Kotao za grijanje na vodik: uređaj + princip rada + kriteriji odabira

Načela alternativne energije sve više privlače pažnju potrošača. To je u mnogočemu olakšano povećanjem tarifa za tradicionalne energetske prijevoznike, kao i povremenim kvarovima na tržištu usluga.

U tim okolnostima, bojler na vodik smatra se jednim od najperspektivnijih tipova uređaja koji rade na obnovljivim gorivima, a to je plin H₂.

Prije nego što se odlučite za kupnju takve jedinice, potrebno je upoznati se s načelom njezinog rada, procijeniti prednosti i nedostatke korištenja vodika kao goriva. Ova pitanja smo proučavali kod nas i detaljno smo pročitali u članku.

Pored toga, identificirali smo parametre koje bi trebali uzeti u obzir pri odabiru kotla, dali savjete za rad i pripremili pregled najboljih tvorničkih hidrogeneratora. Ljubitelji domaće praktične upute za sastavljanje jedinice vlastitim rukama.

Svojstva vodika kao goriva

Kao što je gore spomenuto, gorivo za takve jedinice je vodik, najlakši plin u prirodi, bez boje i mirisa. Među njenim prednostima možemo nazvati veliku količinu topline koja se oslobađa tijekom izgaranja H₂ (121 MJ / kg, a samo 40 MJ / kg oslobađa se tijekom izgaranja propana).

U normalnim uvjetima vodik sagorijeva na temperaturi od + 2000 ° C, ali uz pomoć katalizatora može se smanjiti na + 300 ° C. To vam omogućuje izradu kotlova od proračunskog čelika, a ne od skupih rijetkozemnih metala.

Vodik je netoksičan, što osigurava sigurnost njegove uporabe u svakodnevnom životu. Kada se ta tvar sprži, dobiva se vodena para koja poboljšava mikroklimu u zatvorenom prostoru i ne trebaju joj dimnjaci.

Pri korištenju vodika moraju se strogo pridržavati sigurnosnih pravila: ako se plin koristi pogrešno ili je u kontaktu s otvorenim plamenom, može doći do razorne eksplozije.

Među nedostatcima je povećana eksplozivnost vodika, posebno kada se on miješa sa zrakom ili kisikom, što dovodi do stvaranja detonacijskog plina.

Prednosti i nedostaci vodikovih kotlova

Snage ovih uređaja su:

1. Potpuna ekološka prijaznost, Proizvodi raspadanja vode ne štete atmosferi, potpuno su sigurni za zdravlje ljudi i kućnih ljubimaca.
2. Visoka razina učinkovitostikoja može doseći 96%. To je značajno veće od učinkovitosti dizela, prirodnog plina ili ugljena.
3. Ušteda prirodnih resursa putem aplikacije alternativni izvori energije.
4. Niska cijena primili kalorije. Za takve uređaje ima dovoljno vode i nešto električne energije.

Istodobno, takvi uređaji imaju slabosti.

Među minusima su sljedeće nijanse:

1. Zahtijeva se održavanje, Za najviši mogući stupanj proizvodnje H₂, potrebno je zamijeniti metalne ploče svake godine. Pored zamjene elektroda, katalizator se mora redovito dodavati kako bi se proizvela planirana količina energije. Učestalost ovog postupka ovisi o snazi ​​i značajkama određenog modela.
2. Visoki troškovi - Tvornička instalacija koštat će ne manje od 35-40 tisuća rubalja.
3. Opasnost od eksplozije s povećanjem normaliziranog tlaka u kotlu.
4. Manjak vodika u vodiku - prilično se rijetko viđaju u prodaji.
5. Ograničen izbor, Budući da takvi uređaji za grijanje nisu previše česti na ruskom tržištu, nije uvijek moguće brzo pronaći pravi model, kao ni pronaći nadležne stručnjake za ugradnju i popravak opreme.
6. Potreba za komunikacijama, Da bi uređaj radio, potrebna je stalna veza s napajanjem za reakciju elektrolize, kao i na izvor vode, čija brzina protoka ovisi o snazi ​​uređaja.

Treba napomenuti da proizvođači posvećuju veliku pozornost novim tehnologijama, nastoje poboljšati vodikove kotlove, uklanjajući ili minimizirajući nedostatke.

Princip rada grijaće jedinice

Zbog svoje djelatnosti, H₂ u svom se čistom obliku ne pojavljuje u prirodi, međutim, prilično je jednostavno izolirati ga iz obične vode elektrolizom, a također se oslobađa plinoviti kisik.

Na predstavljenoj slici možete vidjeti shematski dijagram grijaće opreme koja radi na vodik, a označava sve strukturne elemente (+)

Da bi grijač mogao funkcionirati, prvo morate nabaviti H₂, To se događa u posebnom odjeljku rezerviranom za slične reakcije. Tekućina se ulijeva u spremnik u koji su uronjene metalne ploče.

