Dandang pemanasan hidrogen: peranti + prinsip operasi + kriteria pemilihan

Prinsip tenaga alternatif semakin mendapat perhatian pengguna.Ini sebahagian besarnya disebabkan oleh kenaikan tarif ke atas sumber tenaga tradisional, serta gangguan berkala dalam pasaran perkhidmatan.

Dalam keadaan ini, dandang pemanasan hidrogen dianggap sebagai salah satu jenis peranti yang paling menjanjikan yang beroperasi pada bahan api boleh diperbaharui, iaitu gas H.₂.

Sebelum membuat keputusan untuk membeli unit sedemikian, anda perlu membiasakan diri dengan prinsip operasinya dan menilai kelebihan dan kekurangan menggunakan hidrogen sebagai bahan api. Isu-isu ini telah dikaji oleh kami dan diterangkan secara terperinci dalam artikel.

Di samping itu, kami mengenal pasti parameter yang perlu diambil kira semasa memilih dandang, memberikan petua operasi dan menyediakan semakan penjana hidrogen buatan kilang yang terbaik. Peminat produk buatan sendiri akan mendapati arahan untuk memasang unit dengan tangan mereka sendiri berguna.

Sifat hidrogen sebagai bahan api

Seperti yang dinyatakan di atas, bahan api untuk unit tersebut ialah hidrogen, gas paling ringan dalam alam semula jadi, tidak berwarna dan tidak berbau. Antara kelebihannya ialah sejumlah besar haba yang dibebaskan semasa pembakaran H₂ (121 MJ/kg, manakala pembakaran propana hanya mengeluarkan 40 MJ/kg).

Di bawah keadaan biasa, hidrogen terbakar pada suhu +2000°C, tetapi dengan bantuan pemangkin ia boleh dikurangkan kepada +300°C.Ini membolehkan dandang dibuat daripada keluli yang murah dan bukannya daripada logam nadir bumi yang mahal.

Hidrogen adalah tidak toksik, yang menjadikannya selamat untuk digunakan dalam kehidupan seharian. Apabila bahan ini dibakar, wap air dihasilkan, yang meningkatkan iklim mikro dalaman dan tidak memerlukan cerobong asap.

Apabila menggunakan hidrogen, peraturan keselamatan mesti dipatuhi dengan ketat: jika gas digunakan secara tidak betul atau bersentuhan dengan api terbuka, letupan yang merosakkan boleh berlaku

Kelemahan termasuk peningkatan letupan hidrogen, terutamanya apabila ia bercampur dengan udara atau oksigen, yang membawa kepada pembentukan gas meletup.

Kebaikan dan keburukan dandang hidrogen

Kekuatan peranti sedemikian ialah:

1. Mesra alam sepenuhnya. Produk penguraian air tidak membahayakan atmosfera, ia benar-benar selamat untuk kesihatan manusia dan haiwan peliharaan.
2. Tahap kecekapan yang tinggi, yang boleh mencapai 96%. Ini jauh lebih tinggi daripada kecekapan diesel, gas asli atau arang batu.
3. Menjimatkan sumber alam melalui penggunaan sumber tenaga alternatif.
4. Harga rendah kalori yang diterima. Untuk peranti sedemikian, air dan sedikit elektrik sudah mencukupi.

Pada masa yang sama, peranti sedemikian juga mempunyai kelemahan.

Kelemahan termasuk nuansa berikut:

1. Keperluan penyelenggaraan. Untuk pengeluaran H tertinggi yang mungkin₂, plat logam mesti diganti setiap tahun. Selain menggantikan elektrod, mangkin mesti ditambah secara tetap untuk menghasilkan jumlah tenaga yang dirancang. Kekerapan prosedur ini bergantung pada kuasa, serta pada ciri model tertentu.
2. Kos yang tinggi — pemasangan kilang akan menelan kos tidak kurang daripada 35-40 ribu rubel.
3. Bahaya letupan apabila tekanan normal dalam dandang meningkat.
4. Kekurangan silinder hidrogen - Ia agak jarang ditemui pada jualan.
5. Pilihan terhad. Oleh kerana peranti pemanasan sedemikian tidak begitu biasa di pasaran Rusia, tidak selalu mungkin untuk mencari model yang sesuai dengan cepat, serta mencari pakar yang kompeten untuk pemasangan dan pembaikan peralatan.
6. Keperluan untuk komunikasi. Untuk mengendalikan peranti, anda memerlukan sambungan berterusan ke bekalan kuasa untuk menjalankan tindak balas elektrolisis, serta kepada sumber air, yang alirannya bergantung pada kuasa peranti.

