Hydrogen heating boiler: device + operating principle + selection criteria

Ang mga prinsipyo ng alternatibong enerhiya ay lalong nakakakuha ng atensyon ng mga mamimili.Ito ay higit sa lahat dahil sa pagtaas ng mga taripa sa tradisyonal na mapagkukunan ng enerhiya, pati na rin ang mga pana-panahong pagkagambala sa merkado ng mga serbisyo.

Sa mga sitwasyong ito, ang isang hydrogen heating boiler ay itinuturing na isa sa mga pinaka-promising na uri ng mga device na tumatakbo sa renewable fuel, na H gas₂.

Bago magpasya na bumili ng naturang yunit, kailangan mong pamilyar sa prinsipyo ng pagpapatakbo nito at suriin ang mga pakinabang at disadvantages ng paggamit ng hydrogen bilang gasolina. Ang mga isyung ito ay pinag-aralan namin at inilarawan nang detalyado sa artikulo.

Bilang karagdagan, natukoy namin ang mga parameter na dapat isaalang-alang kapag pumipili ng boiler, nagbigay ng mga tip sa pagpapatakbo at naghanda ng pagsusuri sa pinakamahusay na mga generator ng hydrogen na ginawa ng pabrika. Ang mga tagahanga ng mga produktong gawang bahay ay makakahanap ng mga tagubilin para sa pag-assemble ng yunit gamit ang kanilang sariling mga kamay na kapaki-pakinabang.

Mga katangian ng hydrogen bilang isang gasolina

Tulad ng nabanggit sa itaas, ang gasolina para sa naturang mga yunit ay hydrogen, ang pinakamagaan na gas sa kalikasan, walang kulay at walang amoy. Kabilang sa mga pakinabang nito ay ang malaking halaga ng init na inilabas sa panahon ng pagkasunog ng H₂ (121 MJ/kg, habang ang propane combustion ay naglalabas lamang ng 40 MJ/kg).

Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang hydrogen ay nasusunog sa temperatura na +2000°C, ngunit sa tulong ng isang katalista maaari itong bawasan sa +300°C.Ito ay nagpapahintulot sa mga boiler na gawin mula sa murang bakal sa halip na mula sa mga mamahaling rare earth metal.

Ang hydrogen ay hindi nakakalason, na ginagawang ligtas itong gamitin sa pang-araw-araw na buhay. Kapag ang sangkap na ito ay sinunog, ang singaw ng tubig ay ginawa, na nagpapabuti sa panloob na microclimate at hindi nangangailangan ng mga tsimenea.

Kapag gumagamit ng hydrogen, ang mga patakaran sa kaligtasan ay dapat na mahigpit na sundin: kung ang gas ay ginamit nang hindi tama o nakipag-ugnay sa isang bukas na apoy, ang isang mapanirang pagsabog ay maaaring mangyari.

Kabilang sa mga disadvantage ang pagtaas ng pagsabog ng hydrogen, lalo na kapag ito ay hinaluan ng hangin o oxygen, na humahantong sa pagbuo ng nagpapasabog na gas.

Mga kalamangan at kawalan ng hydrogen boiler

Ang mga lakas ng naturang mga aparato ay:

1. Ganap na environment friendly. Ang mga produkto ng pagkabulok ng tubig ay hindi nakakapinsala sa kapaligiran; sila ay ganap na ligtas para sa kalusugan ng mga tao at mga alagang hayop.
2. Mataas na antas ng kahusayan, na maaaring umabot sa 96%. Ito ay makabuluhang mas mataas kaysa sa kahusayan ng diesel, natural gas o karbon.
3. Pagtitipid sa likas na yaman sa pamamagitan ng paggamit alternatibong mapagkukunan ng enerhiya.
4. Mababa ang presyo natanggap na mga calorie. Para sa mga naturang device, sapat na ang tubig at kaunting kuryente.

Kasabay nito, ang mga naturang aparato ay mayroon ding mga kahinaan.