Njima se napaja električna struja posebno odabrane čistoće, pod utjecajem koje se oslobađa H₂ i Oh₂, a također i kao nusproizvod - vodena para.

Rezultirajuća smjesa prolazi se kroz poseban uređaj - kemijski separator, pomoću kojeg je moguće izolirati vodik, odvajajući ga od ostalih nečistoća. Pročišćeni plin dovodi se u plamenik na koji je montiran ventil.

Sprječava kretanje H₂ na drugu stranu, što sprečava eksploziju. U tom će slučaju kisik i vodena para kroz drugi sustav otpasti u poseban spremnik.

Nadalje, plinoviti vodik prolazi kroz zaštitnu jedinicu i ulazi u komoru za izgaranje. Ovdje reagira s plinom u prisutnosti katalizatora, uslijed čega nastaje toplina, koja kroz izmjenjivač topline ulazi u sustav grijanja kuće.

Vodena para koja se oslobađa u komori kroz posebno dodijeljeni kanal vraća se u spremnik elektrolita, koristeći postupak recirkulacije.

Podešavanje snage provodi se pomoću posebno opremljenih kanala, čiji broj može doseći šest.Unutar svakog od ovih uređaja nalazi se katalizator, tako da kada ga uključite započne proces stvaranja topline.

Tok plina, zagrijan do temperature od 40 ° C, počinje se izmjenjivati ​​u izmjenjivaču topline smještenom u komori za izgaranje.

Zahvaljujući odvojenim strukturama, kanali mogu djelovati neovisno jedan o drugom, što vam omogućava da uključite samo dio njih.

Proces proizvodnje vodika u modernim aparatima za elektrolizu potpuno je automatiziran. Jedini ručni postupak je napuniti sustav vodom.

Moderni modeli također su opremljeni raznim uređajima, na primjer, indikatori razine vode i senzori tlaka, što im omogućuje rad u automatskom načinu rada i hitno reagiranje u nepredviđenim situacijama.

Komponente vodikove jedinice

Dizajn sustava grijanja na bazi vodika prilično je jednostavan.

kotaoigrajući ulogu izmjenjivača topline glavni je element gdje se stvara vodik.

Kotao na vodik može se sastaviti iz dostupnih elemenata, a za njegovo funkcioniranje potrebna je samo obična ili destilirana voda (+)

Elektrolizator - glavni aktivni dio kotla, gdje se događa elektrolitička reakcija, koja dovodi do raspada vode u H₂ i Oh₂, Element je rezervoar napunjen vodom, u koji su smještene metalne elektrode koje imaju maksimalnu strujnu vodljivost.

Žice su spojene na ploče kroz koje se napaja električna energija.

plamenik - uređaj koji doprinosi zagrijavanju rashladne tekućine u sustavu grijanja. Smještena u komori za izgaranje, daje se iskra da ga zapali.

Ventil gorionika - poseban dio smješten na vrhu uređaja. Zahvaljujući ovom detalju H₂, dižući se, lako prevladava barijeru nedostupnu ostalim oslobođenim tvarima i ulazi izravno u plamenik.

U tvorničkim vodičkim kotlovima isporučuje se upravljačka jedinica. Ploča prikazuje indikatore napona i struje, regulator napajanja i poluge za podešavanje drugih parametara

cjevovod - komunikacije koje odlaze od jedinice i koriste se za opskrbu toplinom u svim prostorijama kuće. Za vezanje cijevi za grijanje s promjerom od 25-32 mm. Pri polaganju poštujte osnovno pravilo: promjer svake sljedeće grane mora biti manji od prethodnog.

Kriteriji za odabir generatora

Prilikom odlučivanja o kupnji takve tehnike važno je obratiti pažnju na sljedeće kriterije.

snaga, Za moderne uređaje vrijednost ovog pokazatelja može značajno varirati, što vam omogućuje odabir najbolje opcije kako za malu kuću, tako i za dvo-, trokatnicu.

Prosječna potrošnja vode u modernim modelima generatora nije prevelika. U roku od 24 sata za rad uređaja bit će potrebno otprilike 5,5 litara, zbog čega nastaje 1,2-2 litre goriva

Broj krugova, Na uređajima sa pogonom na vodik obično se ugrađuje krug grijanja. U nekim modelima je predviđena i dodatna instalacija drugog (grijaćeg) kruga.

Potrošnja električne energije, Današnja tehnologija omogućava postizanje izvrsne toplinske snage uz minimalnu količinu električne energije. Potrošnja energije različitih vrsta generatora varira od 1,2 do 3 kW u 1 satu.