Adalah perlu untuk menyebut bahawa pengeluar memberi perhatian yang besar kepada teknologi baru dan berusaha untuk meningkatkan dandang hidrogen, menghapuskan atau meminimumkan keburukan.

Prinsip operasi unit pemanasan

Oleh kerana aktivitinya H₂ Ia tidak ditemui di alam semula jadi dalam bentuk tulen, tetapi agak mudah untuk mengasingkannya daripada air biasa dengan elektrolisis, yang juga membebaskan gas oksigen.

Dalam imej yang dibentangkan, anda boleh melihat reka bentuk skematik peralatan pemanasan yang beroperasi pada hidrogen, menunjukkan semua elemen struktur (+)

Untuk peranti pemanas berfungsi, pertama sekali perlu mendapatkan H₂. Ini berlaku dalam petak khas yang dikhaskan untuk tindak balas sedemikian. Cecair dituangkan ke dalam bekas, di mana plat logam direndam.

Mereka dibekalkan dengan arus elektrik dengan ketulenan yang dipilih khas, di bawah pengaruh yang mana H dilepaskan₂ dan tentang₂, serta wap air sebagai hasil sampingan.

Campuran yang dihasilkan disalurkan melalui peranti khas - pemisah kimia, dengan bantuan yang mungkin untuk mengasingkan hidrogen, memisahkannya daripada kekotoran lain. Gas yang disucikan dibekalkan kepada penunu, di mana injap dipasang.

Ia menghalang pergerakan H₂ ke arah lain, yang menghalang letupan. Dalam kes ini, oksigen dan wap air dilepaskan ke dalam bekas khas melalui sistem lain.

Seterusnya, gas hidrogen melalui unit perlindungan dan memasuki kebuk pembakaran. Di sini ia bertindak balas dengan gas dengan kehadiran pemangkin, mengakibatkan pembentukan haba, yang memasuki sistem pemanasan rumah melalui penukar haba.

Wap air yang dibebaskan dalam ruang dikembalikan melalui saluran yang ditetapkan khas ke takungan dengan elektrolit, dengan itu menggunakan proses kitar semula.

Pelarasan kuasa dilakukan menggunakan saluran yang dilengkapi khas, yang jumlahnya boleh mencapai enam. Setiap peranti ini mengandungi pemangkin di dalamnya, kerana itu, apabila dihidupkan, proses penjanaan haba bermula.

Aliran gas, dipanaskan hingga suhu 40°C, mula bergerak ke arah penukar haba yang terletak di dalam kebuk pembakaran.

Terima kasih kepada reka bentuk yang berasingan, saluran boleh beroperasi secara berasingan antara satu sama lain, yang membolehkan anda menghidupkan hanya sebahagian daripadanya.

Proses menghasilkan hidrogen dalam peranti elektrolisis moden adalah automatik sepenuhnya. Satu-satunya proses manual ialah menuang air ke dalam sistem

Model moden juga dilengkapi dengan pelbagai peranti, contohnya, penunjuk paras air dan sensor tekanan, yang membolehkan mereka beroperasi secara automatik dan bertindak balas dengan segera dalam situasi yang tidak dijangka.

Komponen tumbuhan hidrogen

Reka bentuk sistem pemanasan yang beroperasi pada hidrogen agak mudah.

Dandang, yang memainkan peranan sebagai penukar haba, adalah elemen utama di mana pengeluaran hidrogen berlaku.

Dandang yang beroperasi pada hidrogen boleh dipasang dari unsur yang tersedia, dan untuk operasinya hanya air biasa atau suling diperlukan (+)

Elektroliser - bahagian aktif utama dandang, di mana tindak balas elektrolitik berlaku, yang membawa kepada penguraian air menjadi H₂ dan tentang₂. Unsur tersebut ialah takungan yang diisi dengan air di mana elektrod logam diletakkan yang mempunyai kekonduksian arus maksimum.

