Electrolizor de bricolaj pentru saturarea apei cu hidrogen. Cum să faci un generator de hidrogen cu propriile mâini? Electrolizor pentru o mașină: tipuri de catalizatori
Esența acestui tip de încălzire este reacția chimică de electroliză, în care apa este împărțită în molecule de hidrogen și oxigen. Ca rezultat, se formează gazul lui Brown sau, așa cum este numit și gazul detonant. În timpul acestei reacții chimice, se eliberează căldură, care este folosită pentru încălzire. Prin reglarea puterii cazanului se poate atinge valoarea cerută regim de temperatură in camera pe care o incalzesti.
Pentru ca încălzirea cu hidrogen să funcționeze, sunt necesare următoarele condiții:
- Curgerea liberă a apei. De regulă, se folosește apă de la robinet, dar se poate folosi și apă distilată. Volumul de lichid necesar depinde direct de puterea cazanului.
- Disponibilitatea energiei electrice. Electricitatea este necesară pentru ca procesul de electroliză să aibă loc.
Acest dispozitiv este considerat cel mai ecologic dintre toate metodele de încălzire, deoarece se eliberează abur în timpul funcționării, ceea ce nu dăunează mediului. Iar pentru a lucra, ai nevoie doar de electricitate, iar pentru a reduce costurile, se poate lucra din energie solară, adică să atragă energie prin panouri solare.
Avantajele și dezavantajele încălzirii cu hidrogen
Consum redus de energie electrică Defecte:
Schema de instalare de casă
Nu există o diagramă clară a dispozitivului, deoarece poate varia în funcție de configurația cu diferiți senzori.
Cu toate acestea, putem evidenția o listă cu componentele minime necesare ale acestui dispozitiv:
Și totul funcționează în felul următor: un lichid special intră într-un electrolizor, în care gazul este produs prin scindarea lichidului sub influența unui curent electric. După ardere, se formează apă, care este returnată în sistem. Containerul este realizat din oțel înalt aliat, utilizarea acestui material se datorează fiabilității sale.
Există o nevoie tehnologică de instalare supapa de siguranta pentru a elibera excesul de presiune din sistem. Hidrogenul generat intră apoi în camera de ardere. După ce a intrat într-o reacție termică cu O2, gazul produce căldură, care curge prin radiator în sistemul de încălzire al camerei.
Și lichidul care s-a format în cameră curge printr-un tub special într-un vas cu un electrolit, datorită căruia are loc autoaprinderea prin recirculare. De asemenea, la acest circuit se adaugă elemente de protecție sistem automat pentru siguranta in exploatare. Cum ar fi senzori de control al nivelului apei, senzori de temperatură, supape de bypass, senzori de control al presiunii din sistem.
Instrucțiuni pentru realizarea unui cazan cu hidrogen
Pentru a face un cazan cu hidrogen cu propriile noastre mâini, avem nevoie de un generator de hidrogen.
Cazan pe hidrogen de casă
Pentru a face acest lucru, aveți nevoie de următorul instrument:
- Tablă, oțel inoxidabil înalt aliat.
- Supapă de reținere.
- Șurub - 2 bucăți, dimensiunea 6 pe 150, piulițe și șaibe.
- Filtru pentru purificarea lichidelor.
- Furtun sau tub transparent cu diametrul de 8 mm.
- Un recipient care se închide ermetic. Puteți folosi un recipient de plastic pentru depozitarea alimentelor, luați volumul 1,5 litri.
- Racord pentru furtun cu diametrul de 8 mm.
- Instrument de sculptat metal, potrivit polizor pentru sculptură cu disc de tăiere.
Să aruncăm o privire mai atentă la exact ce material trebuie folosit pentru a face un cazan de casă. Se recomandă să luați oțel 03*16N1, dimensiunea de aproximativ 0,6 pe 0,6 metri, grosime de 2 mm - acest lucru va fi suficient. Vă rugăm să rețineți că este necesar să folosiți oțel inoxidabil, deoarece metalul va intra în contact cu lichid, și anume alcali. Iar mediul alcalin este cel mai agresiv.
Tablă de oțel inoxidabil
În continuare, vom analiza procesul de asamblare pas cu pas. Luați o foaie de oțel, așezați-o pe o suprafață plană și folosiți cretă pentru a face marcaje, trebuie să obținem 16 dreptunghiuri ca rezultat final. Tăiați-le folosind o râșniță, faceți un colț din fiecare placă teșit, acest lucru este necesar pentru atașarea arzătorului nostru.
Pe cealaltă parte a plăcii noastre, găuriți un orificiu tehnic pentru înșurubarea șuruburilor. Deoarece facem un electrolizor „umed”, le găurim doar pe o parte, acordați atenție faptului că dispozitivul nostru este cel mai eficient și mai simplu de implementat.
