Vetykuumennuskattila: laite + toimintaperiaate + valintaperusteet

Vaihtoehtoisen energian periaatteet ovat saaneet yhä enemmän kuluttajien huomion. Tätä helpottaa monessa suhteessa perinteisten energiankuljetusyritysten tariffien nousu sekä palvelumarkkinoiden ajoittaiset häiriöt.

Näissä olosuhteissa vedyn lämmityskattilaa pidetään yhtenä lupaavimmista laitetyypeistä, jotka toimivat uusiutuvilla polttoaineilla, jotka ovat kaasu H₂.

Ennen kuin päätät ostaa tällaisen yksikön, on tutustuttava sen toimintaperiaatteeseen, arvioitava vedyn käytön polttoaineena etuja ja haittoja. Olemme tutkineet näitä kysymyksiä ja ne kuvataan yksityiskohtaisesti artikkelissa.

Lisäksi tunnistimme parametrit, jotka tulee ottaa huomioon kattilaa valittaessa, annimme vinkkejä toiminnasta ja valmistelimme yleiskatsauksen parhaista tehdasvetygeneraattoreista. Tuulettimet kotitekoisista käytännöllisistä ohjeista laitteen kokoamiseksi omin käsin.

Vedyn ominaisuudet polttoaineena

Kuten edellä mainittiin, tällaisten yksiköiden polttoaine on vety, luonteeltaan kevyin kaasu, josta puuttuu väri ja haju. Sen eduista voidaan kutsua suuri määrä lämpöä, joka vapautuu H: n palaessa₂ (121 MJ / kg, kun taas propaanin palaessa vapautuu vain 40 MJ / kg).

Normaaliolosuhteissa vety palaa lämpötilassa + 2000 ° C, mutta katalyytin avulla se voidaan alentaa + 300 ° C: seen. Tämän avulla voit tehdä kattiloita budjettiteräksestä, ei kalliista harvinaisista maametallista.

Vety ei ole myrkyllistä, mikä varmistaa sen käytön turvallisuuden jokapäiväisessä elämässä. Kun tätä ainetta poltetaan, syntyy vesihöyryä, joka parantaa sisäilman mikroilmaa eikä tarvitse savupiipuja.

Vetyä käytettäessä on noudatettava tiukasti turvallisuussääntöjä: jos kaasua käytetään väärin tai kosketuksessa avotuleen, voi tapahtua tuhoisa räjähdys

Haittapuolten joukossa on vedyn lisääntynyt räjähtävyys, etenkin kun sitä sekoitetaan ilman tai hapen kanssa, mikä johtaa räjähtävän kaasun muodostumiseen.

Vetykattiloiden edut ja haitat

Tällaisten laitteiden vahvuudet ovat:

1. Täydellinen ympäristöystävällisyys. Veden hajoamistuotteet eivät vahingoita ilmakehää, ne ovat täysin turvallisia ihmisten ja lemmikkien terveydelle.
2. Korkea hyötysuhdejoka voi nousta 96%: iin. Tämä on huomattavasti korkeampaa kuin dieselin, maakaasun tai hiilen hyötysuhde.
3. Luonnonvarojen säästäminen sovelluksen kautta vaihtoehtoiset energialähteet.
4. Alhainen hinta vastaanotetut kalorit. Tällaisille laitteille on tarpeeksi vettä ja vähän sähköä.

Samanaikaisesti tällaisilla laitteilla on heikkouksia.

Miinusten joukossa ovat seuraavat vivahteet:

1. Huoltoa vaativat. Korkeimman mahdollisen H-tuotantotason saavuttamiseksi₂, on tarpeen vaihtaa metallilevyt joka vuosi. Elektrodien korvaamisen lisäksi katalyytti on lisättävä säännöllisesti tuottaaksesi suunnitellun määrän energiaa. Tämän menettelyn taajuus riippuu tehosta sekä tietyn mallin ominaisuuksista.
2. Korkeat kustannukset - Tehtaan asennus maksaa vähintään 35–40 tuhatta ruplaa.
3. Räjähdysvaara lisäämällä kattilan normalisoitua painetta.
4. Vetypullon vajaus - niitä on melko harvoin myynnissä.
5. Rajoitettu valinta. Koska tällaiset lämmityslaitteet eivät ole liian yleisiä Venäjän markkinoilla, ei aina ole mahdollista löytää oikea malli nopeasti ja löytää päteviä asiantuntijoita laitteiden asentamiseen ja korjaamiseen.
6. Viestinnän tarve. Laitteen toiminta edellyttää jatkuvaa yhteyttä elektrolyysireaktion virtalähteeseen sekä vesilähteeseen, jonka virtausnopeus riippuu laitteen tehosta.