Plat disambungkan ke wayar di mana elektrik dibekalkan.

Pembakar - peranti yang membantu memanaskan penyejuk dalam sistem pemanasan. Terletak di dalam kebuk pembakaran, percikan api dibekalkan untuk menyalakannya.

Injap pembakar - bahagian khas yang terletak di bahagian atas peranti. Terima kasih kepada butiran ini H₂, naik ke atas, mudah mengatasi halangan yang tidak boleh diakses oleh bahan lain yang dilepaskan dan masuk terus ke dalam penunu.

Dandang hidrogen kilang dilengkapi dengan unit kawalan. Panel memaparkan penunjuk voltan dan arus, pengawal selia kuasa dan tuil untuk menetapkan parameter operasi lain

Saluran paip - komunikasi yang meluas dari unit dan digunakan untuk membekalkan haba ke semua bilik rumah. Digunakan untuk mengikat tali paip pemanasan diameter 25-32 mm. Apabila meletakkan, peraturan asas diperhatikan: diameter setiap cawangan berikutnya harus lebih kecil daripada yang sebelumnya.

Kriteria pemilihan penjana

Apabila membuat keputusan untuk membeli peralatan tersebut, adalah penting untuk memberi perhatian kepada kriteria berikut.

Kuasa. Dengan peranti moden, nilai penunjuk ini boleh berbeza-beza dengan ketara, yang membolehkan anda memilih pilihan terbaik untuk kedua-dua rumah kecil dan bangunan dua atau tiga tingkat.

Purata penggunaan air dalam model penjana moden tidak terlalu tinggi. Dalam masa 24 jam, peranti memerlukan kira-kira 5.5 liter untuk beroperasi, yang menjana 1.2-2 liter bahan api

Bilangan litar. Pada peranti yang beroperasi pada hidrogen, litar pemanasan biasanya dipasang. Sesetengah model juga menyediakan pemasangan tambahan litar kedua (pemanasan).

Tahap penggunaan elektrik. Teknologi hari ini memungkinkan untuk mencapai prestasi haba yang sangat baik semasa menggunakan elektrik minimum. Penggunaan tenaga pelbagai jenis penjana berbeza dari 1.2 hingga 3 kW setiap 1 jam.

Penggunaan tenaga yang rendah dicapai kerana fakta bahawa dandang hidrogen tidak beroperasi secara berterusan, tetapi hanya untuk mengekalkan suhu tertentu di dalam bilik.

Bekalan kuasa. Semua jenis penjana hidrogen boleh dibahagikan kepada dua kategori besar: satu menggunakan gas, satu lagi menggunakan elektrik.

Pengeluar. Adalah lebih baik untuk memilih pengeluar terbukti (Itali, Amerika Syarikat). Anda harus berhati-hati dengan produk berkualiti rendah yang ditawarkan oleh syarikat yang meragukan pada harga yang sangat rendah.

Petua untuk menggunakan dandang

Untuk meningkatkan kefungsian unit, adalah penting untuk mengikuti arahan yang disertakan. Anda boleh meningkatkan pengendalian peranti dengan menambah bahagian tambahan (anda mesti mematuhi peraturan keselamatan dengan ketat).

Penderia nyalaan yang dipasang pada penunu meningkatkan keselamatan sistem.Apabila api padam, peranti secara automatik menutup aliran gas mudah terbakar ke dalam penunu, dengan itu menghalangnya daripada memasuki bilik

Anda boleh memasang penderia khas ke dalam bahagian dalam penukar haba untuk memantau peningkatan kadar pemanasan air, serta menambah reka bentuk penunu dengan injap tutup.

Hanya sambungkannya terus ke Pengesan suhusupaya dandang secara automatik dimatikan sebaik sahaja pemanasan mencapai titik set.

Ia juga berguna untuk memasang peranti untuk penyejukan dandang normal.

Peranti hidrogen boleh digunakan bukan sahaja sebagai satu-satunya peralatan pemanasan di dalam rumah, tetapi juga dalam kombinasi dengan sistem pemanasan lain. Dalam kes ini, unit pemanasan utama boleh beroperasi dalam mod suhu rendah.