În cazul nostru, fiecare placă este complet scufundată în soluție și, ca urmare, întreaga lor zonă participă la reacția chimică. Apoi asamblați structura de pe placă și șurub. Pentru a face acest lucru, puneți prima placă pe șurub și strângeți-o cu o șaibă pe fiecare parte, desfaceți a doua placă astfel încât marginea tăiată să fie aproape de șurub și fixați-o deasupra primei plăci.
Pentru a evita atingerea lor, puneți câte o bucată de plastic între fiecare dintre ele. Și apoi, asamblați întreaga structură în același mod. Apoi trebuie să facem găuri în recipient suficient de mari pentru a găzdui șurubul. Introduceți structura finalizată în recipient și fixați-o. Folosiți garnituri pentru etanșeitate.
Electrolizor gata
Faceți o gaură în capac și atașați un tub de oxigen cu un fiting la acesta, utilizați silicon pentru a etanșa conexiunile. Pentru a verifica cât de strâns este, suflați în tub, dacă se obține etanșeitatea, treceți la pasul următor. Faceți o a doua gaură în care va fi turnată apă.
După ce totul este asamblat, efectuați un test de pornire, conectați orice sursă la acesta, închideți dispozitivul, umpleți-l cu lichid, coborâți celălalt capăt într-un borcan cu lichid pentru a vedea bulele. Dacă creșteți tensiunea, numărul de bule ar trebui să crească.
Să începem să facem centrala în sine:
Vă invităm să vizionați un videoclip despre încălzirea unei case cu hidrogen:
Chiar și omul de știință medieval Paracelsus, în timpul unuia dintre experimentele sale, a observat că atunci când acidul sulfuric intră în contact cu ferrum, se formează bule de aer. De fapt, era hidrogen (dar nu aer, așa cum credea omul de știință) - un gaz ușor, incolor și inodor, care în anumite condiții devine exploziv.
La ora actualăÎncălzire cu hidrogen DIY - un lucru foarte comun. Într-adevăr, hidrogenul poate fi produs în cantități aproape nelimitate, principalul lucru este că există apă și electricitate.
Această metodă de încălzire a fost dezvoltată de una dintre companiile italiene. Un cazan pe hidrogen funcționează fără a genera deșeuri nocive, motiv pentru care este considerat cel mai ecologic și mai silentios mod de a încălzi o locuință. Inovația dezvoltării constă în faptul că oamenii de știință au reușit să realizeze arderea hidrogenului la o temperatură relativ scăzută (aproximativ 300 °C), iar acest lucru a făcut posibilă producerea similară. cazane de incalzire din materiale tradiționale.
Când funcționează, centrala emite doar abur inofensiv, iar singurul lucru care necesită costuri este electricitatea. Și dacă combinați acest lucru cu panouri solare (sistem solar), atunci aceste costuri pot fi complet reduse la zero.
Fiţi atenți! Cazanele cu hidrogen sunt adesea folosite pentru a încălzi sistemele de încălzire prin pardoseală, care pot fi instalate cu ușurință cu propriile mâini.
Cum se întâmplă totul? Oxigenul reacționează cu hidrogenul și, așa cum ne amintim de la lecțiile de chimie de la gimnaziu, formează molecule de apă. Reacția este provocată de catalizatori, ca urmare, se eliberează energie termică, încălzind apa la aproximativ 40ᵒC - temperatura ideală pentru o „pardoseală caldă”.
Reglarea puterii cazanului vă permite să atingeți o anumită temperatură necesară pentru încălzirea unei încăperi dintr-o zonă dată. De asemenea, merită remarcat faptul că astfel de cazane sunt considerate modulare, deoarece constau din mai multe canale independente unele de altele. În fiecare dintre canale se află catalizatorul menționat mai sus, ca urmare, lichidul de răcire intră în schimbătorul de căldură, care a atins deja valoarea necesară de 40ᵒC.
Fiţi atenți! O caracteristică a unui astfel de echipament este că fiecare canal este capabil să producă o temperatură diferită. Astfel, una dintre ele poate fi efectuată pentru " podea caldă„, a doua la camera alăturată, a treia la tavan etc.
Principalele avantaje ale încălzirii cu hidrogen
Această metodă de încălzire a unei case are mai multe avantaje semnificative, care sunt responsabile pentru popularitatea tot mai mare a sistemului.
- Eficiență impresionantă, ajungând adesea la 96%.
- Prietenia mediului. Singurul produs secundar, eliberați în atmosferă sunt vapori de apă, care în principiu nu sunt capabili să dăuneze mediului.
- Încălzirea cu hidrogen înlocuiește treptat sistemele tradiționale, eliberând oamenii de nevoia de a extrage resurse naturale - petrol, gaze, cărbune.
- Hidrogenul acționează fără foc; energia termică este generată printr-o reacție catalitică.
Este posibil să faci singur încălzirea cu hidrogen?
