דוד חימום מימן: מכשיר + עיקרון הפעולה + קריטריוני בחירה

עקרונות האנרגיה האלטרנטיבית זוכים יותר ויותר לתשומת לב הצרכנים. במובנים רבים זה מקלים על ידי העלאת התעריפים עבור ספקי האנרגיה המסורתיים, כמו גם תקלות תקופתיות בשוק השירותים.

בנסיבות אלה, דוד חימום מימן נחשב לאחד הסוגים המבטיחים ביותר של מכשירים הפועלים על דלקים מתחדשים, שהוא גז H₂.

לפני שמחליטים לרכוש יחידה כזו, יש להכיר את עקרון פעולתה, להעריך את היתרונות והחסרונות של השימוש במימן כדלק. שאלות אלה נחקרו על ידינו ומתוארות בפירוט במאמר.

בנוסף, זיהינו את הפרמטרים שיש לקחת בחשבון בעת ​​בחירת הדוד, נתנו טיפים לתפעול והכנו סקירה של מיטב הגנרטורים המפעליים במפעל. מאווררים של הוראות שימושיות ביתיות להרכבת היחידה במו ידיכם.

מאפייני מימן כדלק

כאמור, הדלק ליחידות כאלה הוא מימן, הגז הקל ביותר בטבע, חסר צבע וריח. בין היתרונות שלה ניתן לקרוא כמות גדולה של חום שמשתחרר במהלך הבעירה של H₂ (121 מגה ג'ק / ק"ג, ואילו רק 40 מג"ג / ק"ג משתחררים במהלך בעירה של פרופאן).

בתנאים רגילים, המימן נשרף בטמפרטורה של + 2000 מעלות צלזיוס, אך בעזרת זרז ניתן להורידו ל -300 מעלות צלזיוס. זה מאפשר לך ליצור דוודים מפלדה תקציבית, ולא ממתכות יקרות מהארץ הנדירה.

המימן אינו רעיל, מה שמבטיח את בטיחות השימוש בו בחיי היומיום. כאשר נשרף חומר זה מתקבלת אדי מים המשפרת את המיקרו אקלים המקורה ואינו זקוק לארובות.

בעת השימוש במימן, יש להקפיד על כללי הבטיחות: אם משתמשים בגז בצורה לא נכונה או במגע עם להבה פתוחה, פיצוץ הרסני יכול להתרחש

בין החסרונות ניתן למצוא את התפוצצות מוגברת של מימן, במיוחד כאשר הוא מעורבב עם אוויר או חמצן, מה שמוביל להיווצרות גז מפוצץ.

יתרונות וחסרונות של דודי מימן

החוזקות של מכשירים כאלה הם:

1. ידידותיות סביבתית מלאה. מוצרי הפירוק של המים אינם פוגעים באטמוספירה, הם בטוחים לחלוטין לבריאותם של אנשים וחיות מחמד.
2. רמת יעילות גבוההשיכול להגיע ל 96%. זה גבוה משמעותית מהיעילות של סולר, גז טבעי או פחם.
3. חסכון במשאבי טבע באמצעות יישום מקורות אנרגיה חלופיים.
4. מחיר נמוך קיבל קלוריות. יש מספיק מים וקצת חשמל למכשירים כאלה.

יחד עם זאת, למכשירים כאלה יש חולשות.

בין המינוסים כוללים את הדקויות הבאות:

1. תחזוקה דורשת. לדרגת הייצור הגבוהה ביותר של H₂, יש צורך להחליף צלחות מתכת בכל שנה. בנוסף להחלפת האלקטרודות, יש להוסיף זרז באופן קבוע כדי לייצר את כמות האנרגיה המתוכננת. תדירות הליך זה תלויה בעוצמה, כמו גם בתכונות של דגם מסוים.
2. עלות גבוהה - התקנת המפעל תעלה לא פחות מ 35-40 אלף רובל.
3. סכנת פיצוץ עם עלייה בלחץ הנורמלי בדוד.
4. מחסור בצילינדר מימן - הם נדירים לעיתים רחוקות במכירה.
5. בחירה מוגבלת. מכיוון שמכשירי חימום כאלה אינם שכיחים מדי בשוק הרוסי, לא תמיד ניתן למצוא במהירות את הדגם הנכון, כמו גם למצוא מומחים מוסמכים להתקנה ותיקון ציוד.
6. הצורך בתקשורת. כדי שהמכשיר יעבוד, יש צורך בחיבור קבוע לאספקת החשמל לתגובת האלקטרוליזה, כמו גם למקור מים, שקצב הזרימה שלו תלוי בעוצמת המכשיר.