Mala potrošnja energije postiže se zbog činjenice da vodikov kotao ne radi kontinuirano, već samo za održavanje određene temperature u sobi.

Izvor napajanja, Sve vrste generatora vodika mogu se podijeliti u dvije velike kategorije: jedna radi iz plina, a druga iz struje.

proizvođač, Bolje je preferirati pouzdane proizvođače (Italija, SAD).Treba biti oprezan kod nekvalitetnih proizvoda koje nude sumnjiva poduzeća po izuzetno niskim cijenama.

Savjeti za rad kotla

Da biste poboljšali funkcionalnost jedinice, važno je pridržavati se priloženih uputa. Možete poboljšati rad uređaja dodavanjem dodatnih detalja (u ovom slučaju morate strogo slijediti sigurnosna pravila).

Detektor plamena montiran na plameniku povećava sigurnost sustava. Kad se vatra ugasi, uređaj automatski isključuje dotok zapaljivog plina u plamenik i na taj način sprečava ulazak u prostoriju

Moguće je montirati posebne senzore u unutarnji dio izmjenjivača topline, koji omogućuju praćenje porasta pokazatelja grijanja vode, kao i dopunjavanje dizajna plamenika zapornim ventilima.

Samo ga izravno povežite temperaturni senzortako da se bojler automatski isključuje čim zagrijavanje dosegne zadanu vrijednost.

Također je korisno instalirati standardizirani uređaj za hlađenje kotla.

Uređaji vodika mogu se koristiti ne samo kao jedina oprema za grijanje u kući, već i u kombinaciji s drugim sustavima grijanja. Glavne termoelektrane u ovom slučaju mogu raditi u režimu niskih temperatura.

U slučaju poštivanja radnih standarda, jedinica s pogonom na vodik služit će više od desetak godina. Iako je jamstveni rok za takve uređaje 15 godina, u praksi mogu učinkovito raditi 20-30 godina.

Popravak takvih uređaja neće biti težak za iskusnog majstora, jer shema kruga vodikovog kotla nije previše različita od analoga koji rade na drugim vrstama goriva.

Top 5 tvorničkih vodikovih generatora

Prva tvrtka koja je proizvodila i patentirala tehnologiju kotlova na vodikov gorivo bila je talijanska tvrtka Giacomini, Specijalizirala se za uređaje temeljene na ekološkim metodama proizvodnje energije: geotermalne pumpe, solarne ploče i druge.

H2ydroGEM je katalitička komora za izgaranje u kojoj se nalazi supstanca koja ubrzava reakciju izgaranja vodika. Zbog toga se proces odvija pri relativno niskoj temperaturi.

Trenutno takve modele proizvode američke, kineske, europske tvrtke, ali njihov raspon nije previše širok u usporedbi s bojlerima koji rade na drugim vrstama goriva.

Najbolji tvornički modeli vodikovih sustava

Među najpopularnijim modelima napominjemo:

1. MegaTank100 - generator napajan električnom energijom iz mreže. Ima pouzdan sustav na više razina zaštite od pregrijavanja i kratkog spoja, što jamči siguran i produktivan rad. Cijena modela ovisi o njegovoj konfiguraciji.
2. STAR-2000 - skupa jedinica (> 200.000 rubalja) ima izvrsne tehničke karakteristike. Unatoč činjenici da ovaj generator troši najmanje energije, u mogućnosti je zagrijati sobu s površinom od 251-300 četvornih metara.
3. Kingkar - mrežni uređaj s izvrsnim radnim svojstvima. Trošak modela je prilično visok - oko 100 tisuća rubalja, ali nadoknađuje ga ekonomična potrošnja energije.
4. H2-2 - Talijanska oprema klase "extra" po visokoj cijeni (oko 250 000 rubalja). omogućuju zagrijavanje zraka u prostranim prostorima (od 300 m³ i više) s minimalnom potrošnjom električne energije.
5. Slobodna energija - visokokvalitetni uređaji po pristupačnoj cijeni u rasponu od 15-35 tisuća rubalja (cijena ovisi o snazi ​​i drugim karakteristikama). Opremljen je upravljačkom jedinicom koja automatizira mnoge procese, višeslojnim senzorom za regulaciju napona i tlaka.

Postoje i drugi modeli u različitim cjenovnim kategorijama.

Kako sami napraviti kotao

Generatori grijanja imaju prilično laganu konstrukciju. Uz određenu razinu vještine, možete sami sastavite uređaj, Istovremeno, zbog eksplozivnosti vodikove smjese, takav rad zahtijeva izuzetnu odgovornost, poznavanje sigurnosnih postupaka i iskustvo u postavljanju takvih uređaja.