În principiu, acest lucru este posibil. Element principal sisteme - boiler - pot fi create pe baza generator NNO, adică un electrolizor convențional. Cu toții ne amintim de experimentele școlare când puneam fire goale conectate la o priză folosind un redresor într-un recipient cu apă. Deci, pentru a construi un cazan va trebui să repetați acest experiment, dar la scară mai mare.
Fiţi atenți! Un cazan cu hidrogen este folosit cu o „podeuală caldă”, așa cum am discutat deja. Dar amenajarea unui astfel de sistem este un subiect pentru un alt articol, așa că ne vom baza pe faptul că „podeaua caldă” este deja instalată și gata de utilizare.
Construcția unui arzător cu hidrogen
Să începem să creăm un arzător de apă. În mod tradițional, vom începe cu pregătirea instrumentele necesare si materiale.
Ce se va cere la locul de muncă
- Tablă de oțel inoxidabil.
- Supapă de reținere.
- Două șuruburi 6x150, piulițe și șaibe pentru ele.
- Filtru de trecere (de la o mașină de spălat).
- Tub transparent. Un nivel de apă este ideal pentru aceasta - în magazinele de materiale de construcție se vinde cu 350 de ruble la 10 m.
- Recipient alimentar sigilat din plastic cu o capacitate de 1,5 litri. Cost aproximativ: 150 de ruble.
- Fitinguri de tip ø8 mm (acestea sunt perfecte pentru un furtun).
- Polizor pentru taierea metalelor.
Acum să ne dăm seama ce fel de oțel inoxidabil să folosim. În mod ideal, pentru aceasta ar trebui să luați oțel 03Х16Н1. Dar cumpărarea unei foi întregi de „oțel inoxidabil” este uneori foarte costisitoare, deoarece un produs de 2 mm grosime costă mai mult de 5.500 de ruble și, în plus, trebuie livrat cumva. Prin urmare, dacă aveți o bucată mică de astfel de oțel pe undeva (0,5 x 0,5 m este suficient), atunci vă puteți descurca cu ea.
Vom folosi oțel inoxidabil, deoarece oțelul obișnuit, după cum știți, începe să ruginească în apă. Mai mult, în designul nostru intenționăm să folosim alcali în loc de apă, adică mediul este mai mult decât agresiv, iar oțelul obișnuit nu va dura mult timp sub influența curentului electric.
Video - Generator de gaz maro model cu celulă simplă din 16 plăci din oțel inoxidabil
Instructiuni de fabricatie
Prima etapă.
Pentru a începe, luați o foaie de oțel și puneți-o pe o suprafață plană. Dintr-o foaie de dimensiunile indicate mai sus (0,5x0,5 m) ar trebui să obțineți 16 dreptunghiuri pentru viitorul arzător cu hidrogen, tăiați-le cu o râșniță.
Fiţi atenți! Am tăiat unul dintre cele patru colțuri ale fiecărei farfurii. Acest lucru este necesar pentru a conecta plăcile în viitor. Etapa a doua. CU plăci, găuri pentru șurub. Dacă am plănui să facem un electrolizor „uscat”, am face găuri de jos, dar în în acest caz, nu este nevoie să faci asta. Faptul este că designul „uscat” este mult mai complicat și suprafata utila farfurii din el nu ar fi folosite 100%. Vom face un electrolizor „umed” - plăcile vor fi complet scufundate în electrolit și întreaga lor zonă va participa la reacție.
A treia etapă.
Principiul de funcționare al arzătorului descris se bazează pe următoarele: un curent electric care trece prin plăci scufundate în electrolit va determina descompunerea apei (ar trebui să facă parte din electrolit) în oxigen (O) și hidrogen (H).
Prin urmare, trebuie să avem două plăci în același timp - catodul și anodul.
Pe măsură ce aria acestor plăci crește, volumul de gaz crește, așa că în acest caz folosim opt bucăți pe catod și, respectiv, anod.
Fiţi atenți! Arzătorul pe care îl luăm în considerare este un design paralel, care, sincer, nu este cel mai eficient. Dar este mai ușor de implementat.
Etapa a patra.
În continuare, trebuie să instalăm plăcile într-un recipient de plastic, astfel încât să alterneze: plus, minus, plus, minus etc. Pentru izolarea plăcilor, folosim bucăți de tub transparent (am cumpărat un întreg 10 m din el, deci acolo este o aprovizionare).
Tăiem inele mici din tub, le tăiem și obținem benzi de aproximativ 1 mm grosime. Aceasta este distanța ideală pentru ca hidrogenul să fie generat eficient în structură.
Etapa a cincea. Atașăm plăcile între ele folosind șaibe. O facem în felul următor: punem o șaibă pe șurub, apoi o placă, după ea trei șaibe, o altă placă, din nou trei șaibe etc. Atârnăm opt bucăți pe catod, opt pe anod. Fiţi atenți! Acest lucru trebuie făcut în oglindă, adică rotim anodul cu 180ᵒ. Deci, „plusul” va intra în golurile dintre plăcile „minus”.