Ang mga disadvantages ay kinabibilangan ng mga sumusunod na nuances:

1. Mga kinakailangan sa pagpapanatili. Para sa pinakamataas na posibleng produksyon ng H₂, ang mga metal plate ay dapat palitan bawat taon. Bilang karagdagan sa pagpapalit ng mga electrodes, dapat na regular na magdagdag ng isang katalista upang makagawa ng nakaplanong dami ng enerhiya. Ang dalas ng pamamaraang ito ay nakasalalay sa kapangyarihan, pati na rin sa mga tampok ng isang partikular na modelo.
2. Mataas na gastos — Ang pag-install ng pabrika ay nagkakahalaga ng hindi bababa sa 35-40 libong rubles.
3. Panganib sa pagsabog kapag tumaas ang normalized pressure sa boiler.
4. Kakulangan ng hydrogen cylinders - Sila ay medyo bihirang makita sa pagbebenta.
5. Limitadong pagpipilian. Dahil ang mga naturang kagamitan sa pag-init ay hindi pangkaraniwan sa merkado ng Russia, hindi laging posible na mabilis na makahanap ng angkop na modelo, pati na rin makahanap ng mga karampatang espesyalista para sa pag-install at pagkumpuni ng kagamitan.
6. Ang pangangailangan para sa komunikasyon. Upang patakbuhin ang aparato, kailangan mo ng patuloy na koneksyon sa supply ng kuryente upang maisagawa ang reaksyon ng electrolysis, pati na rin sa isang mapagkukunan ng tubig, ang daloy nito ay nakasalalay sa kapangyarihan ng aparato.

Kinakailangang banggitin na ang mga tagagawa ay nagbibigay ng malaking pansin sa mga bagong teknolohiya at nagsusumikap na mapabuti ang mga boiler ng hydrogen, inaalis o pinapaliit ang mga disadvantages.

Prinsipyo ng pagpapatakbo ng yunit ng pag-init

Dahil sa aktibidad nito H₂ Hindi ito matatagpuan sa kalikasan sa dalisay nitong anyo, ngunit medyo madaling ihiwalay ito mula sa ordinaryong tubig sa pamamagitan ng electrolysis, na naglalabas din ng oxygen gas.

Sa ipinakita na imahe maaari mong makita ang isang eskematiko na disenyo ng mga kagamitan sa pag-init na tumatakbo sa hydrogen, na nagpapahiwatig ng lahat ng mga elemento ng istruktura (+)

Para gumana ang heating device, kailangan munang makuha ang H₂. Nangyayari ito sa isang espesyal na kompartimento na nakalaan para sa gayong reaksyon. Ang likido ay ibinuhos sa lalagyan, kung saan ang mga metal na plato ay nahuhulog.

Ang mga ito ay ibinibigay sa isang electric current ng espesyal na napiling kadalisayan, sa ilalim ng impluwensya kung saan ang H ay pinakawalan₂ at tungkol sa₂, pati na rin ang singaw ng tubig bilang isang by-product.

Ang nagresultang timpla ay dumaan sa isang espesyal na aparato - isang kemikal na separator, sa tulong kung saan posible na ihiwalay ang hydrogen, na naghihiwalay dito mula sa iba pang mga impurities. Ang purified gas ay ibinibigay sa burner, kung saan naka-install ang isang balbula.

Pinipigilan nito ang paggalaw H₂ sa kabilang direksyon, na pumipigil sa isang pagsabog. Sa kasong ito, ang oxygen at singaw ng tubig ay inilabas sa isang espesyal na lalagyan sa pamamagitan ng isa pang sistema.

Susunod, ang hydrogen gas ay dumadaan sa yunit ng proteksyon at pumapasok sa silid ng pagkasunog. Dito ito tumutugon sa gas sa pagkakaroon ng isang katalista, na nagreresulta sa pagbuo ng init, na pumapasok sa sistema ng pag-init ng bahay sa pamamagitan ng isang heat exchanger.

Ang singaw ng tubig na inilabas sa silid ay ibinabalik sa pamamagitan ng isang espesyal na itinalagang channel sa reservoir na may electrolyte, kaya ginagamit ang proseso ng pag-recycle.

Ang pagsasaayos ng kapangyarihan ay isinasagawa gamit ang mga espesyal na kagamitan na channel, ang bilang nito ay maaaring umabot sa anim. Ang bawat isa sa mga aparatong ito ay naglalaman ng isang katalista sa loob, dahil kung saan, kapag naka-on, ang proseso ng pagbuo ng init ay nagsisimula.

