Vandenilio šildymo katilas: prietaisas + veikimo principas + atrankos kriterijai

Alternatyviosios energijos principai vis labiau susilaukia vartotojų dėmesio. Daugeliu aspektų tai palengvina padidėję tarifai tradiciniams energijos nešėjams, taip pat periodiniai paslaugų rinkos sutrikimai.

Šiomis aplinkybėmis vandenilio šildymo katilas laikomas vienu perspektyviausių prietaisų, veikiančių atsinaujinančiu kuru, kuris yra dujos H₂.

Prieš nusprendžiant įsigyti tokį agregatą, būtina susipažinti su jo veikimo principu, įvertinti privalumus ir trūkumus naudojant vandenilį kaip kurą. Šiuos klausimus mes išstudijavome ir išsamiai aprašėme straipsnyje.

Be to, mes nustatėme parametrus, į kuriuos reikėtų atsižvelgti renkantis katilą, davėme patarimų dėl jo eksploatavimo ir parengėme geriausių gamyklos vandenilio generatorių apžvalgą. Šaldytuvų, paruoštų namuose, gerbėjų instrukcija, kaip surinkti vienetą savo rankomis.

Vandenilio kaip kuro savybės

Kaip minėta aukščiau, tokių įrenginių kuras yra vandenilis, lengviausios gamtoje dujos, neturinčios spalvos ir kvapo. Tarp jo pranašumų galima vadinti didelį šilumos kiekį, kuris išsiskiria deginant H₂ (121 MJ / kg, tuo tarpu propano deginimo metu išsiskiria tik 40 MJ / kg).

Normaliomis sąlygomis vandenilis dega esant + 2000 ° C temperatūrai, tačiau katalizatoriaus pagalba jis gali būti sumažintas iki + 300 ° C. Tai leidžia jums gaminti katilus iš biudžetinio plieno, o ne iš brangių retųjų žemių metalų.

Vandenilis netoksiškas, o tai užtikrina jo naudojimo saugumą kasdieniame gyvenime. Kai ši medžiaga dega, gaunami vandens garai, kurie pagerina patalpų mikroklimatą ir jiems nereikia dūmtraukių.

Naudojant vandenilį, būtina griežtai laikytis saugos taisyklių: jei dujos naudojamos netinkamai arba liečiantis su atvira liepsna, gali įvykti destruktyvus sprogimas.

Tarp trūkumų yra padidėjęs vandenilio sprogumas, ypač kai jis yra sumaišytas su oru ar deguonimi, dėl kurio susidaro detonuojančios dujos.

Vandenilio katilų privalumai ir trūkumai

Tokių prietaisų stipriosios pusės yra:

1. Visiškas ekologiškumas. Vandens skilimo produktai nekenkia atmosferai, jie yra visiškai saugūs žmonių ir naminių gyvūnėlių sveikatai.
2. Aukštas efektyvumo lygiskuris gali pasiekti 96 proc. Tai yra žymiai didesnis nei dyzelino, gamtinių dujų ar anglių efektyvumas.
3. Taupant gamtos išteklius per paraišką alternatyvūs energijos šaltiniai.
4. Maža kaina gautos kalorijos. Tokiems prietaisams yra pakankamai vandens ir šiek tiek elektros.

Tuo pačiu metu tokie įrenginiai turi trūkumų.

Tarp minusų yra šie niuansai:

1. Reikalaujantys priežiūros. Norint gauti kuo aukštesnį H gamybos laipsnį₂, kasmet būtina pakeisti metalines plokštes. Norint pakeisti numatytą energijos kiekį, reikia ne tik pakeisti elektrodus, bet ir reguliariai įpilti katalizatoriaus. Šios procedūros dažnis priklauso nuo galios, taip pat nuo konkretaus modelio ypatybių.
2. Aukštos išlaidos - Gamyklos įrengimas kainuos ne mažiau kaip 35–40 tūkstančių rublių.
3. Sprogimo pavojus padidėjus normalizuotam slėgiui katile.
4. Vandenilio balionų trūkumas - jie gana retai būna parduodami.
5. Ribotas pasirinkimas. Kadangi tokie šildymo prietaisai nėra pernelyg įprasti Rusijos rinkoje, ne visada įmanoma greitai rasti tinkamą modelį, taip pat rasti kompetentingus specialistus įrangos montavimui ir remontui.
6. Ryšių poreikis. Kad prietaisas veiktų, būtinas nuolatinis ryšys su elektrolizės reakcijos maitinimo šaltiniu, taip pat prie vandens šaltinio, kurio srauto greitis priklauso nuo prietaiso galios.

