غلاية تسخين الهيدروجين: الجهاز + مبدأ التشغيل + معايير الاختيار

تحظى مبادئ الطاقة البديلة باهتمام المستهلكين بشكل متزايد. في كثير من النواحي ، يتم تسهيل ذلك من خلال زيادة الرسوم الجمركية لشركات الطاقة التقليدية ، وكذلك الفشل الدوري في سوق الخدمات.

في هذه الظروف ، تعتبر غلاية تسخين الهيدروجين واحدة من أكثر أنواع الأجهزة الواعدة التي تعمل على الوقود المتجدد ، وهي غاز H₂.

قبل أن تقرر شراء مثل هذه الوحدة ، من الضروري أن تتعرف على مبدأ تشغيلها ، لتقييم مزايا وعيوب استخدام الهيدروجين كوقود. يتم دراسة هذه الأسئلة من قبلنا ويتم وصفها بالتفصيل في المقالة.

بالإضافة إلى ذلك ، حددنا المعايير التي يجب مراعاتها عند اختيار المرجل ، وأعطينا نصائح حول التشغيل وأعدنا نظرة عامة على أفضل مولدات الهيدروجين في المصنع. مراوح تعليمات يدوية محلية الصنع لتجميع الوحدة بيديك.

خصائص الهيدروجين كوقود

كما ذكر أعلاه ، فإن وقود هذه الوحدات هو الهيدروجين ، وهو أخف غاز في الطبيعة ، يفتقر إلى اللون والرائحة. من بين مزاياها يمكن تسميتها كمية كبيرة من الحرارة التي يتم إطلاقها أثناء احتراق H₂ (121 ميجا جول / كجم ، بينما يتم إطلاق 40 ميجا جول / كجم أثناء احتراق البروبان).

في الظروف العادية ، يحترق الهيدروجين عند درجة حرارة + 2000 درجة مئوية ، ولكن بمساعدة محفز يمكن تقليله إلى +300 درجة مئوية. هذا يسمح لك بصنع غلايات من فولاذ الميزانية ، وليس من معادن أرضية نادرة باهظة الثمن.

الهيدروجين غير سام ، مما يضمن سلامة استخدامه في الحياة اليومية. عندما يتم حرق هذه المادة ، يتم الحصول على بخار الماء الذي يحسن المناخ المحلي الداخلي ولا يحتاج إلى مداخن.

عند استخدام الهيدروجين ، يجب مراعاة قواعد السلامة بدقة: إذا تم استخدام الغاز بشكل غير صحيح أو ملامس لهب مفتوح ، فقد يحدث انفجار مدمر

من بين العيوب زيادة انفجار الهيدروجين ، خاصة عندما يختلط مع الهواء أو الأكسجين ، مما يؤدي إلى تكوين غاز مفجر.

مزايا وعيوب غلايات الهيدروجين

نقاط القوة في هذه الأجهزة هي:

1. صداقة بيئية كاملة. لا تتسبب منتجات المياه المتحللة في الإضرار بالجو ، فهي آمنة تمامًا لصحة الناس والحيوانات الأليفة.
2. مستوى عال من الكفاءةوالتي يمكن أن تصل إلى 96٪. هذا أعلى بكثير من كفاءة الديزل أو الغاز الطبيعي أو الفحم.
3. توفير الموارد الطبيعية من خلال التطبيق مصادر الطاقة البديلة.
4. سعر منخفض تلقى السعرات الحرارية. هناك ما يكفي من الماء وبعض الكهرباء لهذه الأجهزة.

في نفس الوقت ، هذه الأجهزة لديها نقاط ضعف.

