Vattenvärmepanna: enhet + princip för drift + urvalskriterier

Principerna för alternativ energi får alltmer konsumenterna uppmärksamhet. I många avseenden underlättas detta av en höjning av tullarna för traditionella energibärare samt periodiska brister på tjänstemarknaden.

Under dessa omständigheter betraktas en vätgasuppvärmningspanna som en av de mest lovande typerna av enheter som arbetar med förnybara bränslen, som är gas H₂.

Innan du bestämmer dig för att köpa en sådan enhet, är det nödvändigt att bekanta dig med principen för dess drift, att bedöma fördelar och nackdelar med att använda väte som bränsle. Dessa frågor har studerats av oss och beskrivs i detalj i artikeln.

Dessutom beskrev vi parametrarna som bör beaktas när du väljer en panna, gav driftstips och utarbetade en översikt över de bästa vätegeneratorerna från fabriken. Fläktar av hemmagjorda praktiska instruktioner för montering av enheten med dina egna händer.

Egenskaper för väte som bränsle

Som nämnts ovan är bränslet för sådana enheter väte, den lättaste gasen i naturen, saknar färg och lukt. Bland dess fördelar kan man kalla en stor mängd värme som frigörs under förbränningen av H₂ (121 MJ / kg, medan endast 40 MJ / kg frigörs under propanförbränning).

Under normala förhållanden bränner väte vid en temperatur på + 2000 ° C, men med hjälp av en katalysator kan det reduceras till + 300 ° C. Detta gör att du kan skapa pannor av budgetstål och inte av dyra sällsynta jordartsmetaller.

Väte är giftfritt, vilket säkerställer säkerheten vid användning i vardagen. När detta ämne förbränns erhålls vattenånga som förbättrar mikroklimatet inomhus och inte behöver skorstenar.

Vid användning av väte måste säkerhetsregler följas strikt: om gasen används felaktigt eller i kontakt med en öppen låga, kan en destruktiv explosion uppstå

Bland nackdelarna är den ökade explosionsförmågan för väte, särskilt när det blandas med luft eller syre, vilket leder till bildning av detonerande gas.

Fördelar och nackdelar med vätkokare

Styrkorna hos sådana enheter är:

1. Full miljövänlighet. Nedbrytningsprodukterna av vatten skadar inte atmosfären, de är helt säkra för hälsa hos människor och husdjur.
2. Hög effektivitetsnivåvilket kan nå 96%. Detta är betydligt högre än effektiviteten för diesel, naturgas eller kol.
3. Spara naturresurser genom ansökan alternativa energikällor.
4. Lågt pris fick kalorier. Det finns tillräckligt med vatten och lite el för sådana enheter.

Samtidigt har sådana enheter svagheter.

Bland minusen inkluderar följande nyanser:

1. Krävande underhåll. För högsta möjliga produktionsgrad av H₂, är det nödvändigt att byta ut metallplattor varje år. Förutom att byta ut elektroderna måste en katalysator tillsättas regelbundet för att producera den planerade energimängden. Frekvensen för denna procedur beror på kraften och funktionerna i en viss modell.
2. Hög kostnad - Fabriksinstallationen kostar inte mindre än 35-40 tusen rubel.
3. Explosionsrisk med en ökning av det normaliserade trycket i pannan.
4. Vätecylinderbrist - de ses ganska sällan på försäljning.
5. Begränsat val. Eftersom sådana uppvärmningsanordningar inte är för vanliga på den ryska marknaden, är det inte alltid möjligt att snabbt hitta rätt modell, liksom att hitta kompetenta specialister för installation och reparation av utrustning.
6. Behovet av kommunikation. För att enheten ska fungera är det nödvändigt med en konstant anslutning till strömförsörjningen för elektrolysreaktionen, såväl som till en vattenkälla, vars flödeshastighet beror på anordningens effekt.

Det bör noteras att tillverkarna ägnar stor uppmärksamhet åt ny teknik, strävar efter att förbättra vätgaspannorna, eliminera eller minimera nackdelarna.

Principen för drift av värmeenheten

På grund av sin aktivitet, H₂ i sin rena form förekommer den inte i naturen, men det är ganska enkelt att isolera det från vanligt vatten genom elektrolys, medan gasformigt syre också frigörs.