A șaptea etapă.
La finalizarea asamblarii, testăm generatorul finit. Pentru a face acest lucru, conectați orice sursă la aceasta, umpleți recipientul cu apă și închideți capacul. Apoi, punem un furtun pe fiting și îl coborâm într-un recipient cu apă (pentru a vedea bulele de aer). Dacă sursa nu este suficient de puternică, atunci nu vor fi în rezervor, dar vor apărea cu siguranță în electrolizor.
În continuare, trebuie să creștem intensitatea ieșirii de gaz prin creșterea tensiunii în electrolit. Este demn de remarcat aici că apa în formă pură nu este un conductor - curent trece prin ea datorită impurităților și sării prezente în ea. Vom dilua puțină alcali în apă (de exemplu, hidroxidul de sodiu este excelent - este vândut în magazine sub formă de agent de curățare „Mole”).
Fiţi atenți! În această etapă, trebuie să evaluăm în mod adecvat capacitățile sursei de alimentare, așa că înainte de a injecta alcalii, conectăm un ampermetru la electrolizor - astfel putem monitoriza creșterea curentului.
Video - Încălzire cu hidrogen. Baterii cu celule cu hidrogen
În continuare, să vorbim despre alte componente ale arzătorului cu hidrogen - filtrul pentru mașina de spălat și supapa. Ambele sunt pentru protecție. Supapa nu va permite hidrogenului aprins să pătrundă înapoi în structură și să explodeze gazul acumulat sub capacul electrolizatorului (chiar dacă există doar puțin din el). Dacă nu instalăm supapa, recipientul va fi deteriorat și alcaliul se va scurge.
Va fi necesar un filtru pentru a face o etanșare cu apă, care va acționa ca o barieră de prevenire a exploziei. Meșterii care sunt familiarizați direct cu designul unui arzător cu hidrogen de casă numesc această supapă „bulbulator”. Într-adevăr, în esență creează doar bule de aer în apă. Pentru arzătorul în sine folosim același furtun transparent. Gata, arzatorul cu hidrogen este gata!
Tot ce rămâne este să-l conectați la intrarea sistemului „pardoseală caldă”, să sigilați conexiunea și să începeți operarea directă.
Ca o concluzie. Alternativă
O alternativă, deși foarte controversată, este gazul lui Brown, un compus chimic care constă dintr-un atom de oxigen și doi atomi de hidrogen. Arderea unui astfel de gaz este însoțită de formarea energiei termice (mai mult, de patru ori mai puternică decât în designul descris mai sus). Electrolizoarele sunt folosite și pentru a încălzi o casă cu gaz maro, deoarece această metodă de producere a căldurii se bazează tot pe electroliză. Se creează cazane speciale în care, sub influența curentului alternativ, molecule elemente chimice
Video – Gaz maro îmbogățit
Este foarte posibil ca resursele energetice inovatoare, ale căror rezerve sunt aproape nelimitate, să le înlocuiască în curând pe cele neregenerabile. resurse naturale, eliberându-ne de nevoia de minerit permanent. Acest curs de evenimente va avea un impact pozitiv nu numai asupra mediului, ci și asupra ecologiei planetei în ansamblu.
Citiți și articolul nostru - încălzire cu abur de tip „do-it-yourself”.
Video - Încălzire cu hidrogen
Este dificil să găsești o persoană care nu s-ar strădui să reducă costurile de operare a sistemelor moderne de încălzire. În acest scop, sunt utilizate pe scară largă diverse tipuri de dispozitive economice cu rate ridicate de transfer de căldură, precum și sisteme de conducte fiabile. Ca categorie alternativă de purtător de energie, mulți iau în considerare încălzirea eficientă a locuinței cu hidrogen cu propriile mâini. Din ce în ce mai mulți consumatori iau în considerare varianta instalării unui generator de hidrogen pentru încălzirea unei locuințe private.
Ce este un generator de hidrogen?
Aceasta este o alternativă ideală la încălzirea cu gaz natural convențional, deoarece temperatura medie poate ajunge la 3000 de grade. Pentru a face acest lucru, trebuie să instalați un arzător special de încălzire alimentat cu hidrogen, care poate rezista cu ușurință la o temperatură atât de ridicată.
Un generator standard de hidrogen este format din anumite elemente. În primul rând, acesta este cel mai eficient generator alimentat cu hidrogen. Prelucrează amestecul prin descompunerea apei obișnuite în anumite componente. Pentru a optimiza acest proces, catalizatorii sunt adesea folosiți. Există, de asemenea, o conductă de arzător care duce de la generator - acestea sunt necesare pentru a crea un foc deschis. Este important să aveți un cazan, care joacă rolul unui dispozitiv de schimb de căldură în proiectare. Arzătorul este amplasat în cuptor și prin acesta se încălzește lichidul de răcire principal din sistem.
