrode, ki imajo največjo prevodnost toka.
Žice so povezane s ploščami, skozi katere se napaja električna energija.
Gorilnik - naprava, ki prispeva k segrevanju hladilne tekočine v ogrevalnem sistemu. V zgorevalni komori je nameščena iskra, ki jo vžge.
Ventil gorilnika - poseben del, ki se nahaja na vrhu naprave. Zahvaljujoč tej podrobnosti H2, vstane, zlahka premaga oviro, nedostopno drugim sproščenim snovem, in vstopi neposredno v gorilnik.
V tovarniških vodikovih kotlih je na voljo krmilna enota. Plošča prikazuje indikatorje napetosti in toka, regulator moči in vzvode za nastavitev drugih parametrov
Cevovod - komunikacije, ki odstopajo od enote in se uporabljajo za dovod toplote v vse prostore hiše. Za cevovod uporabite ogrevalne cevi s premerom 25-32 mm. Pri polaganju upoštevajte osnovno pravilo: premer vsake naslednje veje mora biti manjši od prejšnjega.
Merila za izbiro generatorja
Pri odločitvi za nakup takšne tehnike je pomembno biti pozoren na naslednja merila.
Moč. Pri sodobnih aparatih se lahko vrednost tega indikatorja znatno razlikuje, kar vam omogoča, da izberete najboljšo možnost tako za majhno hišo kot za dvo-, trinadstropno stavbo.
Povprečna poraba vode v sodobnih modelih generatorja ni prevelika. V 24 urah bo za delovanje naprave potrebnih približno 5,5 litra, zaradi česar nastane 1,2-2 litra goriva
Število vezij. Na napravah na vodikov pogon je običajno nameščen ogrevalni krog. V nekaterih modelih je predvidena tudi dodatna namestitev drugega (ogrevalnega) tokokroga.
Poraba električne energije. Današnja tehnologija omogoča doseganje odlične toplotne moči z minimalno porabo električne energije. Poraba energije različnih vrst generatorjev se giblje od 1,2 do 3 kW v 1 uri.
Nizka poraba energije je dosežena zaradi dejstva, da vodikov kotel ne deluje stalno, ampak samo za vzdrževanje določene temperature v prostoru.
Proizvajalec. Bolje je dati prednost zaupanja vrednim proizvajalcem (Italija, ZDA). Pozorni bodite na nekvalitetne izdelke, ki jih ponujajo dvomljiva podjetja po izjemno nizkih cenah.
Nasveti za delovanje kotla
Za izboljšanje funkcionalnosti enote je pomembno upoštevati priložena navodila. Delovanje naprave lahko izboljšate tako, da dodate dodatne podrobnosti (v tem primeru morate strogo upoštevati varnostna pravila).
Detektor plamena, nameščen na gorilniku, povečuje varnost sistema. Ko požar pogasi, naprava samodejno izklopi dotok vnetljivega plina v gorilnik in s tem prepreči vstop v prostor
V notranji del toplotnega izmenjevalnika so lahko nameščeni posebni senzorji, ki omogočajo sledenje porastu indikatorjev ogrevanja vode, pa tudi zasnovo gorilnika dopolnjujejo z zapornimi ventili.
Dovolj je, da ga priključite neposredno na temperaturni senzor, da se bo kotel samodejno izklopil, ko ogrevanje doseže nastavljeno vrednost.
Koristno je tudi namestiti standardizirano hladilno napravo kotla.
Naprave za vodik se lahko uporabljajo ne le kot edina ogrevalna oprema v hiši, ampak tudi v kombinaciji z drugimi ogrevalnimi sistemi. Glavne toplotne naprave v tem primeru lahko delujejo v nizkotemperaturnem načinu.
V primeru upoštevanja delovnih standardov bo enota na vodik služila več kot ducat let. Čeprav je garancijska doba za take naprave 15 let, v praksi lahko učinkovito delujejo 20-30 let.
Popravilo takšnih naprav ne bo težko za izkušenega obrtnika, saj shema vezja vodikovega kotla ni preveč različna od analognih, ki delujejo na druge vrste goriva.
Top 5 tovarniških vodikovih generatorjev
Prvo podjetje, ki je izdelalo in patentiralo tehnologijo kotlov na vodikov gorivo, je bilo italijansko podjetje Giacomini. Specializirana je za naprave, ki temeljijo na okoljskih metodah pridobivanja energije: geotermalne črpalke, sončne plošče in druge.
H2ydroGEM je katalitična zgorevalna komora, v vsakem rogu katere je snov, ki pospeši reakcijo zgorevanja vodika. Zaradi tega proces poteka pri razmeroma nizki temperaturi.
Trenutno takšne modele izdelujejo ameriška, kitajska, evropska podjetja, vendar njihov razpon ni prevelik v primerjavi s kotli, ki delujejo na druge vrste goriva.
Najboljši tovarniški modeli vodikovih sistemov
Med najbolj priljubljenimi modeli ugotavljamo:
- MegaTank100 - generator, ki ga napaja električna energija iz omrežja. Ima zanesljiv večstopenjski sistem zaščite pred pregrevanjem in kratkim stikom, kar zagotavlja varno in produktivno delo. Stroški modela so odvisni od njegove konfiguracije.
- STAR-2000 - draga enota (> 200.000 rubljev) ima odlične tehnične lastnosti. Kljub temu, da ta generator porabi najmanj energije, je sposoben ogrevati sobo s površino 251-300 kvadratnih metrov.
- Kingkar - omrežna naprava, ki ima odlične delovne lastnosti. Stroški modela so precej visoki - približno 100 tisoč rubljev, povrnejo pa ga varčna poraba energije.