On huomattava, että valmistajat kiinnittävät suurta huomiota uusiin tekniikoihin, pyrkivät parantamaan vetykattiloita poistamalla tai minimoimalla haitat.

Lämmitysyksikön toimintaperiaate

Aktiivisuutensa vuoksi H₂ puhtaassa muodossa sitä ei esiinny luonnossa, on kuitenkin melko helppoa eristää se tavallisesta vedestä elektrolyysillä, samalla kun vapautuu myös kaasumaista happea.

Esitetyssä kuvassa voit nähdä vedyllä toimivien lämmityslaitteiden kaavamaisen kaavion, joka osoittaa kaikki rakenneosat (+)

Jotta lämmitin toimisi, sinun on ensin saatava H₂. Tämä tapahtuu erityisessä osastossa, joka on varattu samanlaisen reaktion esiintymiselle. Neste kaadetaan astiaan, johon metallilevyt upotetaan.

Heille syötetään erityisen valitun puhtauden sähkövirta, jonka vaikutuksesta H vapautuu₂ ja Voi₂, ja myös sivutuotteena - vesihöyry.

Saatu seos johdetaan erityisen laitteen - kemiallisen erottimen - läpi, jolla on mahdollista eristää vety erottamalla se muista epäpuhtauksista. Puhdistettu kaasu johdetaan polttimeen, johon venttiili on asennettu.

Se estää H: n liikkumista₂ toiselle puolelle, mikä estää räjähdyksen. Tässä tapauksessa hapen ja vesihöyryn putoaa toisen järjestelmän läpi erityiseen säiliöön.

Lisäksi kaasumainen vety kulkee suojayksikön läpi ja tulee palotilaan. Tässä se reagoi kaasun kanssa katalyytin läsnä ollessa, minkä seurauksena syntyy lämpöä, joka tulee kodin lämmitysjärjestelmään lämmönvaihtimen kautta.

Kammiossa erityisen allokoidun kanavan kautta vapautunut vesihöyry palautetaan elektrolyyttisäiliöön, käyttämällä siten kierrätysprosessia.

Tehon säätö tehdään erityisvarustetuilla kanavilla, joiden lukumäärä voi olla kuusi.Kaikkien näiden laitteiden sisällä on katalyytti, joten kun kytket sen päälle, lämmöntuotantoprosessi alkaa.

Kaasuvirta, lämmitetty lämpötilaan 40 ° C, alkaa siirtyä lämmönvaihtimeen, joka sijaitsee polttokammiossa.

Erillisten rakenteiden ansiosta kanavat voivat toimia toisistaan ​​riippumattomasti, mikä antaa sinun sisällyttää vain osa niistä.

Vedyn tuotantoprosessi nykyaikaisissa elektrolyysilaitteissa on täysin automatisoitu. Ainoa manuaalinen prosessi on järjestelmän täyttö vedellä.

Nykyaikaiset mallit on varustettu myös erilaisilla laitteilla, esimerkiksi vedenkorkeuden osoittimilla ja paineanturilla, joiden avulla ne voivat toimia automaattisessa tilassa ja reagoida kiireellisesti odottamattomissa tilanteissa.

Vetyyksikön komponentit

Vetypohjaisen lämmitysjärjestelmän suunnittelu on melko yksinkertainen.

patalämmönvaihtimen rooli on tärkein vetytuotannon osa.

Vetykattila voidaan koota saatavissa olevista elementeistä, ja sen käyttämiseksi tarvitaan vain tavallista tai tislattua vettä (+)

Elektrolysaattori - kattilan tärkein aktiivinen osa, jossa tapahtuu elektrolyyttinen reaktio, joka johtaa veden hajoamiseen H: ksi₂ ja Voi₂. Elementti on vedellä täytetty säiliö, johon on sijoitettu metallielektrodit, joilla on suurin virranjohtavuus.