I den presenterade bilden kan du se ett schematiskt diagram över värmeutrustningen som fungerar på väte, som anger alla konstruktionselement (+)

För att värmaren ska fungera måste du först H₂. Detta sker i ett speciellt fack reserverat för att en liknande reaktion kan inträffa. Vätska hälls i behållaren där metallplattorna är nedsänkta.

De levereras med en elektrisk ström av speciellt vald renhet, under vilken påverkan H släpps ut₂ och Åh₂och även som en biprodukt - vattenånga.

Den resulterande blandningen leds genom en speciell anordning - en kemisk separator, med vilken det är möjligt att isolera väte och separera det från andra föroreningar. Den renade gasen tillförs brännaren på vilken ventilen är monterad.

Det hindrar förflyttningen av H₂ till andra sidan, vilket förhindrar en explosion. I detta fall kommer syre och vattenånga genom ett annat system att falla av i en speciell behållare.

Vidare passerar gasformigt väte genom skyddsenheten och kommer in i förbränningskammaren. Här reagerar den med gas i närvaro av en katalysator, till följd av vilken värme alstras, som kommer in i hemvärmesystemet genom en värmeväxlare.

Vattenånga som släpps ut i kammaren genom en speciellt tilldelad kanal återförs till elektrolytbehållaren, varvid återcirkulationsprocessen används.

Effektjustering utförs med specialutrustade kanaler, vars antal kan uppgå till sex.En katalysator finns i var och en av dessa enheter, så att när du slår på den startar värmeprocessen.

Gasströmmen, uppvärmd till en temperatur av 40 ° C, börjar flytta till en värmeväxlare belägen i förbränningskammaren.

Tack vare de separata strukturerna kan kanalerna fungera oberoende av varandra, vilket gör att du bara kan ta med en del av dem.

Processen för att producera väte i modern elektrolysapparat är helt automatiserad. Den enda manuella processen är att fylla systemet med vatten.

Moderna modeller är också utrustade med olika enheter, till exempel vattennivåindikatorer och tryckgivare, vilket gör att de kan arbeta i automatiskt läge och reagera snabbt i oförutsedda situationer.

Komponenter i en väteenhet

Utformningen av ett vätebaserat värmesystem är ganska enkelt.

kittelspelar rollen som en värmeväxlare är det viktigaste elementet där väte produceras.

En vätgaseldad panna kan monteras från tillgängliga element, och för dess drift krävs endast vanligt eller destillerat vatten (+)

Elektrolysator - pannans huvudsakliga del, där en elektrolytisk reaktion inträffar, vilket leder till sönderdelning av vatten i H₂ och Åh₂. Elementet är en behållare fylld med vatten, i vilken metallelektroder är placerade som har maximal strömkonduktivitet.

Ledningar är anslutna till plattorna, genom vilka el matas.

brännaren - en anordning som bidrar till uppvärmningen av kylvätskan i värmesystemet. Beläget i förbränningskammaren levereras en gnista för att antända den.

Brännventil - en speciell del placerad längst upp på enheten. Tack vare denna detalj H₂, stiger upp, lätt övervinner en barriär som är otillgänglig för andra frisatta ämnen och kommer direkt in i brännaren.

I fabriksvättspannor finns en styrenhet. Panelen visar spännings- och strömindikatorer, en effektregulator och spakar för inställning av andra parametrar

rörledning - kommunikation som avgår från enheten och används för att leverera värme till alla husets rum. För koppling värmerör med en diameter på 25-32 mm. Observera den grundläggande regeln när du lägger: diametern för varje efterföljande gren bör vara mindre än den föregående.

Generatorvalskriterier

När du beslutar att köpa en sådan teknik är det viktigt att uppmärksamma följande kriterier.

effekt. För moderna apparater kan värdet på denna indikator variera avsevärt, vilket gör att du kan välja det bästa alternativet för både ett litet hus och en två-, tre våningar.

Den genomsnittliga vattenförbrukningen i moderna modeller av generatoren är inte för stor. Inom 24 timmar kommer driften av enheten att behövas ungefär 5,5 liter, varför 1,2-2 liter bränsle genereras

Antal kretsar. På vätendrivna apparater installeras vanligtvis en värmekrets. I vissa modeller tillhandahålls en ytterligare installation av den andra (uppvärmning) kretsen.

Elförbrukning. Dagens teknik gör det möjligt att uppnå utmärkt värmeeffekt med ett minimum av el. Energiförbrukningen för olika typer av generatorer varierar från 1,2 till 3 kW på 1 timme.

