Lò hơi hydro: thiết bị + nguyên tắc hoạt động + tiêu chí lựa chọn

Các nguyên tắc của năng lượng thay thế đang ngày càng thu hút sự chú ý của người tiêu dùng. Trong nhiều khía cạnh, điều này được tạo điều kiện bởi sự gia tăng thuế quan đối với các nhà cung cấp năng lượng truyền thống, cũng như những thất bại định kỳ trong thị trường dịch vụ.

Trong những trường hợp này, nồi hơi đốt nóng hydro được coi là một trong những loại thiết bị hứa hẹn nhất hoạt động trên nhiên liệu tái tạo, đó là khí H₂.

Trước khi quyết định mua một đơn vị như vậy, cần phải làm quen với nguyên tắc hoạt động của nó, để đánh giá các lợi thế và bất lợi của việc sử dụng hydro làm nhiên liệu. Những câu hỏi này đã được chúng tôi nghiên cứu và được mô tả chi tiết trong bài viết.

Ngoài ra, chúng tôi đã xác định các thông số cần được xem xét khi chọn nồi hơi, đưa ra lời khuyên về vận hành và chuẩn bị tổng quan về các máy phát hydro tốt nhất của nhà máy. Người hâm mộ của hướng dẫn tiện dụng tự chế để lắp ráp các đơn vị với bàn tay của riêng bạn.

Tính chất của hydro làm nhiên liệu

Như đã đề cập ở trên, nhiên liệu cho các đơn vị như vậy là hydro, khí nhẹ nhất trong tự nhiên, thiếu màu sắc và mùi. Trong số các ưu điểm của nó có thể được gọi là một lượng nhiệt lớn được giải phóng trong quá trình đốt cháy H₂ (121 MJ / kg, trong khi chỉ có 40 MJ / kg được giải phóng trong quá trình đốt cháy propan).

Trong điều kiện bình thường, hydro cháy ở nhiệt độ + 2000 ° C, nhưng với sự trợ giúp của chất xúc tác, nó có thể giảm xuống + 300 ° C. Điều này cho phép bạn chế tạo nồi hơi từ thép ngân sách, chứ không phải từ kim loại đất hiếm đắt tiền.

Hydrogen không độc hại, đảm bảo an toàn cho việc sử dụng nó trong cuộc sống hàng ngày. Khi chất này được đốt cháy, hơi nước thu được sẽ cải thiện vi khí hậu trong nhà và không cần ống khói.

Khi sử dụng hydro, các quy tắc an toàn phải được tuân thủ nghiêm ngặt: nếu khí được sử dụng không đúng cách hoặc tiếp xúc với ngọn lửa mở, một vụ nổ phá hủy có thể xảy ra

Trong số các nhược điểm là sự bùng nổ của hydro, đặc biệt là khi nó được trộn với không khí hoặc oxy, dẫn đến sự hình thành của khí nổ.

Ưu điểm và nhược điểm của nồi hơi hydro

Điểm mạnh của các thiết bị đó là:

1. Thân thiện với môi trường. Các sản phẩm phân hủy của nước không gây hại cho bầu không khí, chúng hoàn toàn an toàn cho sức khỏe của con người và vật nuôi.
2. Hiệu quả caocó thể đạt 96%. Đây là cao hơn đáng kể so với hiệu quả của diesel, khí đốt tự nhiên hoặc than.
3. Tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên thông qua ứng dụng nguồn năng lượng thay thế.
4. Giá thấp lượng calo nhận được. Có đủ nước và một số điện cho các thiết bị như vậy.

Đồng thời, các thiết bị như vậy có điểm yếu.

Trong số các nhược điểm bao gồm các sắc thái sau:

1. Yêu cầu bảo trì. Đối với mức độ cao nhất có thể của sản xuất H₂, nó là cần thiết để thay thế tấm kim loại mỗi năm. Ngoài việc thay thế các điện cực, một chất xúc tác phải được bổ sung thường xuyên để tạo ra lượng năng lượng theo kế hoạch. Tần suất của thủ tục này phụ thuộc vào công suất, cũng như các tính năng của một mô hình cụ thể.
2. Chi phí cao - Việc lắp đặt nhà máy sẽ có giá không dưới 35-40 nghìn rúp.
3. Nguy cơ nổ với sự gia tăng áp suất chuẩn hóa trong nồi hơi.
4. Thiếu xi lanh hydro - chúng khá hiếm thấy trên bán.
5. Lựa chọn hạn chế. Do các thiết bị sưởi ấm như vậy không quá phổ biến trên thị trường Nga, nên không phải lúc nào cũng có thể nhanh chóng tìm được mẫu phù hợp, cũng như tìm các chuyên gia có thẩm quyền để lắp đặt và sửa chữa thiết bị.
6. Sự cần thiết phải liên lạc. Để thiết bị hoạt động, việc kết nối liên tục với nguồn điện cho phản ứng điện phân, cũng như với nguồn nước, tốc độ dòng chảy phụ thuộc vào công suất của thiết bị là cần thiết.