Johdot on kytketty levyihin, joiden kautta sähköä johdetaan.

poltin - laite, joka edistää jäähdytysnesteen lämmitystä lämmitysjärjestelmässä. Palotilassa sijaitseva kipinä syöttää sen.

Poltinventtiili - laitteen yläosassa oleva erityinen osa. Tämän yksityiskohdan ansiosta H₂, nousee ylös, ylittää helposti esteen, johon ei pääse muihin vapautuviin aineisiin, ja menee suoraan polttimeen.

Tehdasvetykattiloissa on ohjausyksikkö. Paneelissa näkyvät jännitteen ja virran ilmaisimet, tehonsäädin ja vivut muiden parametrien asettamiseen

putki - viestinnät, jotka lähtevät yksiköstä ja joita käytetään lämmön toimittamiseen talon kaikkiin huoneisiin. Sidoskäyttöön lämmitysputket halkaisijaltaan 25-32 mm. Kun asennat, noudata perussääntöä: kunkin seuraavan haaran halkaisijan tulee olla pienempi kuin edellinen.

Generaattorin valintaperusteet

Päättäessään ostamaan tällainen tekniikka on tärkeää ottaa huomioon seuraavat perusteet.

teho. Nykyaikaisissa laitteissa indikaattorin arvo voi vaihdella huomattavasti, mikä antaa sinun valita parhaan vaihtoehdon sekä pienelle talolle että kaksikerroksiselle rakennukselle.

Keskimääräinen vedenkulutus generaattorin nykyaikaisissa malleissa ei ole liian suuri. Laitteen käyttämiseen tarvitaan 24 tunnin kuluessa noin 5,5 litraa, josta syntyy 1,2–2 litraa polttoainetta

Piirien lukumäärä. Vetykäyttöisissä laitteissa lämmityspiiri asennetaan yleensä. Joissakin malleissa on myös toisen (lämmitys) piirin lisäasennus.

Sähkönkulutus. Nykypäivän tekniikka mahdollistaa erinomaisen lämmöntuotannon saavuttamisen minimimäärällä sähköä. Erityyppisten generaattoreiden energiankulutus vaihtelee välillä 1,2–3 kW tunnissa.

Alhainen virrankulutus saavutetaan, koska vetykattila ei toimi jatkuvasti, vaan vain tietyn lämpötilan ylläpitämiseksi huoneessa.

Virtalähde. Kaikki vetygeneraattorien lajikkeet voidaan jakaa kahteen suureen luokkaan: toinen toimii kaasusta, toinen sähköstä.

valmistaja. On parempi suosia luotettavia valmistajia (Italia, Yhdysvallat).Sinun tulisi olla varovainen epäilyttävien yritysten tarjoamien huonolaatuisten tuotteiden kanssa erittäin alhaisilla hinnoilla.

Kattilan käyttövihjeitä

Laitteen toimivuuden parantamiseksi on tärkeää noudattaa oheisia ohjeita. Voit parantaa laitteen toimintaa lisäämällä lisätietoja (tässä tapauksessa sinun on noudatettava tiukasti turvallisuussääntöjä).

Polttimeen asennettu liekinilmaisin parantaa järjestelmän turvallisuutta. Kun palo sammuu, laite sammuttaa palavan kaasun virtauksen polttimeen automaattisesti estäen sitä pääsemästä huoneeseen

Lämmönvaihtimen sisäosaan on mahdollista asentaa erityisiä antureita, joiden avulla voidaan seurata vedenlämmityksen indikaattorien nousua ja täydentää polttimen suunnittelua sulkuventtiileillä.

Liitä vain se suoraan lämpötila-anturisiten, että kattila sammuu automaattisesti heti, kun lämmitys saavuttaa asetetun arvon.

On myös hyödyllistä asentaa standardoitu kattilan jäähdytyslaite.

Vetylaitteita voidaan käyttää paitsi talon ainoana lämmityslaitteena, vaan myös yhdistää muihin lämmitysjärjestelmiin. Tärkeimmät lämpölaitokset voivat tässä tapauksessa toimia matalassa lämpötilassa.

Jos toimintastandardeja noudatetaan, vetykäyttöinen yksikkö toimii yli tusinan ajan. Vaikka tällaisten laitteiden takuuaika on 15 vuotta, käytännössä ne voivat toimia tehokkaasti 20-30 vuotta.