Låg energiförbrukning uppnås på grund av att vätpannan inte fungerar kontinuerligt utan bara för att upprätthålla en viss temperatur i rummet.

Strömkälla. Alla vätgasgeneratorvarianter kan delas in i två stora kategorier: den ena arbetar med gas, den andra från el.

tillverkare. Det är bättre att föredra pålitliga tillverkare (Italien, USA).Du bör vara försiktig med produkter av dålig kvalitet som erbjuds av tvivelaktiga företag till extremt låga priser.

Tips om pannans drift

För att förbättra enhetens funktionalitet är det viktigt att följa de bifogade instruktionerna. Du kan förbättra driften av enheten genom att lägga till ytterligare detaljer (i detta fall måste du strikt följa säkerhetsreglerna).

En flamdetektor monterad på brännaren förbättrar systemsäkerheten. När elden släcker stänger enheten automatiskt av flödet av brännbar gas in i brännaren, vilket förhindrar att den kommer in i rummet

Det är möjligt att montera speciella sensorer i värmeväxlarens inre del, som gör det möjligt att spåra ökningen i vattenvärmningsindikatorer, samt komplettera brännarens design med avstängningsventiler.

Anslut det bara direkt till temperatursensorså att pannan stängs av automatiskt så snart värmen når det inställda värdet.

Det är också användbart att installera en standardiserad kylenhet.

Väteutrustning kan användas inte bara som den enda värmeutrustningen i huset, utan också i kombination med andra värmesystem. Huvudvärmeanläggningarna kan i detta fall arbeta i lågtemperaturläge.

Om man följer driftsstandarderna kommer en vätendriven enhet att fungera i mer än ett dussin år. Även om garantiperioden för sådana enheter är 15 år, kan de i praktiken fungera effektivt i 20-30 år.

Reparation av sådana anordningar kommer inte att vara svårt för en erfaren hantverkare, eftersom kretsschemat för en vätpanna inte skiljer sig från analoger som arbetar med andra typer av bränsle.

Topp 5 fabriksvätgeneratorer

Det första företaget som tillverkade och patenterade en bränslepanna-teknik var ett italienska företag Giacomini. Hon är specialiserad på apparater baserade på miljömetoder för att generera energi: geotermiska pumpar, solpaneler och andra.

H2ydroGEM är en katalytisk förbränningskammare, i varje horn där det finns ett ämne som påskyndar vätgasförbränningsreaktionen. På grund av detta sker processen vid en relativt låg temperatur.

För närvarande tillverkas sådana modeller av amerikanska, kinesiska och europeiska företag, men deras sortiment är inte för stort jämfört med pannor som använder andra typer av bränsle.

De bästa fabriksmodellerna för vätesystem

Bland de mest populära modellerna noterar vi:

1. MegaTank100 - generator som drivs med el från nätet. Den har ett pålitligt flernivåssystem för skydd mot överhettning och kortslutning, vilket garanterar säkert och produktivt arbete. Kostnaden för modellen beror på dess konfiguration.
2. STAR-2000 - en dyr enhet (> 200 000 rubel) har utmärkta tekniska egenskaper. Trots att denna generator förbrukar ett minimum av energi kan den värma ett rum med en yta på 251-300 kvadratmeter.
3. Kingkar - en nätverksstyrd enhet med utmärkta funktionsegenskaper. Kostnaden för modellen är ganska hög - cirka 100 tusen rubel, men den ersätts av ekonomisk energiförbrukning.
4. H2-2 - Italiensk utrustning i klassen "extra" till ett högt pris (cirka 250 000 rubel). tillåter att värma luft i stora utrymmen (från 300 m)³ och högre) med en minimikonsumtion av el.
5. Fri energi - Högkvalitativa enheter till en överkomlig kostnad i intervallet 15-35 tusen rubel (priset beror på ström och andra egenskaper). Utrustad med en styrenhet som automatiserar många processer, en flernivåsensor för spänning och tryckreglering.

Det finns också andra modeller i olika priskategorier.

Hur man gör en panna själv

Värmegeneratorer har en ganska lätt konstruktion. Med en viss skicklighetsnivå kan du montera enheten själv. På grund av vätgasblandningens explosivitet kräver detta arbete extremt ansvar, kunskap om säkerhetsförfaranden och erfarenhet av installation av sådana enheter.