Neovisnom proizvodnjom uređaja neće se moći riješiti značajnih financijskih troškova, jer je bolje kupiti gotove dijelove komponenata. Visok rizik tjera nas da razmišljamo o tvorničkim postavkama za koje proizvođači daju dugoročna jamstva.

Postupak izrade bojlera s vodikom vlastitim rukama može se podijeliti u nekoliko faza.

Korak # 1 – izvođenje crteža i priprema materijala, Prije svega, slični projekti trebali bi se naći na Internetu kako bi se osmislio čvor na temelju njih koji bi ispunio sve uvjete i mogućnosti.

Potrebno je točno izračunati sve pokazatelje, i prije svega, potrebnu snagu, a također i odlučiti o materijalima koji će se koristiti za proizvodnju kotla. Feromagnetske legure smatraju se najboljom opcijom, ali spremnik izrađen od nehrđajućeg čelika je sasvim prikladan.

Iako grijanje generatora vodika može imati različite izvedbe, sljedeći detalji ostaju nepromijenjeni:

• 12-voltni izvor napajanja;
• rezervoar na kojem će se nalaziti građevina;
• PWM kontroler snage najmanje 30 A;
• nekoliko cijevi različitog promjera izrađene od nehrđajućeg čelika;
• čelični lim;
• sjeckalica za metal;
• plinski plamenik - Bolje gotov, kupljen u trgovini.

2. korak – izrada elektrolita, Za proizvodnju ploča, koje će biti opremljene elektrolizatorom, morate uzeti list čelika srednje debljine. Pomoću škara za metal, nož za pile ili drugog alata izrezuje se na jednake trake u količini od 18 ili više komada (broj mora biti ujednačen).

Iz zemlje povratka, u svakoj od njih potrebno je izbušiti rupe za vijke potrebne za održavanje ovih elemenata u elektrolitu potpuno nepomično.

Dijelimo sve ploče na anode i katode, ovisno o ovoj podjeli žice su povezane s njima, odnosno odašilju pozitivne i negativne naboje.

Upotreba istosmjerne struje učinkovitija je od uporabe izmjenične struje. Najbolje je koristiti generator vrste PWM kao svoj izvor.

Korak broj 3 – sklop ćelija, Najbolji materijal za izradu ovog elementa je nehrđajući čelik. Čvrsta pravokutna ili kvadratna konstrukcija zavarena je od metala, nakon čega se u nju ulije voda ili smjesa H₂O s katalizatorom, kao i pripremljene ploče sa spojenim ožičenjem.

4. korak – priključak plamenika, Plamenik je montiran u gornjem dijelu uređaja - bolje je koristiti kupljeni model, koji možete kupiti u specijaliziranoj trgovini.

Korak broj 5 – ugradnja i spajanje separatora, koji je neophodan za oslobađanje vodika iz mješavine plinova.

Zaključno, postavljena je cijev duž koje je H₂ dići će se do plamenika, a povezani su i elementi koji uklanjaju toplinu i distribuiraju ga po cijeloj kući.

Koja je voda bolja - obična ili destilirana

Jedno od pitanja koje vlasnici vodikovih kotlova često postavljaju je voda koja se koristi za rad uređaja.

Destilirana voda za rad vodikovog kotla može se kupiti u trgovinama ili samostalno postaviti njenu proizvodnju, koristeći najjednostavniju instalaciju

Prema riječima stručnjaka, tvornički ili kućni uređaji pokazuju najbolje performanse tijekom rada na destiliranoj vodi, kojoj se dodaje vrlo malo natrijevog hidroksida (za 10 litara H2O - jedna žlica).

Međutim, vodikov kotao također može uspješno funkcionirati s vodom iz slavine, glavna stvar je da ne sadrži soli teških metala.

Zaključci i korisni video na temu

U videu ispod vidjet ćete pregled modela plinskog kotla na vodikovo gorivo, kojeg je proizvela poznata korejska tvrtka DAEWOO.

Vodik se bez razloga naziva gorivom budućnosti: ovaj plin može postati gotovo neograničen resurs jeftinog ekološki prihvatljivog goriva koje se može koristiti u različitim postrojenjima.

Bojnik s vodikovim gorivom, proizveden u tvornici ili samostalno, stvorit će autonomni sustav grijanja. To će pomoći značajno smanjenju plaćanja u stambeno-komunalnim uslugama, a riješit će i pitanje održavanja ugodne temperature u dnevnim i komunalnim sobama.

Imate li iskustva s korištenjem vodika kao goriva? Želite postaviti pitanja o nekoj temi ili reći o svom izumu? Komentirajte objavu, sudjelujte u raspravama i ostavite fotografije svojih domaćih proizvoda. Blok za povratne informacije nalazi se ispod.