Când ar trebui să instalați un generator de hidrogen?
Pentru fiecare consumator, calitățile de performanță și proprietățile speciale ale unui dispozitiv de încălzire modern sunt de mare importanță. Instalațiile din fabrică, precum și toate tipurile de cazane de încălzire pe hidrogen de bricolaj, diferă unele de altele în ceea ce privește eficiența.
Există câteva alte scheme de încredere care vă ajută să asamblați și să instalați singur echipamentele în mod eficient. Pentru a vă asigura că puterea totală calculată nu diferă foarte mult de cea reală, astfel încât indicatorul de eficiență să nu fie redus, organizarea încălzirii cu hidrogen de înaltă calitate ar trebui să se facă prin utilizarea de cazane de încredere, precum și strict fabricate din fabrică. generatoare.
Merită să instalați un generator dacă obiectivele asociate cu economii semnificative sunt atinse. Dispozitivele moderne de încălzire de acest tip sunt capabile să ofere următoarele avantaje:
Profesioniștii știu bine că în timpul funcționării unui generator de hidrogen destinat încălzirii, gazul produs în astfel de echipamente poate fi clasificat ca exploziv. Se distinge prin absența completă miros neplăcut si culori. Gazul este complet inofensiv; prezența lui nu poate fi detectată nici cu dispozitive speciale.
Important! Gazul tinde să se aprindă la o temperatură de 540 de grade, ceea ce îl caracterizează ca fiind exploziv. Din acest motiv, toate astfel de instalații trebuie verificate cu atenție pentru a asigura corectitudinea lucrărilor efectuate.
Dacă generatorul este achiziționat gata făcut, ar trebui să vă întrebați despre prezența unui cazan sau a unui dispozitiv special de schimb de căldură. Trebuie proiectat pentru influența temperaturilor ridicate.
Numărul mare de avantaje inerente cazanelor și generatoarelor de încălzire cu hidrogen va contribui la creșterea concurenței cu toate sistemele tradiționale de încălzire. Mulți proprietari de case private sunt atrași de costul scăzut al echipamentelor, precum și de performanța ridicată.
Generator de hidrogen - instrucțiuni de instalare pas cu pas
Pentru bază principală Funcționarea încălzirii moderne cu hidrogen se bazează pe metoda de eliberare a unui volum suficient de mare de energie termică de înaltă calitate. Acest lucru se realizează prin interacțiunea moleculelor de oxigen și hidrogen. Pentru utilizarea cât mai practică a dispozitivului, au fost dezvoltate inițial versiuni industriale speciale ale cazanelor de încălzire de înaltă calitate și fiabile. La instalarea unui generator de hidrogen, trebuie îndeplinite următoarele condiții:
- Securitate conexiuni la sursa principală de fluid. Adesea, aceasta este instalația standard. Consumul de apă în acest caz depinde direct de puterea totală a dispozitivului.
- Este important să se asigure sursă de alimentare de înaltă calitate. Pentru a susține o reacție eficientă de electroliză, va trebui să conectați dispozitivul la o rețea electrică standard.
- Ține din când în când înlocuirea catalizatorului instalat. Timpul de utilizare al fiecăruia depinde direct de modelul utilizat, precum și de puterea cazanului.
Căldura arzătorului poate ajunge la 3000 de grade, așa că ar trebui să vă asigurați că sunt utilizate materiale care pot rezista la astfel de sarcini. Secvența de acțiuni la aranjarea echipamentului este următoarea:
- Este necesar să atașați un fiting special la capacul recipientului luat ca bază, care va elimina apoi gazul - un amestec de oxigen și hidrogen;
- Fitingul este conectat la schimbătorul de căldură și la arzător;
- Va fi necesar să se creeze o unitate de stocare de rezervă pentru gazul finit, deoarece cazanul nu poate funcționa în mod egal. În plus, acest lucru va asigura o siguranță optimă în timpul funcționării.
În ciuda destul număr mare opțiuni pentru dezvoltarea casei și instalarea generatoarelor de hidrogen, este destul de dificil să găsești un eșantion util. Indiferent de tipul și categoria unei astfel de instalații, funcționarea unui astfel de schimbător de căldură necesită menținerea constantă a nivelului necesar de temperatură, precum și a presiunii în sistem. Dacă urmați toate instrucțiunile și sfaturile prezentate, puteți instala echipamente care se vor caracteriza prin niveluri ridicate de stabilitate. Acest lucru le va permite să fie folosite în mod continuu, oferind casei căldură.
În contextul creșterii constante a prețurilor pe piața energiei, consumatorii se străduiesc să găsească un sistem de încălzire ieftin și de înaltă calitate. Generatoarele de hidrogen au devenit o alternativă la opțiunile clasice.
