Hydrogenvarmekjele: enhet + driftsprinsipp + utvalgskriterier

Prinsippene for alternativ energi får i økende grad oppmerksomheten til forbrukerne.Dette skyldes i stor grad økningen i tariffer på tradisjonelle energiressurser, samt periodiske forstyrrelser i tjenestemarkedet.

Under disse omstendighetene regnes en hydrogenvarmekjele som en av de mest lovende typene enheter som opererer på fornybart drivstoff, som er H-gass2.

Før du bestemmer deg for å kjøpe en slik enhet, må du gjøre deg kjent med prinsippet om driften og vurdere fordelene og ulempene ved å bruke hydrogen som drivstoff. Disse problemene har blitt studert av oss og beskrevet i detalj i artikkelen.

I tillegg identifiserte vi parametere som bør tas i betraktning ved valg av kjele, ga driftstips og utarbeidet en gjennomgang av de beste fabrikkproduserte hydrogengeneratorene. Fans av hjemmelagde produkter vil finne instruksjonene for montering av enheten med egne hender nyttige.

Egenskaper til hydrogen som drivstoff

Som nevnt ovenfor er drivstoffet for slike enheter hydrogen, den letteste gassen i naturen, fargeløs og luktfri. Blant fordelene er den store mengden varme som frigjøres under forbrenningen av H2 (121 MJ/kg, mens propanforbrenning frigjør kun 40 MJ/kg).

Under normale forhold brenner hydrogen ved en temperatur på +2000°C, men ved hjelp av en katalysator kan det reduseres til +300°C.Dette gjør at kjeler kan lages av billig stål i stedet for av dyre sjeldne jordmetaller.

Hydrogen er ikke giftig, noe som gjør det trygt å bruke i hverdagen. Når dette stoffet brennes, produseres vanndamp, som forbedrer innendørs mikroklima og ikke krever skorsteiner.

Hydrogeneksplosjon
Ved bruk av hydrogen må sikkerhetsregler følges strengt: hvis gassen brukes feil eller kommer i kontakt med åpen flamme, kan det oppstå en ødeleggende eksplosjon

Ulemper inkluderer den økte eksplosiviteten til hydrogen, spesielt når det er blandet med luft eller oksygen, noe som fører til dannelse av detonerende gass.

Fordeler og ulemper med hydrogenkjeler

Styrken til slike enheter er:

  1. Helt miljøvennlig. Vannnedbrytningsprodukter skader ikke atmosfæren; de er helt trygge for helsen til mennesker og kjæledyr.
  2. Høy effektivitet, som kan nå 96 %. Dette er betydelig høyere enn effektiviteten til diesel, naturgass eller kull.
  3. Sparer naturressurser gjennom bruken alternative energikilder.
  4. Lav pris mottatte kalorier. For slike enheter er vann og litt strøm nok.

Samtidig har slike enheter også svakheter.

Ulempene inkluderer følgende nyanser:

  1. Krav til vedlikehold. For høyest mulig H-produksjon2, må metallplatene skiftes hvert år. I tillegg til å erstatte elektrodene, må en katalysator tilsettes regelmessig for å produsere den planlagte energimengden. Hyppigheten av denne prosedyren avhenger av kraften, så vel som av funksjonene til en bestemt modell.
  2. Høy kostnad — fabrikkinstallasjon vil koste ikke mindre enn 35-40 tusen rubler.
  3. Eksplosjonsfare når det normaliserte trykket i kjelen øker.
  4. Mangel på hydrogensylindere – De finnes ganske sjelden på salg.
  5. Begrenset utvalg. Siden slike oppvarmingsenheter ikke er veldig vanlige på det russiske markedet, er det ikke alltid mulig å raskt finne en passende modell, samt finne kompetente spesialister for installasjon og reparasjon av utstyr.
  6. Behovet for kommunikasjon. For å betjene enheten trenger du en konstant tilkobling til strømforsyningen for å utføre elektrolysereaksjonen, samt til en vannkilde, hvis strømning avhenger av enhetens kraft.

Det er nødvendig å nevne at produsenter legger stor vekt på nye teknologier og streber etter å forbedre hydrogenkjeler, eliminere eller minimere ulemper.

Driftsprinsipp for varmeenheten

På grunn av sin aktivitet H2 Det finnes ikke i naturen i sin rene form, men det er ganske enkelt å isolere det fra vanlig vann ved elektrolyse, som også frigjør oksygengass.

Driftsprinsipp for en hydrogengenerator
I det presenterte bildet kan du se en skjematisk design av varmeutstyr som opererer på hydrogen, som indikerer alle strukturelle elementer (+)

For at varmeapparatet skal fungere, er det først nødvendig å skaffe H2. Dette skjer i et spesielt rom som er reservert for en slik reaksjon. Væske helles i beholderen, i hvilken metallplater er nedsenket.