من بين السلبيات تشمل الفروق الدقيقة التالية:

1. طلب صيانة. لأعلى درجة ممكنة من إنتاج H₂، من الضروري استبدال الصفائح المعدنية كل عام. بالإضافة إلى استبدال الأقطاب الكهربائية ، يجب إضافة محفز بانتظام لإنتاج الكمية المخططة من الطاقة. يعتمد تكرار هذا الإجراء على القوة ، وكذلك على ميزات نموذج معين.
2. تكلفة عالية - سيكلف تركيب المصنع ما لا يقل عن 35-40 ألف روبل.
3. خطر الانفجار مع زيادة الضغط الطبيعي في المرجل.
4. نقص اسطوانة الهيدروجين - نادرًا ما يتم عرضها للبيع.
5. اختيار محدود. نظرًا لأن أجهزة التدفئة هذه ليست شائعة جدًا في السوق الروسية ، فليس من الممكن دائمًا العثور بسرعة على النموذج الصحيح ، وكذلك العثور على متخصصين أكفاء لتركيب وإصلاح المعدات.
6. الحاجة للاتصالات. لكي يعمل الجهاز ، من الضروري وجود اتصال مستمر بمصدر الطاقة لتفاعل التحليل الكهربائي ، وكذلك بمصدر المياه ، والذي يعتمد معدل تدفقه على قوة الجهاز.

وتجدر الإشارة إلى أن الشركات المصنعة تولي اهتمامًا كبيرًا للتكنولوجيات الجديدة ، وتسعى جاهدة لتحسين غلايات الهيدروجين ، والقضاء على العيوب أو تقليلها.

مبدأ تشغيل وحدة التدفئة

بسبب نشاطها ، ح₂ في شكله النقي لا يحدث في الطبيعة ، ومع ذلك ، من السهل جدًا عزله عن الماء العادي عن طريق التحليل الكهربائي ، في حين يتم إطلاق الأكسجين الغازي أيضًا.

في الصورة المعروضة ، يمكنك رؤية رسم تخطيطي لمعدات التسخين التي تعمل على الهيدروجين ، تشير إلى جميع العناصر الهيكلية (+)

لكي يعمل السخان ، تحتاج أولاً إلى الحصول على H.₂. يحدث هذا في حجرة خاصة محفوظة لرد فعل مماثل. يسكب السائل في الحاوية حيث يتم غمر الألواح المعدنية.

يتم تزويدهم بتيار كهربائي بنقاوة مختارة خصيصًا ، تحت تأثير H الذي يتم تحريره₂ ويا₂، وكذلك كمنتج ثانوي - بخار الماء.

يتم تمرير الخليط الناتج من خلال جهاز خاص - فاصل كيميائي ، يمكن من خلاله عزل الهيدروجين ، وفصله عن الشوائب الأخرى. يتم توفير الغاز المنقى إلى الموقد الذي يتم تركيب الصمام عليه.

يعيق حركة H₂ إلى الجانب الآخر ، مما يمنع الانفجار. في هذه الحالة ، سيسقط الأكسجين وبخار الماء من خلال نظام آخر في حاوية خاصة.

علاوة على ذلك ، يمر الهيدروجين الغازي عبر وحدة الحماية ويدخل غرفة الاحتراق. هنا ، يتفاعل مع الغاز في وجود محفز ، ونتيجة لذلك يتم توليد الحرارة ، التي تدخل نظام التدفئة المنزلية من خلال مبادل حراري.

يتم إرجاع بخار الماء المنبعث في الغرفة من خلال قناة مخصصة خصيصًا إلى خزان المنحل بالكهرباء ، وبالتالي استخدام عملية إعادة التدوير.

يتم ضبط الطاقة باستخدام قنوات مجهزة خصيصًا ، يمكن أن يصل عددها إلى ست.يوجد حفاز داخل كل جهاز من هذه الأجهزة ، لذلك عند تشغيله ، تبدأ عملية توليد الحرارة.

يبدأ تيار الغاز ، الذي يتم تسخينه إلى درجة حرارة 40 درجة مئوية ، في الانتقال إلى مبادل حراري موجود في غرفة الاحتراق.