Cần lưu ý rằng các nhà sản xuất rất chú ý đến các công nghệ mới, cố gắng cải thiện nồi hơi hydro, loại bỏ hoặc giảm thiểu nhược điểm.

Nguyên lý hoạt động của bộ phận sưởi ấm

Do hoạt động của nó, H₂ ở dạng nguyên chất, nó không xảy ra trong tự nhiên, tuy nhiên, khá đơn giản để cô lập nó khỏi nước thông thường bằng cách điện phân, trong khi oxy khí cũng được giải phóng.

Trong hình ảnh được trình bày, bạn có thể thấy một sơ đồ nguyên lý của thiết bị sưởi ấm hoạt động trên hydro, biểu thị tất cả các yếu tố cấu trúc (+)

Để máy sưởi hoạt động, trước tiên bạn cần lấy H₂. Điều này diễn ra trong một khoang đặc biệt dành riêng cho một phản ứng tương tự xảy ra. Chất lỏng được đổ vào thùng chứa nơi các tấm kim loại được ngâm.

Một dòng điện có độ tinh khiết được lựa chọn đặc biệt được cung cấp cho chúng, dưới ảnh hưởng của H được giải phóng₂ và Oh₂và cũng là sản phẩm phụ - hơi nước.

Hỗn hợp thu được được đưa qua một thiết bị đặc biệt - thiết bị tách hóa học, có thể cô lập hydro, tách nó ra khỏi các tạp chất khác. Khí tinh khiết được cung cấp cho đầu đốt mà trên đó van được gắn.

Nó cản trở sự di chuyển của H₂ phía bên kia, ngăn chặn một vụ nổ. Trong trường hợp này, oxy và hơi nước qua một hệ thống khác sẽ rơi vào một thùng chứa đặc biệt.

Hơn nữa, khí hydro đi qua bộ phận bảo vệ và đi vào buồng đốt. Ở đây, nó phản ứng với khí khi có chất xúc tác, do nhiệt được tạo ra, đi vào hệ thống sưởi ấm gia đình thông qua bộ trao đổi nhiệt.

Hơi nước thoát ra trong buồng thông qua một kênh được phân bổ đặc biệt được đưa trở lại bể điện phân, do đó sử dụng quy trình tuần hoàn.

Điều chỉnh công suất được thực hiện bằng các kênh được trang bị đặc biệt, số lượng có thể đạt tới sáu.Một chất xúc tác được chứa bên trong mỗi thiết bị này, để khi bạn bật nó, quá trình sinh nhiệt bắt đầu.

Dòng khí, được làm nóng đến nhiệt độ 40 ° C, bắt đầu di chuyển đến một bộ trao đổi nhiệt nằm trong buồng đốt.

Nhờ các cấu trúc riêng biệt, các kênh có thể hoạt động độc lập với nhau, cho phép bạn chỉ bao gồm một phần của chúng.

Quá trình sản xuất hydro trong thiết bị điện phân hiện đại hoàn toàn tự động. Quy trình thủ công duy nhất là đổ đầy nước vào hệ thống.

Các mô hình hiện đại cũng được trang bị nhiều thiết bị khác nhau, ví dụ như các chỉ báo mực nước và cảm biến áp suất, cho phép chúng hoạt động ở chế độ tự động và phản ứng khẩn cấp trong các tình huống không lường trước.

Các thành phần của một đơn vị hydro

Thiết kế của một hệ thống sưởi dựa trên hydro khá đơn giản.

Nồi hơiđóng vai trò của một bộ trao đổi nhiệt là yếu tố chính nơi sản xuất hydro.

Một lò hơi đốt hydro có thể được lắp ráp từ các yếu tố có sẵn, và đối với hoạt động của nó, chỉ cần nước thông thường hoặc nước cất (+)

Máy điện phân - phần hoạt động chính của lò hơi, nơi xảy ra phản ứng điện phân, dẫn đến sự phân hủy nước thành H₂ và Oh₂. Phần tử là một bể chứa đầy nước, trong đó các điện cực kim loại được đặt có độ dẫn dòng tối đa.

Dây được nối với các tấm, qua đó cung cấp điện.