Reikėtų pažymėti, kad gamintojai daug dėmesio skiria naujoms technologijoms, stengiasi patobulinti vandenilio katilus, pašalindami ar sumažindami trūkumus.

Šildymo įrenginio veikimo principas

Dėl savo aktyvumo H₂ gryna forma gamtoje neatsiranda, tačiau elektrolizės būdu jį atskirti nuo paprasto vandens yra gana paprasta, taip pat išsiskiria dujinis deguonis.

Pateiktame paveikslėlyje galite pamatyti šildymo įrangos, veikiančios vandenilį, scheminę schemą, nurodančią visus konstrukcinius elementus (+)

Kad šildytuvas veiktų, pirmiausia turite gauti H₂. Tai vyksta specialiame skyriuje, skirtame panašiai reakcijai atsirasti. Skystis pilamas į indą, kuriame panardinamos metalinės plokštės.

Jiems tiekiama specialiai parinkto grynumo elektros srovė, veikiama H₂ ir o₂, taip pat kaip šalutinis produktas - vandens garai.

Gautas mišinys praleidžiamas per specialų įtaisą - cheminį separatorių, su kuriuo galima išskirti vandenilį, atskiriant jį nuo kitų priemaišų. Išgrynintos dujos tiekiamos į degiklį, ant kurio montuojamas vožtuvas.

Tai trukdo judėti H₂ į kitą pusę, kuri apsaugo nuo sprogimo. Tokiu atveju deguonies ir vandens garai per kitą sistemą pateks į specialų indą.

Toliau dujinis vandenilis praeina per apsauginį mazgą ir patenka į degimo kamerą. Čia jis reaguoja su dujomis, esant katalizatoriui, todėl susidaro šiluma, kuri per šilumokaitį patenka į namo šildymo sistemą.

Vandens garai, išleisti kameroje per specialiai tam skirtą kanalą, grąžinami į elektrolito baką, tokiu būdu naudojant recirkuliacijos procesą.

Galios reguliavimas atliekamas naudojant specialiai įrengtus kanalus, kurių skaičius gali siekti šešis.Kiekvieno iš šių prietaisų viduje yra katalizatorius, kad jį įjungus prasidėtų šilumos generavimo procesas.

Dujų srautas, pašildytas iki 40 ° C temperatūros, pradeda judėti į šilumokaitį, esantį degimo kameroje.

Atskirų struktūrų dėka kanalai gali veikti nepriklausomai vienas nuo kito, o tai leidžia įtraukti tik dalį jų.

Vandenilio gamybos procesas šiuolaikiniame elektrolizės aparate yra visiškai automatizuotas. Vienintelis rankinis procesas yra sistemos užpildymas vandeniu.

Šiuolaikiniai modeliai taip pat aprūpinti įvairiais prietaisais, pavyzdžiui, vandens lygio indikatoriais ir slėgio davikliais, kurie leidžia jiems dirbti automatiniu režimu ir skubiai reaguoti nenumatytose situacijose.

Vandenilio mazgo komponentai

Vandenilio pagrindu pagamintos šildymo sistemos dizainas yra gana paprastas.

Katilasšilumokaičio vaidmuo yra pagrindinis elementas, kuriame gaminamas vandenilis.

Vandenilinį katilą galima surinkti iš turimų elementų, o jo veikimui reikalingas tik paprastas arba distiliuotas vanduo (+)

Elektrolizatorius - pagrindinė aktyvioji katilo dalis, kurioje vyksta elektrolitinė reakcija, sukelianti vandens skilimą į H₂ ir o₂. Elementas yra rezervuaras, užpildytas vandeniu, kuriame dedami metaliniai elektrodai, turintys maksimalų srovės laidumą.

Laidai yra sujungti su plokštėmis, per kurias tiekiama elektra.