بفضل الهياكل المنفصلة ، يمكن أن تعمل القنوات بشكل مستقل عن بعضها البعض ، مما يسمح لك بتضمين جزء منها فقط.

عملية إنتاج الهيدروجين في أجهزة التحليل الكهربائي الحديثة مؤتمتة بالكامل. العملية اليدوية الوحيدة هي ملء النظام بالماء.

كما تم تجهيز النماذج الحديثة بأجهزة مختلفة ، على سبيل المثال ، مؤشرات مستوى المياه وأجهزة استشعار الضغط ، والتي تسمح لها بالعمل في الوضع التلقائي والاستجابة بشكل عاجل في المواقف غير المتوقعة.

مكونات وحدة الهيدروجين

تصميم نظام التدفئة القائم على الهيدروجين بسيط للغاية.

المرجلإن لعب دور المبادل الحراري هو العنصر الرئيسي حيث يتم إنتاج الهيدروجين.

يمكن تجميع غلاية تعمل بالهيدروجين من العناصر المتاحة ، ولعملها فقط الماء العادي أو المقطر مطلوب (+)

المحلل الكهربائي - الجزء النشط الرئيسي من الغلاية ، حيث يحدث تفاعل كهربي ، مما يؤدي إلى تحلل الماء إلى H₂ ويا₂. العنصر عبارة عن خزان مملوء بالماء ، حيث يتم وضع أقطاب معدنية لديها أقصى موصلية للتيار.

يتم توصيل الأسلاك باللوحات ، التي يتم من خلالها توفير الكهرباء.

الموقد - جهاز يساهم في تسخين المبرد في نظام التسخين. تقع في غرفة الاحتراق ، يتم توفير شرارة لإشعالها.

صمام الموقد - جزء خاص موجود في الجزء العلوي من الجهاز. بفضل هذه التفاصيل H₂، عند النهوض ، يتغلب بسهولة على حاجز لا يمكن الوصول إليه من المواد الأخرى التي تم إطلاقها ، ويدخل مباشرة في الموقد.

في غلايات الهيدروجين في المصنع ، يتم توفير وحدة تحكم. تعرض اللوحة مؤشرات الجهد والتيار ، منظم طاقة وأذرع لضبط المعلمات الأخرى

خط الأنابيب - الاتصالات التي تخرج من الوحدة وتستخدم لتدفئة جميع غرف المنزل. لاستخدام ربط أنابيب التدفئة بقطر 25-32 ملم. عند وضع ، لاحظ القاعدة الأساسية: يجب أن يكون قطر كل فرع لاحق أقل من الفرع السابق.

معايير اختيار المولد

عند اتخاذ قرار بشراء مثل هذه التقنية ، من المهم الانتباه إلى المعايير التالية.

القوة. بالنسبة للأجهزة الحديثة ، يمكن أن تختلف قيمة هذا المؤشر بشكل كبير ، مما يسمح لك باختيار الخيار الأفضل لكل من المنزل الصغير والمبنى المكون من طابقين.

متوسط ​​استهلاك المياه في الموديلات الحديثة للمولد ليس كبيرًا جدًا. في غضون 24 ساعة ، لتشغيل الجهاز ، ستكون هناك حاجة إلى 5.5 لتر تقريبًا ، ونتيجة لذلك يتم توليد 1.2-2 لتر من الوقود

عدد الدوائر. في الأجهزة التي تعمل بالهيدروجين ، عادة ما يتم تثبيت دائرة تسخين. في بعض النماذج ، يتم أيضًا توفير تثبيت إضافي للدائرة (التدفئة) الثانية.

استهلاك الكهرباء. تتيح تقنية اليوم تحقيق إنتاج حرارة ممتاز باستخدام الحد الأدنى من الكهرباء. يتراوح استهلاك الطاقة لأنواع مختلفة من المولدات من 1.2 إلى 3 كيلووات في ساعة واحدة.