יש לציין כי היצרנים שמים לב לטכנולוגיות חדשות, שואפים לשפר את דודי המימן, תוך ביטול או צמצום החסרונות.

עקרון הפעולה של יחידת החימום

בשל פעילותה, ח₂ בצורתו הטהורה הוא אינו מופיע בטבע, עם זאת, די פשוט לבודד אותו ממים רגילים באמצעות אלקטרוליזה, ואילו חמצן גזי משתחרר.

בתמונה המוצגת, תוכלו לראות תרשים סכמטי של ציוד החימום הפועל על מימן, המציין את כל האלמנטים המבניים (+)

כדי שהתנור יפעל, ראשית עליכם להשיג H₂. זה מתרחש בתא מיוחד ששמור לתגובה דומה להתרחש. נוזל מוזג למיכל בו טובלים צלחות המתכת.

זרם חשמלי בעל טוהר שנבחר במיוחד מוזן אליהם, תחת השפעתו משתחרר H₂ ולגבי₂, וגם כתוצר לוואי - אדי מים.

התערובת המתקבלת מועברת דרך מכשיר מיוחד - מפריד כימי, איתו ניתן לבודד מימן, ומפריד אותו מזיהומים אחרים. הגז המטוהר מסופק למבער עליו מותקן השסתום.

זה חוסם את תנועת H₂ לצד השני, שמונע פיצוץ. במקרה זה, חמצן ואדי מים דרך מערכת אחרת ייפולו למיכל מיוחד.

יתר על כן, מימן גזי עובר ביחידת ההגנה ונכנס לתא הבעירה. כאן הוא מגיב עם גז בנוכחות זרז, כתוצאה ממנו נוצר חום, שנכנס למערכת החימום הביתית דרך מחליף חום.

אדי מים המשתחררים בתא דרך תעלה שהוקצתה במיוחד מוחזרים למיכל האלקטרוליט ובכך משתמשים בתהליך המחזור.

כיוון הכוח מתבצע באמצעות תעלות מצוידות במיוחד, שמספרן יכול להגיע לשישה.יש זרז בתוך כל אחד מהמכשירים הללו, כך שכאשר אתה מפעיל אותו, תהליך ייצור החום מתחיל.

זרם הגז, המחומם לטמפרטורה של 40 מעלות צלזיוס, מתחיל לעבור למחליף חום הממוקם בתא הבעירה.

בזכות המבנים הנפרדים הערוצים יכולים לפעול באופן עצמאי זה מזה, מה שמאפשר לך לכלול רק חלק מהם.

תהליך ייצור המימן במכשירי אלקטרוליזה מודרניים הוא אוטומטי לחלוטין. התהליך הידני היחיד הוא למלא את המערכת במים.

דגמים מודרניים מצוידים גם במכשירים שונים, למשל, מחוון מפלס מים וחיישני לחץ, המאפשר להם לעבוד במצב אוטומטי ולהגיב בדחיפות במצבים בלתי צפויים.

רכיבי יחידת מימן

העיצוב של מערכת חימום מבוסס מימן הוא די פשוט.

דודמשחק התפקיד של מחליף חום הוא המרכיב העיקרי בו מיוצר מימן.

ניתן להרכיב דוד מונע מימן מאלמנטים זמינים, ולפעולתו נדרשים רק מים רגילים או מזוקקים (+)

אלקטרוליזר - החלק הפעיל העיקרי של הדוד, בו מתרחשת תגובה אלקטרוליטית, מה שמוביל לפירוק מים ל- H₂ ולגבי₂. האלמנט הוא מאגר מלא מים, בו מונחות אלקטרודות מתכת בעלות מוליכות זרם מקסימאלית.

חוטים מחוברים לצלחות, דרכם מסופק חשמל.