Tällaisten laitteiden korjaus ei ole vaikea kokeneelle ammattilaiselle, koska vetykattilan piirikaavio ei ole aivan erilainen kuin muun tyyppisillä polttoaineilla toimivat analogit.

Viisi tehdasvetygeneraattoria

Ensimmäinen vetypolttoainekattilateknologian valmistanut ja patentoinut yritys oli italialainen yritys Giacomini. Hän on erikoistunut laitteisiin, jotka perustuvat energiantuotannon ympäristömenetelmiin: geotermiset pumput, aurinkopaneelit ja muut.

H2ydroGEM on katalyyttinen palamiskammio, jonka jokaisessa sarvessa on aine, joka nopeuttaa vedyn palamisreaktiota. Tästä johtuen prosessi tapahtuu suhteellisen alhaisessa lämpötilassa.

Tällä hetkellä tällaisia ​​malleja valmistavat amerikkalaiset, kiinalaiset ja eurooppalaiset yritykset, mutta niiden valikoima ei ole liian laaja verrattuna muun tyyppisiin polttoaineisiin käytettäviin kattiloihin.

Parhaat vetyjärjestelmien tehdasmallit

Suosituimmista malleista huomaamme:

1. MegaTank100 - generaattori, joka saa sähköä verkosta. Siinä on luotettava monitasoinen suoja ylikuumenemiselta ja oikosululta, mikä takaa turvallisen ja tuottavan työn. Mallin hinta riippuu sen kokoonpanosta.
2. STAR-2000 - kalliilla yksiköillä (> 200 000 ruplaa) on erinomaiset tekniset ominaisuudet. Huolimatta siitä, että tämä generaattori kuluttaa vähän energiaa, se pystyy lämmittämään huoneen, jonka ala on 251-300 neliömetriä.
3. Kingkar - verkkokäyttöinen laite, jolla on erinomaiset toimintaominaisuudet. Mallin hinta on melko korkea - noin 100 tuhatta ruplaa, mutta se korvataan taloudellisella energiankulutuksella.
4. H2-2 - "Extra" -luokan italialaiset laitteet kalliilla hinnoilla (noin 250 000 ruplaa). annetaan lämmittää ilmaa laajoissa tiloissa (300 m: n etäisyydeltä)³ ja sitä korkeammat) sähkön minimikulutuksella.
5. Ilmaista energiaa - korkealaatuisia laitteita edulliseen hintaan, välillä 15-35 tuhatta ruplaa (hinta riippuu virrasta ja muista ominaisuuksista). Varustettu ohjausyksiköllä, joka automatisoi monia prosesseja, monitasoisella anturilla jännitteen ja paineen säätelemiseksi.

Eri hintaluokissa on myös muita malleja.

Kuinka tehdä kattila itse

Lämmitysgeneraattoreiden rakenne on melko kevyt. Tietyn taitotason avulla voit koota laite itse. Samaan aikaan vetyseoksen räjähtävyyden vuoksi tällainen työ vaatii äärimmäistä vastuuta, turvallisuusmenettelyjen tuntemusta ja kokemusta tällaisten laitteiden asentamisesta.

Laitteen itsenäisellä valmistuksella ei ole mahdollista päästä eroon huomattavista taloudellisista kustannuksista, koska on parempi ostaa joitain komponentteja valmiina. Korkea riski saa meidät ajattelemaan tehdasasetuksia, joille valmistajat antavat pitkäaikaiset takeet.

Vetykattilan valmistusprosessi omilla käsilläsi voidaan jakaa useisiin vaiheisiin.

Vaihe # 1 – piirustuksen toteuttaminen ja materiaalien valmistelu. Ensinnäkin, Internetistä tulisi löytää vastaavia hankkeita, jotta voitaisiin miettiä niihin perustuvaa valaisinta, joka täyttäisi kaikki ehdot ja mahdollisuudet.

On tarpeen laskea tarkasti kaikki indikaattorit ja ennen kaikkea tarvittava teho, ja myös päättää materiaaleista, joita käytetään kattilan valmistukseen. Ferromagneettisia seoksia pidetään parhaana vaihtoehtona, mutta ruostumattomasta teräksestä valmistettu säiliö on varsin sopiva.