يتم تحقيق استهلاك منخفض للطاقة نظرًا لأن غلاية الهيدروجين لا تعمل بشكل مستمر ، ولكن فقط للحفاظ على درجة حرارة معينة في الغرفة.

مصدر الطاقة. يمكن تقسيم جميع أنواع مولدات الهيدروجين إلى فئتين كبيرتين: واحدة تعمل من الغاز والأخرى من الكهرباء.

الشركة المصنعة. من الأفضل تفضيل الشركات المصنعة الموثوق بها (إيطاليا ، الولايات المتحدة الأمريكية).يجب أن تكون حذرًا من المنتجات ذات الجودة الرديئة التي تقدمها الشركات المريبة بأسعار منخفضة للغاية.

نصائح تشغيل المرجل

لتحسين وظائف الوحدة ، من المهم الالتزام بالتعليمات المرفقة. يمكنك تحسين تشغيل الجهاز بإضافة تفاصيل إضافية (في هذه الحالة ، يجب عليك اتباع قواعد الأمان بدقة).

يعمل كاشف اللهب المركب على الموقد على تعزيز سلامة النظام. عندما يطفئ الحريق ، يقوم الجهاز بإيقاف تدفق الغاز القابل للاشتعال إلى الموقد تلقائيًا ، وبالتالي يمنعه من دخول الغرفة

من الممكن تركيب أجهزة استشعار خاصة في الجزء الداخلي للمبادل الحراري ، مما يسمح بتتبع الزيادة في مؤشرات تسخين المياه ، بالإضافة إلى استكمال تصميم الموقد بصمامات إغلاق.

فقط قم بتوصيله مباشرة جهاز استشعار درجة الحرارةبحيث يتم إيقاف تشغيل الغلاية تلقائيًا بمجرد وصول التدفئة إلى القيمة المحددة.

من المفيد أيضًا تثبيت جهاز تبريد مرجل قياسي.

يمكن استخدام أجهزة الهيدروجين ليس فقط كمعدات التدفئة الوحيدة في المنزل ، ولكن أيضًا مع أنظمة التدفئة الأخرى. يمكن أن تعمل محطات الحرارة الرئيسية في هذه الحالة في وضع درجة الحرارة المنخفضة.

في حالة مراعاة معايير التشغيل ، ستعمل وحدة تعمل بالهيدروجين لأكثر من اثنتي عشرة سنة. على الرغم من أن فترة الضمان لهذه الأجهزة هي 15 عامًا ، إلا أنها يمكنها عمليًا العمل بكفاءة لمدة 20-30 عامًا.

لن يكون إصلاح هذه الأجهزة أمرًا صعبًا بالنسبة للحرفيين ذوي الخبرة ، لأن الرسم البياني للدائرة لمرجل الهيدروجين لا يختلف كثيرًا عن نظائرها التي تعمل على أنواع أخرى من الوقود.

أعلى 5 مولدات الهيدروجين مصنع

أول شركة لتصنيع وتسجيل تكنولوجيا غلايات وقود الهيدروجين كانت شركة إيطالية جياكوميني. وهي متخصصة في الأجهزة القائمة على الأساليب البيئية لتوليد الطاقة: المضخات الحرارية الأرضية والألواح الشمسية وغيرها.

H2ydroGEM عبارة عن غرفة احتراق حفازة ، في كل قرن يوجد فيه مادة تسرع تفاعل احتراق الهيدروجين. ونتيجة لذلك ، تحدث العملية عند درجة حرارة منخفضة نسبيًا.

حاليًا ، يتم تصنيع هذه النماذج من قبل الشركات الأمريكية والصينية والأوروبية ، لكن نطاقها ليس واسعًا جدًا مقارنة بالغلايات التي تعمل على أنواع أخرى من الوقود.