Degiklis - prietaisas, prisidedantis prie aušinimo skysčio pašildymo šildymo sistemoje. Degimo kameroje yra kibirkštis, kuri ją uždega.

Degiklio vožtuvas - speciali dalis, esanti įrenginio viršuje. Dėl šios detalės H₂, kylant aukštyn, lengvai įveikia barjerą, neprieinamą kitoms išskiriamoms medžiagoms, ir patenka tiesiai į degiklį.

Gamykliniuose vandenilio katiluose yra valdymo blokas. Skydelyje rodomi įtampos ir srovės indikatoriai, galios reguliatorius ir svirtys kitiems parametrams nustatyti

Vamzdynas - komunikacijos, išeinančios iš įrenginio ir naudojamos tiekti šilumą į visus namo kambarius. Skirta susieti šildymo vamzdžiai kurių skersmuo 25-32 mm. Klojant laikykitės pagrindinės taisyklės: kiekvienos sekančios šakos skersmuo turėtų būti mažesnis už ankstesnį.

Generatoriaus pasirinkimo kriterijai

Priimant sprendimą įsigyti tokią techniką, svarbu atkreipti dėmesį į šiuos kriterijus.

Galia. Šiuolaikiniams prietaisams šio rodiklio vertė gali labai skirtis, o tai leidžia pasirinkti geriausią variantą tiek mažam namui, tiek dviejų ar trijų aukštų pastatui.

Vidutinis vandens sunaudojimas šiuolaikiniuose generatoriaus modeliuose nėra per didelis. Per 24 valandas prietaiso veikimui reikės maždaug 5,5 litro, todėl susidaro 1,2–2 litrai degalų

Grandinių skaičius. Prie vandeniliu varomų prietaisų paprastai įrengiamas šildymo kontūras. Kai kuriuose modeliuose taip pat numatytas papildomas antrosios (šildymo) grandinės įrengimas.

Elektros energijos suvartojimas. Šiuolaikinės technologijos leidžia pasiekti puikų šilumos našumą naudojant kuo mažiau elektros energijos. Įvairių tipų generatorių energijos sąnaudos svyruoja nuo 1,2 iki 3 kW per 1 valandą.

Mažas energijos suvartojimas pasiekiamas dėl to, kad vandenilio katilas neveikia nuolat, o tik tam, kad palaikytų tam tikrą temperatūrą kambaryje.

Maitinimo šaltinis. Visų rūšių vandenilio generatorius galima suskirstyti į dvi dideles kategorijas: viena dirba iš dujų, kita - iš elektros.

Gamintojas. Geriau teikti pirmenybę patikimiems gamintojams (Italija, JAV).Turėtumėte būti atsargūs dėl abejotinų įmonių siūlomų prastos kokybės produktų už ypač mažas kainas.

Katilo naudojimo patarimai

Norint pagerinti įrenginio funkcionalumą, svarbu laikytis pridedamų instrukcijų. Galite patobulinti įrenginio veikimą, pridėdami papildomos informacijos (tokiu atveju turite griežtai laikytis saugos taisyklių).

Ant degiklio pritvirtintas liepsnos detektorius padidina sistemos saugumą. Gaisrui užgesus, prietaisas automatiškai išjungia degiųjų dujų srautą į degiklį ir taip neleidžia jam patekti į patalpą

Šilumokaičio vidinėje dalyje galima sumontuoti specialius jutiklius, kurie leidžia sekti vandens šildymo indikatorių padidėjimą, taip pat papildyti degiklio dizainą uždarymo vožtuvais.

Tiesiog prijunkite tiesiogiai prie temperatūros jutikliskad katilas automatiškai išsijungtų, kai tik šildymas pasiekia nustatytą vertę.

Taip pat naudinga įdiegti standartizuotą katilo aušinimo įrenginį.

Vandenilio prietaisai gali būti naudojami ne tik kaip vienintelė namo šildymo įranga, bet ir derinami su kitomis šildymo sistemomis. Pagrindinės šilumos įmonės tokiu atveju gali veikti žemos temperatūros režimu.

Jei bus laikomasi eksploatavimo standartų, vandeniliu varomas įrenginys tarnaus daugiau nei keliolika metų. Nors tokių prietaisų garantinis laikotarpis yra 15 metų, praktiškai jie gali efektyviai veikti 20-30 metų.