Vedere generală a generatorului de hidrogen
Hidrogenul este cel mai abundent element de pe planetă, nu conține toxine și are o putere calorică ridicată. Hidrogenul este produs prin eliberarea atomilor de H2 din moleculele de apă. Prin urmare, utilizarea sa în noile tehnologii de generare a căldurii este justificată. Pe lângă sistemele de încălzire, aparatele de sudură prin electroliză folosesc și energie hidrogen.
Caracteristicile generatoarelor de hidrogen
Generatoarele de hidrogen sunt concurenți direcți cu cazanele care funcționează pe gaz natural. Procesul de producere a hidrogenului ca combustibil este cel mai profitabil în raport cu producția și transportul tipurile clasice(gaz, cărbune, lemne de foc etc.) către unitatea de cazan. Pentru exploatarea unei instalații de hidrogen este nevoie doar de o sursă de energie electrică (electricitate menajeră) și apă.
Sarcina principală a generatoarelor alimentate cu hidrogen este incalzire independenta case. În sistemele de încălzire existente, este permisă utilizarea acestor unități ca surse suplimentare căldură – încălzire prin pardoseală, plinte și tavan.
Este întotdeauna necesar să monitorizați temperatura sistemului de încălzire. Senzorii termici, releele și dispozitivele de instrumentare trebuie să funcționeze corect. O creștere a temperaturii poate provoca expansiunea gazului și explozia.
Nodurile principale
- Cazan. Se selectează în funcție de tipul de structură, de suprafață și de eficiența necesară a instalării.
- Sistem de conducte. Cel mai rațional mod de a încălzi o casă este să folosești țevi cu un diametru de 1,25 inci. Este necesar să se respecte regula - fiecare ramură ulterioară trebuie să aibă un diametru mai mic decât cea anterioară. Prin urmare, calculele cerințelor de material și ale eficienței instalării ar trebui să înceapă ținând cont de diametrul minim admisibil al țevii.
- Îndepărtarea deșeurilor - vapori de apă, fără impurități.
- Arzător. Pentru a arde hidrogenul, este necesară o temperatură de peste 3000 de grade.
Structura internă a unui generator de hidrogen
Pentru a crește eficiența, ar trebui să achiziționați unități modulare cu mai multe arzătoare - acest lucru crește viteza de electroliză. Tipul și puterea arzătorului se selectează, de asemenea, ținând cont de nevoile de alimentare cu căldură ale încăperii (zona, materialul peretelui, regiunea climatică etc.) și de puterea optimă a generatorului.
Pentru o clădire rezidențială, cea mai mare putere nominală a unui generator de hidrogen este de 6 kW.
Generator de hidrogen pentru casa
Principiul de funcționare
Pentru a produce hidrogen gazos, se utilizează procesul de electroliză - separarea unei molecule în atomi prin reactii chimice. Pentru a crește viteza de reacție, este necesar să se introducă un catalizator - lichid lichid.
În timpul procesului de descompunere se formează H2 liber necesar încălzirii. Electrolizorul separă hidrogenul și oxigenul. Amestecarea a două elemente chimice formează așa-numitul gaz Brown. Pentru a monitoriza parametrii și scurgerile de gaz, generatorul are controlere speciale.
Produs în timpul electrolizei, gazul lui Brown are o nuanță maronie sau verde și este o substanță neexplozivă. După încălzire la o temperatură de 40 de grade, gazul intră în schimbătorul de căldură, după care este trimis la sistemul de încălzire al casei.
Instrumentele trebuie inspectate și verificate în mod regulat, deoarece Siguranța casei tale depinde de performanța acestora.
Generatoare electrolitice
Este necesar un pachet pentru instalarea generatoarelor electrolitice documente de autorizare: certificate de conformitate, autorizații Rostechnadzor etc. Unitățile fabricate în fabrică respectă standardele europene de mediu și siguranță.
Pentru implementarea sistemului, sunt necesare un cazan și conducte. Pentru a accelera reacțiile chimice, se folosește un catalizator - leșie lichidă. Sistemul este reumplut cel puțin o dată pe an.
Eliberarea de gaz are loc prin electroliză. După aceasta, aburul fierbinte intră în sistemul de încălzire al casei. Astfel de dispozitive sunt cele mai eficiente pentru sistemele de încălzire pentru plinte, podele și tavane.
Proiectarea unității
- Panou de control si automatizare. Parametrii de încălzire sunt porniți și reglați.
- Un electrolizor este un dispozitiv în care moleculele de apă sunt separate.
- Unitate electronică. Constă dintr-un transformator, un redresor de curent, cutii de distributie, unitate de aport și preparare a apei (demineralizare).
- Sistem de monitorizare a parametrilor gazului și de detectare a scurgerilor (previne situațiile de urgență).
- Sistem de racire cu lichid.
Avantaje:
- Compactitate. Fabricat sub formă de recipiente mici.