أفضل نماذج المصانع لأنظمة الهيدروجين

من بين النماذج الأكثر شعبية ، نلاحظ:

1. MegaTank100 - مولد يعمل بالكهرباء من الشبكة. لديها نظام متعدد المستويات موثوق به للحماية من الحرارة الزائدة وقصر الدائرة الكهربائية ، مما يضمن العمل الآمن والمنتج. تعتمد تكلفة النموذج على تكوينه.
2. STAR-2000 - وحدة مكلفة (> 200.000 روبل) لها خصائص فنية ممتازة. على الرغم من حقيقة أن هذا المولد يستهلك الحد الأدنى من الطاقة ، إلا أنه قادر على تدفئة غرفة بمساحة 251-300 متر مربع.
3. Kingkar - جهاز يعمل بالشبكة وله خصائص تشغيل ممتازة. تكلفة النموذج مرتفعة للغاية - حوالي 100 ألف روبل ، ولكن يتم تعويضها من خلال استهلاك الطاقة الاقتصادي.
4. H2-2 - المعدات الإيطالية من فئة "إضافية" بسعر مرتفع (حوالي 250 ألف روبل). مما يسمح بتسخين الهواء في المساحات الشاسعة (من 300 م³ وما فوق) مع الحد الأدنى من استهلاك الكهرباء.
5. الطاقة الحرة - أجهزة عالية الجودة بتكلفة معقولة في نطاق 15-35 ألف روبل (يعتمد السعر على القوة وخصائص أخرى). مزود بوحدة تحكم تقوم بأتمتة العديد من العمليات ، ومستشعر متعدد المستويات لتنظيم الجهد والضغط.

هناك أيضًا نماذج أخرى في فئات الأسعار المختلفة.

كيف تصنع غلاية بنفسك

مولدات التدفئة لديها بنية خفيفة إلى حد ما. مع مستوى معين من المهارة ، يمكنك قم بتجميع الجهاز بنفسك. في نفس الوقت ، بسبب انفجار خليط الهيدروجين ، يتطلب هذا العمل المسؤولية القصوى ، والمعرفة بإجراءات السلامة والخبرة في تركيب هذه الأجهزة.

مع التصنيع المستقل للجهاز ، لن يكون من الممكن التخلص من التكاليف المالية الكبيرة ، حيث أنه من الأفضل شراء أجزاء جاهزة من المكونات. تجعلنا المخاطر العالية نفكر في إعدادات المصنع التي يقدم المصنعون ضمانات طويلة المدى لها.

يمكن تقسيم عملية صنع غلاية الهيدروجين بيديك إلى عدة مراحل.

الخطوة رقم 1 – تنفيذ رسم وتحضير المواد. بادئ ذي بدء ، يجب العثور على مشاريع مماثلة على الإنترنت من أجل التفكير في تركيبات تعتمد عليها والتي تلبي جميع الشروط والإمكانيات.

من الضروري حساب جميع المؤشرات بدقة ، وقبل كل شيء ، الطاقة المطلوبة ، وأيضًا تحديد المواد التي سيتم استخدامها لصنع المرجل. تعتبر سبائك الحديد المغناطيسية الخيار الأفضل ، لكن الحاوية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ مناسبة تمامًا.

على الرغم من أن تسخين مولد الهيدروجين قد يكون له تصميمات مختلفة ، تظل التفاصيل التالية دون تغيير:

• مصدر طاقة 12 فولت ؛
• خزان حيث سيتم وضع الهيكل ؛
• تحكم PWM بقوة 30 أمبير على الأقل ؛
• عدة أنابيب بأقطار مختلفة مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ؛
• صفائح الفولاذ
• منشار للمعادن
• موقد غاز - من الأفضل شراءه في المتجر.