Ang daloy ng gas, na pinainit sa temperatura na 40°C, ay nagsisimulang lumipat patungo sa heat exchanger na matatagpuan sa combustion chamber.

Salamat sa hiwalay na mga disenyo, ang mga channel ay maaaring gumana nang nakapag-iisa sa isa't isa, na nagbibigay-daan sa iyo upang i-on lamang ang bahagi ng mga ito.

Ang proseso ng paggawa ng hydrogen sa mga modernong electrolysis device ay ganap na awtomatiko. Ang tanging manu-manong proseso ay ang pagbuhos ng tubig sa system

Ang mga modernong modelo ay nilagyan din ng iba't ibang mga aparato, halimbawa, mga tagapagpahiwatig ng antas ng tubig at mga sensor ng presyon, na nagpapahintulot sa kanila na awtomatikong gumana at tumugon nang mapilit sa mga hindi inaasahang sitwasyon.

Mga bahagi ng isang planta ng hydrogen

Ang disenyo ng isang sistema ng pag-init na tumatakbo sa hydrogen ay medyo simple.

Boiler, na gumaganap ng papel ng isang heat exchanger, ay ang pangunahing elemento kung saan nangyayari ang produksyon ng hydrogen.

Ang isang boiler na nagpapatakbo sa hydrogen ay maaaring tipunin mula sa mga magagamit na elemento, at para sa operasyon nito ay kailangan lamang ng ordinaryong o distilled na tubig (+)

Electrolyser - ang pangunahing aktibong bahagi ng boiler, kung saan nangyayari ang electrolytic reaction, na humahantong sa pagkabulok ng tubig sa H₂ at tungkol sa₂. Ang elemento ay isang reservoir na puno ng tubig kung saan inilalagay ang mga metal electrodes na may pinakamataas na kasalukuyang conductivity.

Ang mga plato ay konektado sa mga wire kung saan ibinibigay ang kuryente.

Burner - isang aparato na tumutulong sa init ng coolant sa sistema ng pag-init. Matatagpuan sa silid ng pagkasunog, ang isang spark ay ibinibigay upang mag-apoy ito.

Balbula ng burner - isang espesyal na bahagi na matatagpuan sa tuktok ng device. Salamat sa detalyeng ito H₂, tumataas sa tuktok, madaling nagtagumpay sa hadlang na hindi naa-access sa iba pang mga inilabas na sangkap at direktang pumapasok sa burner.

Ang mga factory hydrogen boiler ay nilagyan ng control unit. Ang panel ay nagpapakita ng mga indicator ng boltahe at kasalukuyang, isang power regulator at mga lever para sa pagtatakda ng iba pang mga parameter ng operating

Pipeline - mga komunikasyon na umaabot mula sa yunit at ginagamit upang magbigay ng init sa lahat ng silid ng bahay. Ginagamit para sa strapping mga tubo ng pag-init diameter 25-32 mm. Kapag naglalagay, ang pangunahing panuntunan ay sinusunod: ang diameter ng bawat kasunod na sangay ay dapat na mas maliit kaysa sa nauna.

Pamantayan sa pagpili ng generator

Kapag nagpasya na bumili ng naturang kagamitan, mahalagang bigyang-pansin ang mga sumusunod na pamantayan.

kapangyarihan. Sa modernong mga aparato, ang halaga ng tagapagpahiwatig na ito ay maaaring mag-iba nang malaki, na nagbibigay-daan sa iyo upang piliin ang pinakamahusay na pagpipilian para sa parehong maliit na bahay at isang dalawa o tatlong palapag na gusali.

Ang average na pagkonsumo ng tubig sa modernong mga modelo ng generator ay hindi masyadong mataas. Sa loob ng 24 na oras, ang aparato ay mangangailangan ng humigit-kumulang 5.5 litro upang gumana, na bumubuo ng 1.2-2 litro ng gasolina

Bilang ng mga circuit. Sa mga device na tumatakbo sa hydrogen, karaniwang naka-install ang heating circuit. Ang ilang mga modelo ay nagbibigay din ng karagdagang pag-install ng isang pangalawang (pagpainit) na circuit.