Đầu đốt - một thiết bị góp phần làm nóng chất làm mát trong hệ thống sưởi. Nằm trong buồng đốt, một tia lửa được cung cấp để đốt cháy nó.

Van đốt - một phần đặc biệt nằm ở trên cùng của thiết bị. Nhờ chi tiết này₂, vươn lên, dễ dàng vượt qua một rào cản không thể tiếp cận với các chất được giải phóng khác và xâm nhập trực tiếp vào đầu đốt.

Trong các lò hơi hydro nhà máy, một đơn vị điều khiển được cung cấp. Bảng điều khiển hiển thị các chỉ số điện áp và hiện tại, bộ điều chỉnh công suất và đòn bẩy để thiết lập các thông số khác

Đường ống - thông tin liên lạc khởi hành từ đơn vị và được sử dụng để cung cấp nhiệt cho tất cả các phòng trong nhà. Để sử dụng buộc ống sưởi ấm với đường kính 25-32 mm. Khi đặt, tuân thủ quy tắc cơ bản: đường kính của mỗi nhánh tiếp theo phải nhỏ hơn nhánh trước.

Tiêu chí lựa chọn máy phát điện

Khi quyết định mua một kỹ thuật như vậy, điều quan trọng là phải chú ý đến các tiêu chí sau.

Sức mạnh. Đối với các thiết bị hiện đại, giá trị của chỉ báo này có thể thay đổi đáng kể, cho phép bạn chọn tùy chọn tốt nhất cho cả ngôi nhà nhỏ và tòa nhà hai, ba tầng.

Lượng nước tiêu thụ trung bình trong các mô hình hiện đại của máy phát điện không quá lớn. Trong vòng 24 giờ, đối với hoạt động của thiết bị, sẽ cần khoảng 5,5 lít, do đó tạo ra 1,2-2 lít nhiên liệu

Số lượng mạch. Trên các thiết bị chạy bằng hydro, mạch sưởi thường được lắp đặt. Trong một số mô hình, một cài đặt bổ sung của mạch thứ hai (sưởi ấm) cũng được cung cấp.

Tiêu thụ điện. Công nghệ ngày nay làm cho nó có thể đạt được sản lượng nhiệt tuyệt vời bằng cách sử dụng tối thiểu điện. Mức tiêu thụ năng lượng của các loại máy phát điện khác nhau dao động từ 1,2 đến 3 kW trong 1 giờ.

Tiêu thụ điện năng thấp đạt được do nồi hơi hydro không hoạt động liên tục, mà chỉ để duy trì nhiệt độ nhất định trong phòng.

Nguồn điện. Tất cả các loại máy phát điện hydro có thể được chia thành hai loại lớn: một loại hoạt động từ khí đốt, loại khác từ điện.

Nhà sản xuất. Nó là tốt hơn để thích các nhà sản xuất đáng tin cậy (Ý, Mỹ).Bạn nên cảnh giác với các sản phẩm chất lượng kém được cung cấp bởi các doanh nghiệp đáng ngờ với giá cực thấp.

Mẹo vận hành nồi hơi

Để cải thiện chức năng của thiết bị, điều quan trọng là phải tuân thủ các hướng dẫn đính kèm. Bạn có thể cải thiện hoạt động của thiết bị bằng cách thêm các chi tiết bổ sung (trong trường hợp này, bạn phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy tắc an toàn).

Một đầu báo lửa được gắn trên đầu đốt giúp tăng cường an toàn hệ thống. Khi đám cháy dập tắt, thiết bị sẽ tự động tắt dòng khí cháy vào đầu đốt, từ đó ngăn không cho nó vào phòng

Có thể gắn các cảm biến đặc biệt vào phần bên trong của bộ trao đổi nhiệt, cho phép theo dõi sự gia tăng các chỉ số làm nóng nước, cũng như bổ sung thiết kế đầu đốt bằng van ngắt.

Chỉ cần kết nối trực tiếp với cảm biến nhiệt độđể nồi hơi tự động tắt ngay khi gia nhiệt đạt đến giá trị đặt.

Nó cũng hữu ích để cài đặt một thiết bị làm mát nồi hơi tiêu chuẩn.

Các thiết bị hydro có thể được sử dụng không chỉ là thiết bị sưởi ấm duy nhất trong nhà, mà còn kết hợp với các hệ thống sưởi ấm khác. Các nhà máy nhiệt chính trong trường hợp này có thể hoạt động ở chế độ nhiệt độ thấp.

Trong trường hợp tuân thủ các tiêu chuẩn vận hành, một đơn vị chạy bằng hydro sẽ phục vụ trong hơn một chục năm. Mặc dù thời gian bảo hành cho các thiết bị như vậy là 15 năm, nhưng trên thực tế chúng có thể hoạt động hiệu quả trong 20-30 năm.