צורב - מכשיר התורם לחימום נוזל הקירור במערכת החימום. ממוקם בתא הבעירה, מסופק ניצוץ שמצית אותו.

שסתום מבער - חלק מיוחד הממוקם בחלקו העליון של המכשיר. בזכות פרט זה ח₂, מתרומם, מתגבר בקלות על מחסום שאינו נגיש לחומרים משוחררים אחרים ונכנס ישירות למבער.

בדודי מימן במפעל, קיימת יחידת בקרה. הלוח מציג מחווני מתח וזרם, ווסת כוח ומנופים להגדרת פרמטרים אחרים

צנרת - תקשורת היוצאת מהיחידה ומשמשת לאספקת חום לכל חדרי הבית. לשימוש קשירה צינורות חימום בקוטר 25-32 מ"מ. כשאתה מניח, יש להקפיד על הכלל הבסיסי: הקוטר של כל ענף שלאחר מכן צריך להיות פחות מקודמו.

קריטריוני בחירת גנרטורים

כאשר מחליטים לרכוש טכניקה כזו, חשוב לשים לב לקריטריונים הבאים.

כוח. עבור מכשירים מודרניים, הערך של מחוון זה יכול להשתנות משמעותית, מה שמאפשר לך לבחור את האפשרות הטובה ביותר הן לבית קטן והן לבניין בן שתי קומות.

צריכת המים הממוצעת בדגמים המודרניים של הגנרטור אינה גדולה מדי. תוך 24 שעות, לצורך הפעלת המכשיר, יהיה צורך בערך 5.5 ליטר שבגללו נוצרים 1.2-2 ליטר דלק

מספר המעגלים. במכשירים המונעים על מימן מותקן בדרך כלל מעגל חימום. בדגמים מסוימים מסופק גם התקנה נוספת של המעגל השני (חימום).

צריכת חשמל. הטכנולוגיה של ימינו מאפשרת להשיג תפוקת חום מעולה באמצעות מינימום חשמל. צריכת האנרגיה של גנרטורים מסוגים שונים משתנה בין 1.2 ל -3 קילוואט בשעה.

צריכת חשמל נמוכה מושגת בגלל העובדה שדוד המימן לא עובד ברציפות, אלא רק כדי לשמור על טמפרטורה מסוימת בחדר.

ספק כוח. ניתן לחלק את כל זני מחוללי המימן לשתי קטגוריות גדולות: האחד עובד מגז, והשני מחשמל.

יצרן. עדיף להעדיף יצרנים מהימנים (איטליה, ארה"ב).עליכם להיזהר ממוצרים באיכות ירודה המוצעים על ידי מפעלים מפוקפקים במחירים נמוכים במיוחד.

טיפים להפעלת הדוד

כדי לשפר את הפונקציונליות של היחידה, חשוב להקפיד על ההוראות המצורפות. ניתן לשפר את פעולת המכשיר על ידי הוספת פרטים נוספים (במקרה זה, עליכם להקפיד על כללי הבטיחות).

גלאי להבה המותקן על המבער משפר את בטיחות המערכת. כאשר הכיבוי מכבה, המכשיר מכבה אוטומטית את זרימת הגז הדליק למבער ובכך מונע את כניסתו לחדר.

אפשר להרכיב חיישנים מיוחדים בחלקו הפנימי של מחליף החום, המאפשרים מעקב אחר העלייה במדדי חימום מים, כמו גם השלמת עיצוב המבער עם שסתומי כיבוי.

פשוט חבר אותו ישירות אליו חיישן טמפרטורהכך שהדוד נכבה אוטומטית ברגע שהחימום מגיע לערך שנקבע.

כדאי גם להתקין התקן קירור לדוד תקני.

ניתן להשתמש במכשירי מימן לא רק כציוד החימום היחיד בבית, אלא גם בשילוב עם מערכות חימום אחרות. מפעלי החום העיקריים במקרה זה יכולים לפעול במצב טמפרטורה נמוך.

במקרה של שמירה על תקני ההפעלה, יחידה המופעלת על ידי מימן תשרת יותר מתריסר שנים. למרות שתקופת האחריות למכשירים כאלה היא 15 שנה, בפועל הם יכולים לעבוד ביעילות במשך 20-30 שנה.