الخطوة الثانية – صنع الشوارد. لتصنيع الألواح ، التي سيتم تجهيزها بمحلل كهربائي ، تحتاج إلى أخذ ورقة من الفولاذ متوسط ​​السماكة. باستخدام مقص للمعادن أو المنشار أو أداة أخرى ، يتم قطعها إلى شرائط متساوية بمبلغ 18 قطعة أو أكثر (يجب أن يكون الرقم متساويًا).

من بلد العودة ، من الضروري في كل منها حفر ثقوب للمسامير اللازمة لعقد هذه العناصر في المنحل بالكهرباء بدون حركة تمامًا.

نقسم جميع اللوحات إلى الأنودات والكاثودات ، اعتمادًا على هذا التقسيم يتم توصيل الأسلاك بها ، على التوالي ، لنقل الشحنات الإيجابية والسلبية.

استخدام التيار المباشر أكثر فعالية من استخدام التيار المتناوب. من الأفضل استخدام مولد نوع PWM كمصدر له.

الخطوة رقم 3 – تجميع الخلايا. أفضل مادة لصنع هذا العنصر هي الفولاذ المقاوم للصدأ. يتم لحام هيكل مستطيل أو مربع قوي من المعدن ، وبعد ذلك يتم سكب الماء أو خليط من H فيه₂O مع محفز ، وكذلك لوحات محضرة بأسلاك متصلة.

الخطوة 4 – اتصال الموقد. يتم تثبيت الموقد في الجزء العلوي من الجهاز - من الأفضل استخدام نموذج تم شراؤه ، والذي يمكنك شراؤه من متجر متخصص.

الخطوة رقم 5 – تركيب وتوصيل فاصلوهو ضروري لإطلاق الهيدروجين من خليط من الغازات.

في الختام ، يتم وضع أنبوب على طول H₂ سوف ترتفع إلى الموقد ، وكذلك يتم توصيل العناصر التي تزيل الحرارة وتوزيعها في جميع أنحاء المنزل.

ما هي المياه الأفضل - العادية أو المقطرة

أحد الأسئلة التي يطرحها مالكو غلايات الهيدروجين غالبًا هي المياه المستخدمة لتشغيل الأجهزة.

يمكن شراء الماء المقطر لتشغيل غلاية الهيدروجين في المتاجر أو إعداد إنتاجه بنفسك ، باستخدام أبسط تركيب

وفقًا للخبراء ، تُظهر الأجهزة المصنّعة أو المنزلية أفضل أداء عند العمل على الماء المقطر ، حيث يتم إضافة القليل جدًا من هيدروكسيد الصوديوم (لعشرة لترات من H2O - ملعقة واحدة).

ومع ذلك ، يمكن أن تعمل غلاية الهيدروجين بنجاح على مياه الصنبور ، والشيء الرئيسي هو أنه لا يحتوي على أملاح المعادن الثقيلة.

استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع

في الفيديو أدناه سترى لمحة عامة عن نموذج غلاية الغاز التي تعمل بوقود الهيدروجين ، التي تنتجها الشركة الكورية الشهيرة DAEWOO.

الهيدروجين ليس بدون سبب يسمى وقود المستقبل: يمكن أن يصبح هذا الغاز موردًا غير محدود تقريبًا من الوقود الرخيص صديق البيئة ، والذي يمكن استخدامه في مصانع مختلفة.

تعمل غلاية وقود الهيدروجين ، التي يتم تصنيعها في المصنع أو بمفردها ، على إنشاء نظام تدفئة مستقل. سيساعد ذلك على تقليل المدفوعات بشكل كبير في الإسكان والخدمات المجتمعية ، وسيحل مشكلة الحفاظ على درجة حرارة مريحة في غرف المعيشة وغرف المرافق.

هل لديك خبرة في استخدام الهيدروجين كوقود؟ هل تريد أن تطرح أسئلة حول موضوع أو تخبر عن اختراعك؟ يرجى التعليق على المنشور والمشاركة في المناقشات وترك صور لمنتجاتك محلية الصنع. توجد كتلة الملاحظات أدناه.