Antas ng pagkonsumo ng kuryente. Ginagawang posible ng mga teknolohiya ngayon na makamit ang mahusay na pagganap ng init habang gumagamit ng pinakamababang kuryente. Ang pagkonsumo ng enerhiya ng iba't ibang uri ng mga generator ay nag-iiba mula 1.2 hanggang 3 kW bawat 1 oras.

Ang mababang pagkonsumo ng enerhiya ay nakamit dahil sa ang katunayan na ang hydrogen boiler ay hindi patuloy na gumagana, ngunit upang mapanatili lamang ang isang tiyak na temperatura sa silid.

Power supply. Ang lahat ng mga uri ng mga generator ng hydrogen ay maaaring nahahati sa dalawang malalaking kategorya: ang isa ay tumatakbo sa gas, ang isa ay tumatakbo sa kuryente.

Manufacturer. Mas mainam na mas gusto ang mga napatunayang tagagawa (Italy, USA). Dapat kang maging maingat sa mga mababang kalidad na produkto na inaalok ng mga kahina-hinalang kumpanya sa napakababang presyo.

Mga tip para sa paggamit ng boiler

Upang mapabuti ang paggana ng yunit, mahalagang sundin ang mga kasamang tagubilin. Maaari mong pagbutihin ang pagpapatakbo ng device sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga karagdagang bahagi (dapat mong mahigpit na sundin ang mga panuntunan sa kaligtasan).

Ang isang flame sensor na naka-install sa burner ay nagpapataas ng kaligtasan ng system.Kapag namatay ang apoy, awtomatikong pinapatay ng device ang daloy ng nasusunog na gas papunta sa burner, sa gayon ay pinipigilan itong makapasok sa silid

Maaari kang mag-install ng mga espesyal na sensor sa loob ng heat exchanger upang subaybayan ang pagtaas ng mga rate ng pag-init ng tubig, pati na rin dagdagan ang disenyo ng burner na may mga shut-off na balbula.

Direktang ikonekta ito sa sensor ng temperaturaupang ang boiler ay awtomatikong patayin sa sandaling ang pag-init ay umabot sa set point.

Kapaki-pakinabang din ang pag-install ng isang aparato para sa normalized na paglamig ng boiler.

Ang mga aparatong hydrogen ay maaaring gamitin hindi lamang bilang ang tanging kagamitan sa pag-init sa bahay, kundi pati na rin sa kumbinasyon ng iba pang mga sistema ng pag-init. Sa kasong ito, ang pangunahing mga yunit ng pag-init ay maaaring gumana sa mababang temperatura na mode.

Kung sinusunod ang mga pamantayan sa pagpapatakbo, ang isang unit na pinapagana ng hydrogen ay magsisilbi sa loob ng mga dekada. Bagaman ang panahon ng warranty para sa mga naturang device ay 15 taon, sa pagsasanay maaari silang gumana nang mahusay sa loob ng 20-30 taon.

Ang pag-aayos ng mga naturang aparato ay hindi magiging mahirap para sa isang may karanasan na technician, dahil ang pangunahing disenyo ng isang hydrogen boiler ay hindi masyadong naiiba sa mga analogue na tumatakbo sa iba pang mga uri ng gasolina.

Nangungunang 5 Factory Hydrogen Generator

Ang unang kumpanya na gumawa at nag-patent ng teknolohiya para sa paggawa ng hydrogen fuel boiler ay isang kumpanyang Italyano Giacomini. Dalubhasa ito sa mga device na nakabatay sa environment friendly na mga pamamaraan ng pagbuo ng enerhiya: geothermal pump, solar panel at iba pa.

Ang H2ydroGEM ay isang catalytic combustion chamber, ang bawat sungay nito ay naglalaman ng substance na nagpapabilis sa combustion reaction ng hydrogen.Dahil dito, ang proseso ay nangyayari sa isang medyo mababang temperatura

Sa kasalukuyan, ang mga katulad na modelo ay ginawa ng mga kumpanyang Amerikano, Tsino, at Europa, ngunit ang saklaw ng mga ito ay hindi masyadong malawak kumpara sa mga boiler na tumatakbo sa iba pang mga uri ng gasolina.