תיקון מכשירים כאלה לא יהיה קשה עבור אומן מנוסה, מכיוון שתרשים המעגלים של דוד מימן אינו שונה מדי מהאנלוגים הפועלים על סוגים אחרים של דלק.

חמשת המחוללות המימניות המפעלות המובילות

החברה הראשונה שייצרה ופטנטה על טכנולוגיית דוד דלק מימן הייתה חברה איטלקית ג'אקומיני. היא מתמחה במכשירים המבוססים על שיטות סביבתיות לייצור אנרגיה: משאבות גיאותרמיות, פאנלים סולאריים ואחרים.

H2ydroGEM הוא תא בעירה קטליטי, בכל קרן שיש בו חומר שמאיץ את תגובת הבעירה במימן. בשל כך התהליך מתרחש בטמפרטורה נמוכה יחסית.

נכון לעכשיו, דגמים כאלו מיוצרים על ידי חברות אמריקאיות, סיניות, אירופיות, אך הטווח שלהם אינו רחב מדי בהשוואה לדודים הפועלים על סוגים אחרים של דלק.

דגמי המפעל הטובים ביותר של מערכות מימן

מבין הדגמים הפופולריים ביותר, נציין:

1. MegaTank100 - גנרטור המופעל על ידי חשמל מהרשת. יש לה מערכת אמינה ורבת רמות הגנה מפני התחממות יתר וקצר חשמלי, המבטיחה עבודה בטוחה ופרודוקטיבית. עלות הדגם תלויה בתצורתו.
2. STAR-2000 - ליחידה יקרה (> 200,000 רובל) יש מאפיינים טכניים מצוינים. למרות העובדה שגנרטור זה צורך מינימום אנרגיה, הוא מסוגל לחמם חדר בשטח של 251-300 מ"ר.
3. קינגקר - מכשיר המופעל על ידי רשת ובעל תכונות עבודה מעולות. עלות המודל גבוהה למדי - כמאה אלף רובל, אך היא מקבלת החזר על ידי צריכת אנרגיה חסכונית.
4. H2-2 - ציוד איטלקי ממעמד "אקסטרה" במחיר גבוה (כ -250,000 רובל). המאפשר לחמם אוויר בחללים עצומים (החל מ -300 מ ')³ ומעלה) עם צריכת חשמל מינימאלית.
5. אנרגיה חינמית - מכשירים איכותיים בעלות משתלמת בטווח של 15-35 אלף רובל (המחיר תלוי בכוח ובמאפיינים אחרים). מצויד ביחידת בקרה שמ אוטומטית תהליכים רבים, חיישן רב-מפלסי לוויסות מתח ולחץ.

ישנם גם דגמים אחרים בקטגוריות מחירים שונות.

איך להכין דוד בעצמכם

גנרטורים לחימום הם בעלי מבנה קל למדי. עם רמה מסוימת של מיומנות, אתה יכול הרכיב את המכשיר בעצמך. יחד עם זאת, בגלל הפיצוץ של תערובת המימן, עבודה כזו מצריכה אחריות קיצונית, הכרת נהלי הבטיחות וניסיון בהתקנת מכשירים כאלה.

עם ייצור עצמאי של המכשיר, לא ניתן יהיה להיפטר מהעלויות הכספיות המשמעותיות, שכן עדיף לרכוש חלקים מוכנים של הרכיבים. סיכון גבוה גורם לנו לחשוב על הגדרות מפעל שעבורן היצרנים נותנים ערבויות לטווח הארוך.

ניתן לחלק את התהליך של יצירת דוד מימן במו ידיכם למספר שלבים.

שלב 1 – ביצוע שרטוט והכנת חומרים. ראשית, יש למצוא פרויקטים דומים באינטרנט על מנת לחשוב על מתקן המבוסס עליהם שיעמוד בכל התנאים והאפשרויות.

יש צורך לחשב במדויק את כל המחוונים, וקודם כל, את הכוח הנדרש, וגם להחליט על החומרים שישמשו לייצור הדוד. סגסוגות פרומגנטיות נחשבות לאופציה הטובה ביותר, אך מיכל עשוי נירוסטה מתאים למדי.