Vaikka vetygeneraattorin lämmityksellä voi olla eri malleja, seuraavat yksityiskohdat pysyvät ennallaan:

• 12 voltin virtalähde;
• säiliö, johon rakenne sijoitetaan;
• PWM-ohjain, jonka teho on vähintään 30 A;
• useita ruostumattomasta teräksestä valmistettuja putkia, joiden halkaisija on erilainen;
• teräslevy;
• rautametallia metalliin;
• kaasupoltin - Parempi viimeistely, ostettu kaupasta.

Vaihe 2 – elektrolyyttien valmistus. Elektrolysaattorilla varustettavien levyjen valmistamiseksi sinun on otettava keskipaksu teräslevy. Se leikataan samoiksi kaistaleiksi, joiden määrä on vähintään 18 kappaletta (metallin, sahan tai muun työkalun sakset) (lukumäärän on oltava parillinen).

Paluumaasta jokaisessa niistä on porattava reikiä ruuveille, joita tarvitaan näiden elementtien pitämiseksi elektrolyytissä täysin liikkumattomina.

Jaamme kaikki levyt anodeiksi ja katodeiksi, riippuen tästä jakojohdoista on kytketty niihin, vastaavasti lähettäen positiivisia ja negatiivisia varauksia.

Tasavirran käyttö on tehokkaampaa kuin vaihtovirran käyttö. Lähteenä on parasta käyttää PWM-tyyppistä generaattoria.

Vaihe numero 3 – solukokoonpano. Paras materiaali tämän elementin valmistamiseksi on ruostumaton teräs. Vahva suorakaide- tai neliörakenne hitsataan metallista, minkä jälkeen siihen kaadetaan vettä tai H-seosta₂O katalysaattorilla, samoin kuin valmistetut levyt kytketyllä johtimella.

Vaihe 4 – poltinliitäntä. Poltin asennetaan laitteen yläosaan - on parempi käyttää ostettua mallia, jonka voit ostaa erikoisliikkeestä.

Vaihe numero 5 – erottimen asennus ja kytkentä, joka on välttämätöntä vedyn vapauttamiseksi kaasuseoksesta.

Lopuksi toteutetaan putki, jota pitkin H₂ nousee polttimeen, ja myös elementit, jotka poistavat lämmön ja jakavat sen talossa, ovat kytkettyinä.

Mikä vesi on parempi - tavallinen tai tislattu

Yksi vetykattiloiden omistajien usein esittämistä kysymyksistä koskee laitteiden käyttämiseen käytettävää vettä.

Vetykattilan käyttöä varten tislattua vettä voi ostaa myymälöistä tai perustaa sen tuotannon itse, yksinkertaisin asennus

Asiantuntijoiden mukaan tehdas- tai kotitekoiset laitteet osoittavat parhaan suorituskyvyn työskennellessään tislatulla vedellä, johon lisätään hyvin vähän natriumhydroksidia (10 litralle H2O: ta - yksi ruokalusikallinen).

Vetykattila voi kuitenkin toimia menestyksekkäästi myös vesijohtoveden kanssa, tärkeintä on, että se ei sisällä raskasmetallien suoloja.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Alla olevassa videossa näet yleiskatsauksen kuuluisan korealaisen yrityksen DAEWOO valmistamasta vetypolttoaineella toimivasta kaasukattilan mallista.

Vetyä ei ilman syytä kutsuta tulevaisuuden polttoaineeksi: tästä kaasusta voi tulla melkein rajaton resurssi halpaa ympäristöystävällistä polttoainetta, jota voidaan käyttää eri laitoksissa.

Tehtaalla tai yksin valmistettu vetypolttoainekattila luo autonomisen lämmitysjärjestelmän. Tämä auttaa vähentämään huomattavasti asumis- ja kunnallispalvelujen maksuja ja päättää mukavan lämpötilan ylläpitämisestä olohuoneissa ja kodinhoitohuoneissa.

Onko sinulla kokemusta vedyn käytöstä polttoaineena? Haluatko kysyä aiheesta tai kertoa keksinnöstäsi? Kommentoi julkaisua, osallistu keskusteluihin ja jätä valokuvia kotitekoisista tuotteistasi. Palautelohko sijaitsee alla.