De forsynes med en elektrisk strøm av spesielt valgt renhet, under påvirkning av hvilken H frigjøres2 og om2, samt vanndamp som et biprodukt.

Den resulterende blandingen føres gjennom en spesiell enhet - en kjemisk separator, ved hjelp av hvilken det er mulig å isolere hydrogen, separere det fra andre urenheter. Den rensede gassen tilføres brenneren, som en ventil er installert på.

Det hindrer bevegelse H2 i den andre retningen, noe som forhindrer en eksplosjon. I dette tilfellet slippes oksygen og vanndamp ut i en spesiell beholder gjennom et annet system.

Deretter passerer hydrogengass gjennom beskyttelsesenheten og kommer inn i forbrenningskammeret. Her reagerer den med gass i nærvær av en katalysator, noe som resulterer i dannelse av varme, som kommer inn i hjemmets varmesystem gjennom en varmeveksler.

Vanndampen som frigjøres i kammeret returneres gjennom en spesielt utpekt kanal til reservoaret med elektrolytten, og bruker dermed resirkuleringsprosessen.

Strømjustering utføres ved hjelp av spesialutstyrte kanaler, hvorav antallet kan nå seks. Hver av disse enhetene inneholder en katalysator inni, på grunn av hvilken prosessen med å generere varme starter når den er slått på.

Gasstrømmen, oppvarmet til en temperatur på 40°C, begynner å bevege seg mot varmeveksleren som er plassert i forbrenningskammeret.

Takket være separate design kan kanalene operere uavhengig av hverandre, noe som lar deg slå på bare en del av dem.

Hydrogen varmesystem
Prosessen med å produsere hydrogen i moderne elektrolyseapparater er helautomatisert. Den eneste manuelle prosessen er å helle vann inn i systemet

Moderne modeller er også utstyrt med forskjellige enheter, for eksempel vannnivåindikatorer og trykksensorer, som lar dem operere automatisk og reagere raskt i uforutsette situasjoner.

Komponenter i et hydrogenanlegg

Utformingen av et varmesystem som opererer på hydrogen er ganske enkelt.

Kjele, som spiller rollen som en varmeveksler, er hovedelementet hvor hydrogenproduksjon skjer.

Komponenter i et hydrogenanlegg
En kjele som opererer på hydrogen kan settes sammen fra tilgjengelige elementer, og for driften er det bare nødvendig med vanlig eller destillert vann (+)

Elektrolysator - den viktigste aktive delen av kjelen, der den elektrolytiske reaksjonen oppstår, som fører til nedbrytning av vann til H2 og om2. Elementet er et reservoar fylt med vann hvor det er plassert metallelektroder som har maksimal strømledningsevne.

Platene er koblet til ledninger som strøm tilføres gjennom.

Brenner - en enhet som hjelper til med å varme opp kjølevæsken i varmesystemet. Plassert i forbrenningskammeret, tilføres en gnist for å antenne det.

Brennerventil - en spesiell del plassert på toppen av enheten. Takket være denne detaljen H2, stiger til toppen, overvinner lett barrieren utilgjengelig for andre frigjorte stoffer og går direkte inn i brenneren.

Hydrogen kjele kontrollenhet
Fabrikkhydrogenkjeler er utstyrt med en kontrollenhet. Panelet viser spennings- og strømindikatorer, en strømregulator og spaker for innstilling av andre driftsparametere

Rørledning - kommunikasjon som strekker seg fra enheten og brukes til å levere varme til alle rom i huset. Brukes til stropping varmerør diameter 25-32 mm. Ved legging overholdes den grunnleggende regelen: diameteren til hver påfølgende gren skal være mindre enn den forrige.

Generatorvalgskriterier

Når du bestemmer deg for å kjøpe slikt utstyr, er det viktig å ta hensyn til følgende kriterier.

Makt. Med moderne enheter kan verdien av denne indikatoren variere betydelig, noe som lar deg velge det beste alternativet for både et lite hus og en to- eller tre-etasjers bygning.

Hydrogenkjeledrift
Det gjennomsnittlige vannforbruket i moderne generatormodeller er ikke for høyt. Innen 24 timer vil enheten trenge ca. 5,5 liter for å fungere, noe som genererer 1,2-2 liter drivstoff

Antall kretser. På enheter som opererer på hydrogen er det vanligvis installert en varmekrets. Noen modeller gir også ekstra installasjon av en andre (varme) krets.

Elektrisitetsforbruksnivå. Dagens teknologier gjør det mulig å oppnå utmerket varmeytelse mens du bruker et minimum av strøm. Energiforbruket til ulike typer generatorer varierer fra 1,2 til 3 kW per 1 time.