Ang pinakamahusay na mga modelo ng pabrika ng mga sistema ng hydrogen

Kabilang sa mga pinakasikat na modelo ay napapansin namin:

1. MegaTank100 – isang generator na tumatakbo sa kuryente mula sa network. Mayroon itong maaasahang multi-level na sistema ng proteksyon laban sa overheating at short circuiting, na ginagarantiyahan ang ligtas at produktibong operasyon. Ang halaga ng modelo ay depende sa pagsasaayos nito.
2. STAR-2000 – isang mamahaling yunit (>200,000 rubles) ay may mahusay na teknikal na katangian. Sa kabila ng katotohanan na ang generator na ito ay kumonsumo ng kaunting enerhiya, ito ay may kakayahang magpainit ng isang silid na 251-300 square meters.
3. Kingkar – isang mains-powered device na may mahusay na mga katangian ng pagganap. Ang halaga ng modelo ay medyo mataas - mga 100 libong rubles, ngunit ito ay na-offset ng matipid na pagkonsumo ng enerhiya.
4. H2-2 – Mga kagamitan sa klase ng Italyano na "dagdag" sa mataas na presyo (humigit-kumulang 250,000 rubles). nagpapahintulot sa hangin na magpainit sa malalaking espasyo (mula sa 300 m³ at sa itaas) na may kaunting pagkonsumo ng kuryente.
5. Libreng Enerhiya – mataas na kalidad na mga aparato sa isang abot-kayang presyo sa hanay ng 15-35 libong rubles (ang presyo ay nakasalalay sa kapangyarihan at iba pang mga katangian). Nilagyan ng control unit na nag-o-automate ng maraming proseso, isang multi-level na boltahe at pressure regulation sensor.

Mayroon ding iba pang mga modelo sa iba't ibang kategorya ng presyo.

Paano gumawa ng boiler sa iyong sarili

Ang mga generator ng pag-init ay may medyo magaan na disenyo. Sa isang tiyak na antas ng kasanayan, magagawa mo i-assemble ang device sa iyong sarili. Kasabay nito, dahil sa pagsabog ng pinaghalong hydrogen, ang naturang trabaho ay nangangailangan ng matinding responsibilidad, kaalaman sa mga pag-iingat sa kaligtasan at karanasan sa pag-install ng mga naturang device.

Kung ikaw mismo ang gumagawa ng device, hindi mo maaalis ang mga makabuluhang gastos sa pananalapi, dahil mas mahusay na bumili ng ilan sa mga sangkap na handa na. Dahil sa mataas na panganib, iniisip mo ang tungkol sa mga pag-install ng pabrika, kung saan nagbibigay ang mga tagagawa ng pangmatagalang warranty

Ang proseso ng paggawa ng hydrogen boiler gamit ang iyong sariling mga kamay ay maaaring nahahati sa maraming yugto.

Hakbang #1 — pagpapatupad ng pagguhit at paghahanda ng mga materyales. Una sa lahat, dapat kang makahanap ng mga katulad na proyekto sa Internet upang magamit ang mga ito upang mag-isip tungkol sa isang aparato na makakatugon sa lahat ng mga kondisyon at kakayahan.

Kinakailangan na tumpak na kalkulahin ang lahat ng mga tagapagpahiwatig, at higit sa lahat, ang kinakailangang kapangyarihan, at magpasya din sa mga materyales na gagamitin upang gawin ang boiler. Ang mga ferromagnetic alloy ay itinuturing na pinakamahusay na pagpipilian, ngunit ang isang lalagyan na gawa sa hindi kinakalawang na asero ay angkop.

Bagama't maaaring may iba't ibang disenyo ang mga heating hydrogen generator, ang mga sumusunod na detalye ay nananatiling hindi nagbabago:

• 12-volt power source;
• ang tangke kung saan matatagpuan ang istraktura;
• PWM controller na may kapangyarihan na hindi bababa sa 30 A;
• ilang mga tubo ng iba't ibang mga diameter na gawa sa hindi kinakalawang na asero;
• bakal na sheet;
• hacksaw para sa metal;
• gas-burner - mas mahusay na handa, binili sa isang tindahan.

Hakbang 2 — paglikha ng mga electrolyte. Upang gawin ang mga plato kung saan ang electrolyzer ay nilagyan, kailangan mong kumuha ng isang sheet ng bakal na may katamtamang kapal.Gamit ang mga metal na gunting, isang hacksaw o ibang tool, ito ay pinutol sa pantay na mga piraso ng 18 o higit pang mga piraso (ang bilang ay dapat na kahit na).