למרות שחימום במחולל מימן עשוי להיות בעל תכנונים שונים, הפרטים הבאים נותרו ללא שינוי:

• מקור כוח 12 וולט;
• מאגר בו ממוקם המבנה;
• בקר PWM עם הספק של לפחות 30 A;
• כמה צינורות בקטרים ​​שונים עשויים נירוסטה;
• לוח מתכת;
• מסור למתכת;
• גזיה עדיף שסיים, נרכש בחנות.

שלב 2 – ייצור אלקטרוליטים. לייצור צלחות, אשר יהיו מצוידות אלקטרוליזר, אתה צריך לקחת גיליון פלדה בעובי בינוני. בעזרת מספריים למתכת, מסור או כלי אחר נחתכים לרצועות שוות בכמות של 18 חלקים ומעלה (המספר חייב להיות שווה).

מהמדינה החוזרת, בכל אחד מהם יש צורך לקדוח חורים עבור הברגים הדרושים בכדי להחזיק את האלמנטים הללו באלקטרוליט ללא תנועה לחלוטין.

אנו מחלקים את כל הלוחות לאנודות וקטודות, תלוי בחוטי החלוקה הזו המחוברים אליהם, בהתאמה, ומשדרים מטענים חיוביים ושליליים.

השימוש בזרם ישר הוא יעיל יותר מאשר שימוש בזרם חילופין. עדיף להשתמש בגנרטור מסוג PWM כמקורו.

שלב מספר 3 – הרכבת תאים. החומר הטוב ביותר לייצור אלמנט זה הוא נירוסטה. קונסטרוקציה מלבנית או מרובעת חזקה מרותכת ממתכת, שלאחריה מוזגים לתוכה מים או תערובת של H₂O עם זרז, כמו גם צלחות מוכנות עם חיווט מחובר.

שלב 4 – חיבור צורב. בחלקו העליון של המכשיר מותקן צורב - עדיף להשתמש בדגם שנרכש, אותו תוכלו לרכוש בחנות המתמחה.

שלב מספר 5 – התקנה וחיבור של מפריד, הנחוץ לשחרור מימן מתערובת גזים.

לסיכום, מונח צינור שלאורכו H₂ יעלו אל המבער וגם חיבורי אלמנטים שמסירים חום ומפיצים אותו ברחבי הבית.

אילו מים טובים יותר - רגילים או מזוקקים

אחת השאלות ששואלים בעלי דודי מימן לעיתים קרובות היא לגבי המים המשמשים להפעלת המכשירים.

ניתן לרכוש מים מזוקקים להפעלת דוד המימן בחנויות או להקים את ייצורם בעצמכם, באמצעות ההתקנה הפשוטה ביותר

על פי מומחים, מכשירים מהמפעל או מתוצרת הבית מראים את הביצועים הטובים ביותר כאשר עובדים על מים מזוקקים, אליהם מתווסף מעט מאוד נתרן הידרוקסיד (עבור 10 ליטר H2O - כף אחת).

עם זאת, דוד מימן יכול גם לתפקד בהצלחה עם מי ברז, העיקר שהוא לא מכיל מלחים של מתכות כבדות.

מסקנות ווידאו שימושי בנושא

בסרטון שלפניכם תוכלו לראות סקירה כללית של הדגם של דוד גז המונע על ידי דלק מימן, המיוצר על ידי החברה הקוריאנית המפורסמת DAEWOO.

מימן אינו מכונה ללא סיבה דלק העתיד: גז זה יכול להפוך למשאב כמעט בלתי מוגבל של דלק זול ידידותי לסביבה, שניתן להשתמש בו במפעלים שונים.

דוד דלק מימן, המיוצר במפעל או בכוחות עצמו, ייצור מערכת חימום אוטונומית. זה יעזור להפחית משמעותית את התשלומים בשירותי הדיור והשירותים הקהילתיים, ויחליט על שמירה על טמפרטורה נוחה בחדרי המגורים ובחדרי השירות.

האם יש לך ניסיון להשתמש במימן כדלק? רוצה לשאול שאלות בנושא או לספר על ההמצאה שלך? אנא הגיבו לפרסום, השתתפו בדיונים והשאירו תמונות של המוצרים הביתיים שלכם. חסימת המשוב נמצאת למטה.