- Lipsa dispozitivului de eliminare a gazelor de eșapament din cauza faptului că nu există.
- Consum redus de energie electrică pentru producerea hidrogenului: pentru a produce 1 m3 de gaz sunt necesari 3,5 kW de energie electrică și 0,5 litri de apă preparată.
Generatoarele de hidrogen pentru o casă privată produc până la 27 kW cu un consum de energie electrică de 0,3 kW/h. Eficiența dispozitivelor este la egalitate cu cele mai avansate și scumpe sisteme de încălzire.
Generatoarele de hidrogen pentru o casă privată ar trebui achiziționate ținând cont de zona încălzită. Pentru a încălzi suprafețe mari, este necesar să achiziționați unități mai puternice. Dacă producția de gaz este insuficientă, este imposibil să se obțină o eficiență ridicată a sistemului.
Când utilizați un generator, trebuie respectate întotdeauna cerințele de siguranță.
Atunci când decideți să cumpărați un generator de hidrogen din fabrică, trebuie să alegeți un cazan cu optim caracteristici tehnice(putere, tip de circuit de încălzire etc.). Specificațiile prea înalte au un impact negativ asupra eficienței economice, deoarece în acest caz, consumul de energie crește. După achiziționarea și instalarea dvs., dispozitivul trebuie verificat de către specialiști.
Generatoarele de hidrogen defecte și instalarea necalificată pot provoca o explozie într-o clădire, deoarece hidrogenul este inodor și scurgerea acestuia este aproape imposibil de detectat.
Argumente pro şi contra
Avantaje:
- Pentru a reumple aparatul aveți nevoie de apă;
- performanta ridicata - randamentul ajunge la 90% - mai mare decat cel al cazanelor pe gaz si electrice;
- cost redus de instalare;
- ecologică ridicată a sistemului de încălzire, deoarece monoxid de carbon nu sunt produse;
- funcționarea silențioasă a unității;
- nu este nevoie să construiți coșuri de fum și țevi de evacuare a gazelor;
- „inepuizabilitatea” energiei hidrogenului;
- încălzirea lichidului de răcire se bazează pe reacții catalitice;
- nu este nevoie să folosiți combustibil, de unde rambursarea rapidă a sistemului de încălzire.
Dezavantajele acestor sisteme de încălzire pentru clădiri rezidențiale:
- costul ridicat al instalațiilor din fabrică;
- costul ridicat al înlocuirii catalizatorului;
- pericol de explozie din cauza instalării sau funcționării incorecte a unității;
- dificultate în găsirea specialiștilor - în regiunile îndepărtate există un număr mic de organizații certificate care instalează și întrețin dispozitive de încălzire.
Implementarea în sistemele existente
Construcția de noi sisteme de încălzire este costisitoare și proces intensiv în muncă. Achizitie generatoare de hidrogen pt clădiri mici are o perioadă lungă de amortizare, astfel încât astfel de dispozitive sunt adesea asamblate independent.
Adăugarea la existente circuit de incalzire generatorul necesită extinderea spațiului. Este necesar să aveți grijă în prealabil de locația de instalare a dispozitivului.
Cazanele vechi pot fi adaptate să funcționeze cu hidrogen gazos: arzătoare noi sunt plasate în focar. Sistemul este completat cu instrumentele necesare pentru monitorizarea parametrilor și căutarea scurgerilor de gaz.
Sistemele de modernizare necesită, de asemenea, utilizarea unui catalizator. Reconstruirea sistemelor vechi este mult mai ieftină decât înlocuirea completă a echipamentelor.
Modernizarea este recomandabilă dacă unitatea principală - cazanul - este potrivită pentru adaptarea la funcționarea cu generatoare de hidrogen.
Construirea singur a unui generator de hidrogen vă permite să economisiți o cantitate destul de mare.
Toate dispozitive de casă, ca si cele achizitionate de la producator, trebuie verificate de specialisti. Instalarea dispozitivelor defecte este inacceptabilă.
Relevanța instalării „produselor de casă”
Instalațiile cu hidrogen sunt destul de populare pentru încălzirea caselor private. Consumatorii instalează atât dispozitive fabricate din fabrică, cât și produse de casă. Este destul de dificil să obțineți eficiența maximă posibilă atunci când introduceți generatoare de casă. Dar cu abilitățile necesare și cazane și generatoare bine cunoscute, este posibil să obțineți sisteme eficiente.
Generator de hidrogen de casă pentru casă
În absența cunoștințelor proceselor chimice, nu ar trebui să proiectați instalații și să asamblați singur generatoarele. Este posibil să instalați un sistem de încălzire dacă aveți abilitățile necesare, dar trebuie să respectați instrucțiunile și regulile de siguranță.
Cum să alegi un generator
Principalele criterii de selecție sunt:
- Indicator de putere (kW). Pentru încăperile mari pot exista un dispozitiv puternic sau mai multe care acoperă complet nevoile de încălzire.