Med den oberoende tillverkningen av anordningen kommer det inte att vara möjligt att bli av med de stora finansiella kostnaderna, eftersom det är bättre att köpa färdiga delar av komponenterna. Hög risk får oss att tänka på fabriksinställningar för vilka tillverkare ger långsiktiga garantier.

Processen för att tillverka en vätekokare med dina egna händer kan delas in i flera steg.

Steg 1 – utförande av ritning och förberedelse av material. Först och främst bör liknande projekt hittas på Internet för att tänka på en fixtur baserad på dem som skulle uppfylla alla villkor och möjligheter.

Det är nödvändigt att noggrant beräkna alla indikatorer, och först av allt, den erforderliga kraften, och också att bestämma vilka material som kommer att användas för tillverkning av pannan. Ferromagnetiska legeringar anses vara det bästa alternativet, men en behållare av rostfritt stål är mycket lämplig.

Även om uppvärmning av en vätegenerator kan ha olika utföranden förblir följande detaljer oförändrade:

• 12-volt strömkälla;
• behållare där strukturen kommer att vara belägen;
• PWM-styrenhet med en effekt på minst 30 A;
• flera rör med olika diametrar tillverkade av rostfritt stål;
• stålplåt;
• bågsåg för metall;
• gasbrännare - Bättre färdig, köpt i butiken.

Steg 2 – tillverkning av elektrolyter. För tillverkning av plattor, som kommer att vara utrustade med en elektrolysator, måste du ta ett stålplåt av medell tjocklek. Med hjälp av sax för metall, en bågsåg eller annat verktyg skärs det i lika remsor i en mängd av 18 eller fler bitar (antalet måste vara jämnt).

Från returlandet är det i var och en av dem nödvändigt att borra hål för bultarna som behövs för att hålla dessa element i elektrolyten fullständigt rörlig.

Vi delar upp alla plattorna i anoder och katoder, beroende på denna delningstrådar är anslutna till dem respektive, överför positiva och negativa laddningar.

Användningen av likström är mer effektiv än användningen av växelström. Det är bäst att använda en PWM-generator som källa.

Steg nummer 3 – cellmontering. Det bästa materialet för att tillverka detta element är rostfritt stål. En robust rektangulär eller fyrkantig konstruktion svetsas av metall, varefter vatten eller en blandning av H hälls i den₂O med en katalysator, såväl som förberedda plattor med anslutna ledningar.

Steg 4 – brännaranslutning. En brännare är monterad i den övre delen av enheten - det är bättre att använda en köpad modell som du kan köpa i en specialaffär.

Steg nummer 5 – installation och anslutning av en separator, vilket är nödvändigt för allokering av vätgas från en blandning.

Sammanfattningsvis läggs ett rör längs vilket H₂ kommer att stiga till brännaren, och även element som tar bort värme och distribuerar det i hela huset är anslutna.

Vilket vatten är bättre - vanligt eller destillerat

En av frågorna som ägare av vätpannor ofta ställer handlar om vattnet som används för att använda enheterna.

Destillerat vatten för driften av vätgaspannan kan köpas i butiker eller inrätta produktionen själv med den enklaste installationen

Enligt experter visar fabriker eller hemmagjorda enheter den bästa prestandan när du arbetar med destillerat vatten, till vilket mycket lite natriumhydroxid tillsätts (för 10 liter H2O - en matsked).

En vätekokare kan dock också fungera framgångsrikt med kranvatten, det viktigaste är att den inte innehåller salter av tungmetaller.

Slutsatser och användbar video om ämnet

I videon nedan ser du en översikt över modellen för en gaspanna som drivs med vätebränsle, producerad av det berömda koreanska företaget DAEWOO.

Väte kallas inte utan anledning framtidens bränsle: denna gas kan bli en nästan obegränsad resurs med billigt miljövänligt bränsle, som kan användas i olika anläggningar.

En vätebränslepanna, tillverkad i fabriken eller på egen hand, kommer att skapa ett autonomt värmesystem. Detta kommer att bidra till att avsevärt minska betalningarna i bostäder och samhällstjänster och beslutar om att upprätthålla en behaglig temperatur i vardagsrum och tvättstugor.

Har du erfarenhet av att använda väte som bränsle? Vill du ställa frågor om ett ämne eller berätta om din uppfinning? Kommentera publikationen, delta i diskussioner och lämna bilder på dina hemlagade produkter. Feedbackblocket finns nedan.