Tokių prietaisų remontas nebus sudėtingas patyrusiam meistrui, nes vandenilio katilo jungimo schema nelabai skiriasi nuo analogų, veikiančių kitų rūšių kurą.

5 geriausi gamyklos vandenilio generatoriai

Pirmoji vandenilinio kuro katilų technologiją gaminanti ir patentavusi įmonė buvo Italijos įmonė Giacomini. Ji specializuojasi įrenginiuose, pagrįstuose aplinkos energijos generavimo metodais: geoterminiuose siurbliuose, saulės baterijose ir kt.

„H2ydroGEM“ yra katalizinio degimo kamera, kurios kiekviename rage yra medžiaga, pagreitinanti vandenilio degimo reakciją. Dėl šios priežasties procesas vyksta palyginti žemoje temperatūroje.

Šiuo metu tokius modelius gamina Amerikos, Kinijos, Europos įmonės, tačiau jų asortimentas nėra per platus, palyginti su katilais, veikiančiais kitų rūšių kurą.

Geriausi vandenilio sistemų gamykliniai modeliai

Tarp populiariausių modelių mes pažymime:

1. „MegaTank100“ - generatorius, maitinamas iš elektros tinklo. Jis turi patikimą daugiapakopę apsaugos nuo perkaitimo ir trumpojo jungimo sistemą, kuri garantuoja saugų ir produktyvų darbą. Modelio kaina priklauso nuo jo konfigūracijos.
2. STAR-2000 - brangus vienetas (> 200 000 rublių) pasižymi puikiomis techninėmis savybėmis. Nepaisant to, kad šis generatorius sunaudoja mažiausiai energijos, jis sugeba šildyti kambarį, kurio plotas yra 251-300 kvadratinių metrų.
3. Kingkar - tinkle valdomas įrenginys, turintis puikias darbines savybes. Modelio kaina yra gana didelė - apie 100 tūkstančių rublių, tačiau jį kompensuoja ekonomiškas energijos suvartojimas.
4. H2-2 - Itališka „papildomos“ klasės įranga už didelę kainą (apie 250 000 rublių). leidžiama šildyti orą didelėse erdvėse (nuo 300 m³ ir daugiau) su minimaliu elektros energijos suvartojimu.
5. Laisva energija - aukštos kokybės prietaisai už prieinamą kainą nuo 15-35 tūkstančių rublių (kaina priklauso nuo galios ir kitų savybių). Įrengtas valdymo blokas, automatizuojantis daugelį procesų, daugiapakopis jutiklis įtampai ir slėgiui reguliuoti.

Yra ir kitų modelių, skirtingų kainų kategorijų.

Kaip patiems pasidaryti katilą

Šildymo generatoriai yra gana lengvos konstrukcijos. Turėdami tam tikrą įgūdžių lygį, galite surinkite prietaisą patys. Tuo pačiu metu dėl vandenilio mišinio sprogstamumo toks darbas reikalauja ypatingos atsakomybės, žinių apie saugos procedūras ir patirties diegiant tokius prietaisus.

Nepriklausomai gaminant įrenginį nebus įmanoma atsikratyti didelių finansinių išlaidų, nes geriau pirkti paruoštas komponentų dalis. Didelė rizika verčia susimąstyti apie gamyklos parametrus, kuriems gamintojai suteikia ilgalaikes garantijas.

Vandenilio katilo pagaminimo procesą savo rankomis galima suskirstyti į kelis etapus.

1 žingsnis – piešimo atlikimas ir medžiagų paruošimas. Pirmiausia, panašių projektų reikėtų ieškoti internete, kad būtų galima sugalvoti jų pagrindu sukurtą įrenginį, kuris atitiktų visas sąlygas ir galimybes.

Būtina tiksliai apskaičiuoti visus rodiklius, o pirmiausia - reikiamą galią, taip pat nuspręsti dėl medžiagų, kurios bus naudojamos katilo gamyboje. Feromagnetiniai lydiniai laikomi geriausiu pasirinkimu, tačiau indas iš nerūdijančio plieno yra gana tinkamas.