- Numărul de circuite. Pentru sistemele cu un singur circuit și cu dublu circuit sunt utilizate diferite modele generatoare.
- Consum de energie (kW/h) – consum de energie electrică pentru producerea de hidrogen. Cu cât cazanul este mai puternic, cu atât consumul este mai mare.
- Producător. Atunci când cumpărați, ar trebui să alegeți mărci de încredere.
Sfaturi de utilizare:
- Nu puteți modifica singur circuitul de încălzire - introducerea de noi elemente poate provoca o scurgere de hidrogen;
- pentru a îmbunătăți calitatea funcționării, este necesar să folosiți senzori de temperatură în interiorul cazanului, care vor preveni supraîncălzirea apei;
- Este recomandabil să instalați supape de închidere pe arzătoare în comunicare cu senzorul de temperatură pentru răcirea normală a generatorului.
Instalarea unui generator de hidrogen pentru încălzire
Video
Sistemele alternative de încălzire pentru clădirile rezidențiale devin din ce în ce mai populare. Generatoarele de hidrogen asigură temperaturi interioare confortabile la costuri financiare minime. Aceste instalații sunt absolut sigure pentru mediu, pentru că Produsele de ardere reziduale nu conțin compuși nocivi.
Sistemul necesită apă și electricitate pentru a funcționa. Dacă este proiectată corect, încălzirea locuințelor cu hidrogen poate concura cu succes cu încălzirea pe gaz. Aplicarea este fezabilă din punct de vedere economic pentru încălzire case mari. Generatoarele de hidrogen pentru încălzirea unei locuințe private pot fi utilizate atât în mediul urban, cât și în zonele suburbane.
Un dispozitiv care vă permite să produceți hidrogen din apă este un generator de hidrogen. Ele sunt adesea folosite în mașini. Utilizarea unui astfel de dispozitiv într-o mașină este justificată. Hidrogenul produs intră în galeria de admisie a motorului. Acest lucru vă permite să economisiți combustibil și, uneori, să creșteți puterea acestuia. În SUA, astfel de generatoare sunt produse în fabrici. Nu sunt ieftine - de la 300 la 800 de dolari. La noi este de preferat să-ți faci singur un generator.
Principiul de funcționare al unui generator de hidrogen
Deci, prin plasarea a doi electrozi în apă, trebuie să creăm un câmp electric între ei. Pentru aceasta acestea trebuie conectate la bornele bateriei sau orice altă sursă de energie. Anodul este electrozii pozitivi, iar catodul electrozii negativi. Ionii care s-au format în apă vor fi atrași de electrod, a cărui polaritate este opusă. Când ionii intră în contact cu electrozii, sarcina lor este neutralizată datorită adăugării sau îndepărtării electronilor. Când gazul care apare între electrozi iese la suprafață, acesta trebuie trimis la motor.
Celulele de hidrogen pentru mașini includ un vas cu apă, care este situat sub capotă. Regulat apa de la robinet se toarnă într-un vas si adauga o lingurita de catalizator si sifon. Plăcile conectate la baterie sunt scufundate în interior. Când contactul mașinii este pornit, structura (generatorul de hidrogen) produce gaz.
Ce electrozi sunt cei mai buni de utilizat?
Primii electrozi din lume au fost fabricați din cupru, dar s-a dovedit că erau departe de a fi ideali. În plus, cuprul reacționează puternic la contactul cu apa. Are loc selecția număr mare poluanți, deci utilizarea cuprului este departe de a fi cea mai buna varianta. Vă recomandăm să utilizați electrozi din oțel inoxidabil. Pentru a reduce șansele de coroziune trebuie să alegeți oțel inoxidabil calitate superioară
. Grosimea foilor trebuie să fie de aproximativ 2 mm pentru a reduce rezistența.
Descrierea procesului de asamblare a generatorului de hidrogen
După ce am înțeles complexitățile funcționării unui generator de hidrogen, să trecem la crearea acestuia. Pentru a asambla un generator de hidrogen cu propriile noastre mâini, vom avea nevoie de:
- recipient din polietilenă;
- fire pentru conectare;
- cauciuc siliconic;
- etanșant special;
- furtunuri cu cleme.
După ce am selectat tot ce aveți nevoie, vom începe să facem un generator cu propriile noastre mâini.
Realizarea unui generator de hidrogen cu propriile mâini s-a dovedit a fi destul de simplă. În plus, mulțumită „muncii de tip „do-it-yourself”, am reușit să economisim mult. Generator realizat într-un mod similar, nu va costa mai mult de 100 USD. ÎN conditii moderne Puteți găsi o mulțime de dispozitive care folosesc hidrogen. Deoarece rezervele de hidrogen din apă sunt aproape nelimitate, aceasta ne permite să vedem perspectiva aplicării în masă instalații similare sau modernizate în viitor.