- H2-2 - italijanska oprema razreda "ekstra" po visoki ceni (približno 250.000 rubljev). omogoča segrevanje zraka v ogromnih prostorih (od 300 m)3 in zgoraj) z minimalno porabo električne energije.
- Brezplačna energija - visokokakovostne naprave po dostopni ceni v razponu od 15-35 tisoč rubljev (cena je odvisna od moči in drugih značilnosti). Opremljen s krmilno enoto, ki avtomatizira številne procese, večstopenjski senzor za regulacijo napetosti in tlaka.
Obstajajo tudi drugi modeli v različnih cenovnih kategorijah.
Kako narediti kotel sami
Generatorji ogrevanja imajo dokaj lahko konstrukcijo. Z določeno stopnjo spretnosti lahko napravo sestavite sami. Hkrati zaradi eksplozivnosti vodikove mešanice takšno delo zahteva izjemno odgovornost, poznavanje varnostnih postopkov in izkušnje z namestitvijo takšnih naprav.
Z neodvisno proizvodnjo naprave se ne bo mogoče znebiti precejšnjih finančnih stroškov, saj je bolje, da nekatere komponente kupite že pripravljene. Veliko tveganje nas spravi v tovarniške nastavitve, za katere proizvajalci dajejo dolgoročna jamstva.
Postopek izdelave vodikovega kotla z lastnimi rokami lahko razdelimo na več stopenj.
Korak 1 – izvedba risbe in priprava materialov. Najprej bi morali podobne projekte najti na internetu, da bi si omislili napeljavo, ki bi temeljila na njih, ki bi ustrezala vsem pogojem in možnostim.
Treba je natančno izračunati vse kazalnike in najprej potrebno moč, pa tudi odločiti se o materialih, ki bodo uporabljeni za izdelavo kotla. Feromagnetne zlitine veljajo za najboljšo možnost, vendar je posoda iz nerjavečega jekla povsem primerna.
Čeprav ima lahko ogrevanje vodikovega generatorja različne zasnove, naslednje podrobnosti ostanejo nespremenjene:
- 12-voltni vir energije;
- rezervoar, kjer se nahaja zgradba;
- PWM krmilnik z močjo najmanj 30 A;
- več cevi različnih premerov iz nerjavečega jekla;
- jeklena pločevina;
- nožna žaga za kovine;
- plinski gorilnik - bolje dokončan, kupljen v trgovini.
2. korak – izdelava elektrolitov. Za izdelavo plošč, ki bodo opremljene z elektroliteljem, morate vzeti list jekla srednje debeline. S škarjami za kovino, nožno žago ali drugo orodje ga razrežemo na enake trakove v količini 18 ali več kosov (številka mora biti enakomerna).
Iz države vrnitve je treba v vsaki od njih izvrtati luknje za vijake, ki so potrebni, da se ti elementi v elektrolitu držijo popolnoma negibno.
Vse plošče razdelimo na anode in katode, odvisno od te delitve so žice povezane z njimi, ki prenašajo pozitivne in negativne naboje.
Uporaba enosmernega toka je učinkovitejša od uporabe izmeničnega toka. Najbolje je, da kot vir uporabite generator PWM.
Korak številka 3 – sklop celic. Najboljši material za izdelavo tega elementa je nerjavno jeklo. Robustna pravokotna ali kvadratna konstrukcija je varjena iz kovine, po kateri se vanjo vlije voda ali mešanica H2O s katalizatorjem, pa tudi pripravljene plošče s povezanim ožičenjem.
4. korak – priključek gorilnika. Gorilnik je nameščen v zgornjem delu naprave - bolje je uporabiti kupljeni model, ki ga lahko kupite v specializirani trgovini.
Korak številka 5 – namestitev in priključitev ločevalnika, ki je potreben za nastajanje vodika iz mešanice plinov.
V zaključku je položen cev, vzdolž katerega je H2 se bo dvignil na gorilnik, prav tako so povezani elementi, ki odstranjujejo toploto in jo distribuirajo po celotni hiši.
Katera voda je boljša - navadna ali destilirana
Eno od vprašanj, ki si jih lastniki vodikovih kotlov pogosto zastavljajo, je voda, ki se uporablja za upravljanje naprav.
Destilirano vodo za delovanje vodikovega kotla lahko kupite v trgovinah ali sami nastavite njegovo proizvodnjo z najpreprostejšo namestitvijo
Po mnenju strokovnjakov tovarniške ali domače naprave kažejo najboljše delovanje pri delu z destilirano vodo, ki ji dodamo zelo malo natrijevega hidroksida (za 10 litrov H2O - ena žlica).
Vendar lahko vodikov kotel uspešno deluje tudi z vodo iz pipe, glavna stvar je, da ne vsebuje soli težkih kovin.
V spodnjem videoposnetku boste videli pregled modela plinskega kotla na vodikovo gorivo, ki ga je izdelalo znano korejsko podjetje DAEWOO.
Vodik se brez razloga 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 gorivo, izdelan v tovarni ali sam, bo ustvaril avtonomni ogrevalni sistem. To bo pripomoglo k bistvenemu zmanjšanju plačil v stanovanjskih in komunalnih storitvah in bo rešilo vprašanje vzdrževanja ugodne temperature v dnevnih in komunalnih prostorih.
Imate izkušnje z uporabo vodika kot goriva? Želite postaviti vprašanja na to temo ali povedati o svojem izumu? Komentirajte objavo, sodelujte v razpravah in pustite fotografije svojih domačih izdelkov. Spodnji blok povratnih informacij se nahaja spodaj.