Lavt energiforbruk oppnås på grunn av at hydrogenkjelen ikke går kontinuerlig, men kun for å opprettholde en viss temperatur i rommet.

Strømforsyning. Alle typer hydrogengeneratorer kan deles inn i to store kategorier: den ene går på gass, den andre går på elektrisitet.

Produsent. Det er bedre å foretrekke velprøvde produsenter (Italia, USA). Du bør være på vakt mot produkter av lav kvalitet som tilbys av tvilsomme selskaper til ekstremt lave priser.

Tips for bruk av kjelen

For å forbedre funksjonaliteten til enheten er det viktig å følge instruksjonene som følger med. Du kan forbedre driften av enheten ved å legge til flere deler (du må strengt følge sikkerhetsreglene).

Flammesensor for brenner
En flammesensor installert på brenneren øker sikkerheten til systemet.Når brannen slukker, stenger enheten automatisk strømmen av brennbar gass inn i brenneren, og forhindrer dermed at den kommer inn i rommet

Du kan installere spesielle sensorer på innsiden av varmeveksleren for å overvåke økningen i vannoppvarmingshastigheter, samt supplere brennerdesignet med stengeventiler.

Bare koble den direkte til temperatur sensorslik at kjelen automatisk slår seg av så snart varmen når settpunktet.

Det er også nyttig å installere en enhet for normalisert kjelekjøling.

Hjemmefyrrom med hydrogenkjel
Hydrogenenheter kan brukes ikke bare som det eneste varmeutstyret i huset, men også i kombinasjon med andre varmesystemer. I dette tilfellet kan hovedvarmeenhetene fungere i lavtemperaturmodus.

Hvis driftsstandarder overholdes, vil en hydrogendrevet enhet tjene i flere tiår. Selv om garantitiden for slike enheter er 15 år, kan de i praksis fungere effektivt i 20-30 år.

Reparasjon av slike enheter vil ikke være vanskelig for en erfaren tekniker, siden den grunnleggende utformingen av en hydrogenkjele ikke er for forskjellig fra analoger som opererer på andre typer drivstoff.

Topp 5 fabrikkhydrogengeneratorer

Det første selskapet som produserte og patenterte teknologien for produksjon av en hydrogenbrennstoffkjele var et italiensk selskap Giacomini. Det spesialiserer seg på enheter basert på miljøvennlige metoder for å generere energi: geotermiske pumper, solcellepaneler og andre.

Katalytisk kammer
H2ydroGEM er et katalytisk forbrenningskammer, hvor hvert horn inneholder et stoff som akselererer forbrenningsreaksjonen av hydrogen.På grunn av dette skjer prosessen ved en relativt lav temperatur

For tiden produseres lignende modeller av amerikanske, kinesiske og europeiske selskaper, men utvalget deres er ikke veldig bredt sammenlignet med kjeler som opererer på andre typer drivstoff.

De beste fabrikkmodellene av hydrogensystemer

Blant de mest populære modellene bemerker vi:

  1. MegaTank100 – en generator som går på strøm fra nettet. Den har et pålitelig flernivåbeskyttelsessystem mot overoppheting og kortslutning, som garanterer sikker og produktiv drift. Kostnaden for modellen avhenger av dens konfigurasjon.
  2. STAR-2000 – en dyr enhet (>200 000 rubler) har utmerkede tekniske egenskaper. Til tross for at denne generatoren bruker minimalt med energi, er den i stand til å varme opp et rom på 251-300 kvadratmeter.
  3. Kingkar – en nettdrevet enhet med utmerkede ytelsesegenskaper. Kostnaden for modellen er ganske høy - omtrent 100 tusen rubler, men det oppveies av økonomisk energiforbruk.
  4. H2-2 – Italiensk "ekstra" utstyr til en høy pris (omtrent 250 000 rubler). slik at luft kan varmes opp i store rom (fra 300 m3 og høyere) med minimalt strømforbruk.
  5. Gratis energi – enheter av høy kvalitet til en rimelig pris i området 15-35 tusen rubler (prisen avhenger av kraften og andre egenskaper). Utstyrt med en kontrollenhet som automatiserer mange prosesser, en flernivås spennings- og trykkreguleringssensor.

Det finnes også andre modeller i forskjellige prisklasser.

Hvordan lage en kjele selv

Varmegeneratorer har en ganske lett design. Med et visst ferdighetsnivå kan du sett sammen enheten selv. Samtidig, på grunn av eksplosiviteten til hydrogenblandingen, krever slikt arbeid ekstremt ansvar, kunnskap om sikkerhetstiltak og erfaring med å installere slike enheter.