Sa kabilang banda, sa bawat isa sa kanila kinakailangan na mag-drill ng mga butas para sa mga bolts na kakailanganin upang hawakan ang mga elementong ito na ganap na hindi gumagalaw sa electrolyte.

Hinahati namin ang lahat ng mga plato sa mga anode at cathodes; depende sa dibisyong ito, ang mga wire ay konektado sa kanila, ayon sa pagkakabanggit, nagpapadala ng mga positibo at negatibong singil.

Ang paggamit ng direktang kasalukuyang ay mas mahusay kaysa sa paggamit ng alternating current. Pinakamainam na gumamit ng PWM type generator bilang pinagmulan nito.

Hakbang #3 — pagpupulong ng electrolyzer. Ang pinakamahusay na materyal para sa paggawa ng elementong ito ay hindi kinakalawang na asero. Ang isang maaasahang hugis-parihaba o parisukat na istraktura ay hinangin mula sa metal, pagkatapos kung saan ang tubig o isang halo ng H ay ibinuhos dito.₂O kasama ang katalista, at ang mga inihandang plato na may konektadong mga kable ay inilalagay din.

Hakbang #4 — koneksyon ng burner. Ang isang burner ay naka-mount sa tuktok ng aparato - mas mahusay na gumamit ng isang biniling modelo, na maaaring mabili sa isang dalubhasang tindahan.

Hakbang #5 — pag-install at koneksyon ng separator, na kinakailangan upang paghiwalayin ang mga hydrogen gas mula sa isang halo.

Sa wakas, isang tubo ang inilalagay kung saan ang H₂ ay tataas sa burner, at ang mga elemento na nag-aalis ng init at namamahagi nito sa buong bahay ay konektado din.

Aling tubig ang mas mahusay - regular o dalisay?

Isa sa mga tanong na madalas itanong ng mga may-ari ng hydrogen boiler tungkol sa tubig na ginagamit sa pagpapatakbo ng mga device.

Ang distilled water para sa pagpapatakbo ng isang hydrogen boiler ay maaaring mabili sa mga tindahan o maaari mong i-set up ang paggawa nito sa iyong sarili gamit ang isang simpleng pag-install

Ayon sa mga eksperto, ang mga pabrika o gawang bahay na mga aparato ay nagpapakita ng pinakamahusay na pagganap kapag nagtatrabaho sa distilled water, kung saan napakakaunting sodium hydroxide ang naidagdag (isang kutsara bawat 10 litro ng H2O).

Gayunpaman, ang isang hydrogen boiler ay maaari ring matagumpay na gumana sa gripo ng tubig, ang pangunahing bagay ay hindi ito naglalaman ng mga mabibigat na metal na asing-gamot.

Mga konklusyon at kapaki-pakinabang na video sa paksa

Sa video sa ibaba makikita mo ang isang pangkalahatang-ideya ng isang modelo ng isang gas boiler na tumatakbo sa hydrogen fuel, na ginawa ng sikat na Koreanong kumpanya na DAEWOO.

Ang hydrogen ay hindi walang dahilan na tinatawag na gasolina ng hinaharap: ang gas na ito ay maaaring maging halos walang limitasyong mapagkukunan ng mura, kapaligirang panggatong na maaaring magamit sa iba't ibang mga pag-install.

Ang isang hydrogen fuel boiler, na ginawa sa isang pabrika o nang nakapag-iisa, ay magbibigay-daan sa iyo na lumikha ng isang autonomous na sistema ng pag-init. Makakatulong ito upang makabuluhang bawasan ang mga pagbabayad sa mga serbisyo sa pabahay at komunal, at malulutas ang isyu ng pagpapanatili ng komportableng temperatura sa mga sala at mga utility room.

Anumang karanasan sa paggamit ng hydrogen bilang gasolina? Gusto mo bang magtanong sa paksa o pag-usapan ang tungkol sa iyong imbensyon? Mangyaring magkomento sa post, lumahok sa mga talakayan at mag-iwan ng mga larawan ng iyong mga produktong gawang bahay. Ang feedback block ay matatagpuan sa ibaba.