Việc sửa chữa các thiết bị như vậy sẽ không khó đối với một thợ thủ công có kinh nghiệm, vì sơ đồ mạch của nồi hơi hydro không quá khác biệt so với các chất tương tự hoạt động trên các loại nhiên liệu khác.

Top 5 nhà máy tạo hydro

Công ty đầu tiên sản xuất và cấp bằng sáng chế công nghệ nồi hơi nhiên liệu hydro là một công ty Ý Giacomini. Cô ấy chuyên về các thiết bị dựa trên các phương pháp tạo ra năng lượng môi trường: máy bơm địa nhiệt, tấm pin mặt trời và các thiết bị khác.

H2ydroGEM là buồng đốt xúc tác, trong mỗi sừng có một chất làm tăng tốc phản ứng đốt cháy hydro. Do đó, quá trình xảy ra ở nhiệt độ tương đối thấp.

Hiện tại, các mô hình như vậy được sản xuất bởi các công ty Mỹ, Trung Quốc, châu Âu, nhưng phạm vi của chúng không quá rộng so với nồi hơi hoạt động trên các loại nhiên liệu khác.

Các mô hình nhà máy tốt nhất của các hệ thống hydro

Trong số các mô hình phổ biến nhất, chúng tôi lưu ý:

1. MegaTank100 - máy phát điện chạy bằng điện từ mạng. Nó có một hệ thống bảo vệ đa cấp đáng tin cậy chống quá nhiệt và ngắn mạch, đảm bảo công việc an toàn và hiệu quả. Chi phí của mô hình phụ thuộc vào cấu hình của nó.
2. SAO-2000 - một đơn vị đắt tiền (> 200.000 rúp) có đặc tính kỹ thuật tuyệt vời. Mặc dù thực tế là máy phát điện này tiêu thụ tối thiểu năng lượng, nhưng nó có thể sưởi ấm một căn phòng có diện tích từ 251-300 mét vuông.
3. Vua - một thiết bị hoạt động mạng có đặc tính làm việc tuyệt vời. Chi phí của mô hình khá cao - khoảng 100 nghìn rúp, nhưng nó được hoàn trả bằng mức tiêu thụ năng lượng kinh tế.
4. H2-2 - Thiết bị của Ý thuộc hạng "phụ" với giá cao (khoảng 250.000 rúp). cho phép làm nóng không khí trong không gian rộng lớn (từ 300 m³ và ở trên) với mức tiêu thụ điện tối thiểu.
5. Năng lượng miễn phí - các thiết bị chất lượng cao với chi phí phải chăng trong khoảng 15 - 35 nghìn rúp (giá phụ thuộc vào công suất và các đặc điểm khác). Được trang bị một bộ điều khiển tự động hóa nhiều quá trình, một cảm biến đa cấp để điều chỉnh điện áp và áp suất.

Ngoài ra còn có các mô hình khác trong các loại giá khác nhau.

Cách tự làm nồi hơi

Máy phát điện sưởi ấm có cấu trúc khá nhẹ. Với một mức độ kỹ năng nhất định, bạn có thể tự lắp ráp thiết bị. Đồng thời, do sự bùng nổ của hỗn hợp hydro, công việc như vậy đòi hỏi trách nhiệm cao, kiến ​​thức về các quy trình an toàn và kinh nghiệm trong việc cài đặt các thiết bị đó.

Với việc sản xuất độc lập thiết bị, sẽ không thể loại bỏ các chi phí tài chính đáng kể, vì tốt hơn là mua các bộ phận làm sẵn của các bộ phận. Rủi ro cao khiến chúng ta phải suy nghĩ về các thiết lập của nhà máy mà các nhà sản xuất đưa ra các đảm bảo dài hạn.

Quá trình tạo ra một nồi hơi hydro bằng tay của chính bạn có thể được chia thành nhiều giai đoạn.

Bước # 1 – thực hiện bản vẽ và chuẩn bị vật liệu. Trước hết, các dự án tương tự nên được tìm thấy trên Internet để nghĩ ra một trận đấu dựa trên chúng sẽ đáp ứng tất cả các điều kiện và khả năng.

Cần phải tính toán chính xác tất cả các chỉ số, và trước hết, công suất cần thiết, và cũng để quyết định các vật liệu sẽ được sử dụng để sản xuất lò hơi. Hợp kim sắt từ được coi là lựa chọn tốt nhất, nhưng một hộp chứa bằng thép không gỉ là khá phù hợp.