Nors vandenilio generatoriaus šildymas gali būti skirtingas, ši informacija nesikeičia:

• 12 voltų energijos šaltinis;
• rezervuaras, kuriame bus pastatyta konstrukcija;
• PWM valdiklis, kurio galia ne mažesnė kaip 30 A;
• keli skirtingo diametro vamzdžiai iš nerūdijančio plieno;
• plieno lakštas;
• metalinis metalo pjūvis;
• dujinis degiklis - Geriau apdaila, įsigyta parduotuvėje.

2 žingsnis – gaminant elektrolitus. Plokštėms, kuriose bus sumontuotas elektrolizatorius, gaminti reikia paimti vidutinio storio plieno lakštą. Naudodamiesi metalo žirklėmis, metalo pjūklu ar kitu įrankiu, jis supjaustomas lygiomis juostelėmis po 18 ar daugiau gabalų (skaičius turi būti lygus).

Iš grįžimo šalies kiekvienoje iš jų reikia išgręžti skylutes varžtams, kurie reikalingi, kad šie elementai visiškai nejudėtų elektrolite.

Mes suskirstome visas plokštes į anodus ir katodus, atsižvelgiant į tai, padalijimo laidai yra prijungti prie jų, atitinkamai, perduodant teigiamus ir neigiamus krūvius.

Nuolatinės srovės naudojimas yra efektyvesnis nei kintamos srovės. Kaip šaltinį geriausia naudoti PWM tipo generatorių.

3 žingsnis – ląstelių surinkimas. Geriausia medžiaga šiam elementui gaminti yra nerūdijantis plienas. Tvirta stačiakampio ar kvadrato konstrukcija suvirinama iš metalo, po to į ją pilamas vanduo arba H mišinys₂O su katalizatoriumi, taip pat paruoštos plokštės su prijungtais laidais.

4 žingsnis – degiklio jungtis. Viršutinėje prietaiso dalyje sumontuotas degiklis - geriau naudoti įsigytą modelį, kurį galite įsigyti specializuotoje parduotuvėje.

5 žingsnis – separatoriaus įrengimas ir prijungimas, būtinas vandeniliui iš dujų mišinio išlaisvinti.

Pabaigoje nutiestas vamzdis, išilgai kurio H₂ pakils iki degiklio, taip pat yra prijungti elementai, kurie pašalina šilumą ir paskirsto ją visame name.

Kuris vanduo geresnis - paprastas ar distiliuotas

Vienas iš klausimų, kurių vandenilio katilų savininkai dažnai užduoda, yra apie vandenį, naudojamą prietaisams valdyti.

Distiliuotą vandenį vandenilio katilo veikimui galite nusipirkti parduotuvėse arba patys nustatyti jo gamybą, naudodami paprasčiausią montavimą

Pasak ekspertų, gamykloje ar namuose gaminami prietaisai parodo geriausius rezultatus dirbdami su distiliuotu vandeniu, į kurį įpilama labai mažai natrio hidroksido (10 litrų H2O - vienas šaukštas).

Tačiau vandenilio katilas taip pat gali sėkmingai veikti su vandeniu iš čiaupo, svarbiausia, kad jame nėra sunkiųjų metalų druskų.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Žemiau esančiame vaizdo įraše pamatysite dujinio katilo, varomo vandeniliniu kuru, pagaminto garsios Korėjos kompanijos DAEWOO, modelio apžvalgą.

Vandenilis ne veltui yra vadinamas ateities degalais: šios dujos gali tapti beveik neribotu pigių, ekologiškų degalų, naudojamų įvairiose gamyklose, šaltiniu.

Gamykloje arba atskirai gaminamas vandenilio kuro katilas sukurs autonominę šildymo sistemą. Tai padės žymiai sumažinti mokėjimus už būstą ir komunalines paslaugas, išspręs komfortiškos temperatūros palaikymo gyvenamosiose ir namų apyvokos patalpose klausimą.

Ar turite patirties naudojant vandenilį kaip kurą? Norite užduoti klausimus kokia nors tema ar papasakoti apie savo išradimą? Prašau pakomentuoti leidinį, dalyvauti diskusijose ir palikti savo namų gaminių nuotraukas. Atsiliepimų blokas yra žemiau.