Generator modell
Hvis du produserer enheten selv, vil du ikke kunne bli kvitt betydelige økonomiske kostnader, siden det er bedre å kjøpe noen av komponentene ferdige. Høy risiko får deg til å tenke på fabrikkinstallasjoner, som produsenter gir langsiktige garantier for

Prosessen med å lage en hydrogenkjele med egne hender kan deles inn i flere stadier.

Trinn 1utførelse av tegning og utarbeidelse av materialer. Først av alt bør du finne lignende prosjekter på Internett for å bruke dem til å tenke på en enhet som vil oppfylle alle betingelser og muligheter.

Det er nødvendig å nøyaktig beregne alle indikatorene, og fremfor alt, den nødvendige kraften, og også bestemme materialene som skal brukes til å lage kjelen. Ferromagnetiske legeringer anses som det beste alternativet, men en beholder laget av rustfritt stål er ganske egnet.

Selv om oppvarmingshydrogengeneratorer kan ha forskjellige design, forblir følgende detaljer uendret:

  • 12-volts strømkilde;
  • tanken der strukturen vil bli plassert;
  • PWM-kontroller med en effekt på minst 30 A;
  • flere rør med forskjellige diametre laget av rustfritt stål;
  • stålplate;
  • baufil for metall;
  • gassbrenner - bedre forberedt, kjøpt i butikk.

Steg 2dannelse av elektrolytter. For å lage platene som elektrolysatoren vil være utstyrt med, må du ta et stålplate av middels tykkelse.Ved hjelp av metallsaks, en baufil eller et annet verktøy kuttes den i like strimler på 18 eller flere stykker (tallet må være partall).

På den annen side, i hver av dem er det nødvendig å bore hull for boltene som vil være nødvendige for å holde disse elementene helt ubevegelige i elektrolytten.

Vi deler alle plater inn i anoder og katoder; avhengig av denne inndelingen er ledninger koblet til dem, og overfører henholdsvis positive og negative ladninger.

Å bruke likestrøm er mer effektivt enn å bruke vekselstrøm. Det er best å bruke en PWM-type generator som kilde.

Trinn #3elektrolyseenhet. Det beste materialet for fremstilling av dette elementet er rustfritt stål. En pålitelig rektangulær eller firkantet struktur er sveiset av metall, hvoretter vann eller en blanding av H helles inn i den2O med katalysatoren, og forberedte plater med tilkoblede ledninger er også plassert.

Trinn #4brennertilkobling. En brenner er montert på toppen av enheten - det er bedre å bruke en kjøpt modell, som kan kjøpes i en spesialbutikk.

Trinn #5installasjon og tilkobling av separatoren, som er nødvendig for å skille hydrogengasser fra en blanding.

Til slutt legges et rør som H2 vil stige til brenneren, og elementer som fjerner varme og fordeler den i hele huset er også koblet til.

Hvilket vann er bedre - vanlig eller destillert?

Et av spørsmålene som eiere av hydrogenkjeler ofte stiller gjelder vannet som brukes til å betjene enhetene.

Destillert vann
Destillert vann for drift av en hydrogenkjele kan kjøpes i butikker, eller du kan sette opp produksjonen selv ved hjelp av en enkel installasjon

Ifølge eksperter viser fabrikk- eller hjemmelagde enheter den beste ytelsen når du arbeider med destillert vann, som svært lite natriumhydroksid er tilsatt (en spiseskje per 10 liter H2O).

Imidlertid kan en hydrogenkjele også fungere vellykket på springvann, det viktigste er at den ikke inneholder tungmetallsalter.

Konklusjoner og nyttig video om temaet

I videoen nedenfor vil du se en oversikt over en modell av en gasskjele som kjører på hydrogendrivstoff, produsert av det berømte koreanske selskapet DAEWOO.

Hydrogen kalles ikke uten grunn for fremtidens drivstoff: denne gassen kan bli en nesten ubegrenset ressurs av billig, miljøvennlig drivstoff som kan brukes i ulike installasjoner.

En hydrogenbrennstoffkjele, produsert i en fabrikk eller uavhengig, lar deg lage et autonomt varmesystem. Dette vil bidra til å redusere betalingene i boliger og fellestjenester betydelig, og vil løse problemet med å opprettholde en behagelig temperatur i stuer og vaskerom.

Har du erfaring med å bruke hydrogen som drivstoff? Vil du stille spørsmål om emnet eller snakke om oppfinnelsen din? Kommenter innlegget, delta i diskusjoner og legg igjen bilder av dine hjemmelagde produkter. Tilbakemeldingsblokken finner du nedenfor.

Legg til en kommentar

Oppvarming

Ventilasjon

Elektrisk