Mặc dù làm nóng máy phát hydro có thể có các thiết kế khác nhau, các chi tiết sau vẫn không thay đổi:

• Nguồn điện 12 volt;
• hồ chứa nơi cấu trúc sẽ được đặt;
• Bộ điều khiển PWM có công suất tối thiểu 30 A;
• một số ống có đường kính khác nhau làm bằng thép không gỉ;
• thép tấm;
• cưa sắt cho kim loại;
• đầu đốt gas - Hoàn thiện tốt hơn, mua tại cửa hàng.

Bước 2 – làm chất điện giải. Để sản xuất các tấm, sẽ được trang bị một máy điện phân, bạn cần phải lấy một tấm thép có độ dày trung bình. Sử dụng kéo cho kim loại, cưa sắt hoặc công cụ khác, nó được cắt thành các dải bằng nhau với số lượng từ 18 miếng trở lên (số phải là số chẵn).

Từ nước trở về, trong mỗi người trong số họ cần phải khoan lỗ cho các bu lông cần thiết để giữ các phần tử này trong chất điện phân hoàn toàn bất động.

Chúng tôi chia tất cả các tấm thành cực dương và cực âm, tùy thuộc vào dây phân chia này được kết nối với chúng, tương ứng, truyền các điện tích dương và âm.

Việc sử dụng dòng điện trực tiếp có hiệu quả hơn so với việc sử dụng dòng điện xoay chiều. Tốt nhất là sử dụng một trình tạo kiểu PWM làm nguồn.

Bước số 3 – lắp ráp tế bào. Vật liệu tốt nhất để làm yếu tố này là thép không gỉ. Một cấu trúc hình chữ nhật hoặc hình vuông mạnh mẽ được hàn từ kim loại, sau đó nước hoặc hỗn hợp H được đổ vào nó₂O với một chất xúc tác, cũng như các tấm được chuẩn bị với hệ thống dây kết nối.

Bước 4 – kết nối đầu đốt. Một ổ ghi được gắn ở phần trên của thiết bị - tốt hơn là sử dụng kiểu máy đã mua, bạn có thể mua tại cửa hàng chuyên dụng.

Bước số 5 – lắp đặt và kết nối thiết bị phân tách, cần thiết cho việc phân bổ khí hydro từ hỗn hợp.

Tóm lại, một đường ống được đặt dọc theo đó H₂ sẽ tăng lên đầu đốt, và các yếu tố loại bỏ nhiệt và phân phối nó khắp nhà được kết nối.

Nước nào tốt hơn - thông thường hay chưng cất

Một trong những câu hỏi mà chủ sở hữu nồi hơi hydro thường hỏi là về nước được sử dụng để vận hành các thiết bị.

Có thể mua nước cất cho hoạt động của nồi hơi hydro trong các cửa hàng hoặc tự thiết lập sản xuất, sử dụng cách lắp đặt đơn giản nhất

Theo các chuyên gia, các nhà máy hoặc thiết bị sản xuất tại nhà cho thấy hiệu suất tốt nhất khi làm việc với nước cất, được bổ sung rất ít natri hydroxit (cho 10 lít H2O - một muỗng canh).

Tuy nhiên, nồi hơi hydro cũng có thể hoạt động thành công với nước máy, điều chính là nó không chứa muối của kim loại nặng.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Trong video dưới đây, bạn sẽ thấy một cái nhìn tổng quan về mô hình nồi hơi đốt chạy bằng nhiên liệu hydro, được sản xuất bởi công ty nổi tiếng của Hàn Quốc DAEWOO.

Hydrogen không phải là không có lý do gọi là nhiên liệu của tương lai: khí này có thể trở thành một nguồn nhiên liệu thân thiện với môi trường giá rẻ gần như không giới hạn, có thể được sử dụng trong các nhà máy khác nhau.

Một nồi hơi nhiên liệu hydro, được sản xuất tại nhà máy hoặc tự nó, sẽ tạo ra một hệ thống sưởi ấm tự trị. Điều này sẽ giúp giảm đáng kể các khoản thanh toán trong các dịch vụ nhà ở và xã, và sẽ giải quyết vấn đề duy trì nhiệt độ thoải mái trong phòng khách và phòng tiện ích.

Có kinh nghiệm sử dụng hydro làm nhiên liệu? Bạn muốn đặt câu hỏi về một chủ đề hoặc nói về phát minh của bạn? Hãy bình luận về các ấn phẩm, tham gia các cuộc thảo luận và để lại hình ảnh của các sản phẩm tự chế của bạn. Khối phản hồi được đặt bên dưới.