Jika piawaian operasi dipatuhi, unit berkuasa hidrogen akan berfungsi selama beberapa dekad. Walaupun tempoh jaminan untuk peranti sedemikian adalah 15 tahun, dalam praktiknya ia boleh berfungsi dengan cekap selama 20-30 tahun.

Membaiki peranti sedemikian tidak akan sukar untuk juruteknik yang berpengalaman, kerana reka bentuk asas dandang hidrogen tidak terlalu berbeza daripada analog yang beroperasi pada jenis bahan api lain.

5 Penjana Hidrogen Kilang Terbaik

Syarikat pertama yang mengeluarkan dan mematenkan teknologi untuk pembuatan dandang bahan api hidrogen ialah sebuah syarikat Itali Giacomini. Ia pakar dalam peranti berdasarkan kaedah penjanaan tenaga yang mesra alam: pam geoterma, panel solar dan lain-lain.

H2ydroGEM ialah kebuk pembakaran pemangkin, setiap tanduknya mengandungi bahan yang mempercepatkan tindak balas pembakaran hidrogen.Disebabkan ini, proses berlaku pada suhu yang agak rendah

Pada masa ini, model serupa dikeluarkan oleh syarikat Amerika, China dan Eropah, tetapi julatnya tidak begitu luas berbanding dandang yang beroperasi pada jenis bahan api lain.

Model kilang terbaik sistem hidrogen

Antara model yang paling popular yang kami perhatikan:

1. MegaTank100 – penjana yang menggunakan tenaga elektrik daripada rangkaian. Ia mempunyai sistem perlindungan berbilang peringkat yang boleh dipercayai terhadap terlalu panas dan litar pintas, yang menjamin operasi yang selamat dan produktif. Kos model bergantung pada konfigurasinya.
2. STAR-2000 – unit mahal (>200,000 rubel) mempunyai ciri teknikal yang sangat baik. Walaupun fakta bahawa penjana ini menggunakan tenaga yang minimum, ia mampu memanaskan bilik seluas 251-300 meter persegi.
3. Kingkar – peranti berkuasa utama dengan ciri prestasi cemerlang. Kos model agak tinggi - kira-kira 100 ribu rubel, tetapi ia diimbangi oleh penggunaan tenaga yang menjimatkan.
4. H2-2 – Peralatan kelas "tambahan" Itali pada harga yang tinggi (kira-kira 250,000 rubel). membenarkan udara dipanaskan dalam ruang yang besar (dari 300 m³ dan ke atas) dengan penggunaan elektrik yang minimum.
5. Tenaga Percuma – peranti berkualiti tinggi pada harga yang berpatutan dalam lingkungan 15-35 ribu rubel (harga bergantung pada kuasa dan ciri-ciri lain). Dilengkapi dengan unit kawalan yang mengautomasikan banyak proses, voltan pelbagai peringkat dan sensor peraturan tekanan.

Terdapat juga model lain dalam kategori harga yang berbeza.

Bagaimana untuk membuat dandang sendiri

Penjana pemanasan mempunyai reka bentuk yang agak ringan. Dengan tahap kemahiran tertentu, anda boleh pasang sendiri peranti itu. Pada masa yang sama, disebabkan oleh letupan campuran hidrogen, kerja sedemikian memerlukan tanggungjawab yang melampau, pengetahuan tentang langkah berjaga-jaga keselamatan dan pengalaman dalam memasang peranti sedemikian.

Jika anda mengeluarkan peranti itu sendiri, anda tidak akan dapat menyingkirkan kos kewangan yang ketara, kerana lebih baik membeli beberapa komponen siap sedia. Risiko tinggi membuatkan anda berfikir tentang pemasangan kilang, yang mana pengeluar memberikan jaminan jangka panjang

Proses membuat dandang hidrogen dengan tangan anda sendiri boleh dibahagikan kepada beberapa peringkat.

Langkah 1 — pelaksanaan lukisan dan penyediaan bahan. Pertama sekali, anda harus mencari projek serupa di Internet untuk menggunakannya untuk memikirkan peranti yang akan memenuhi semua syarat dan kemungkinan.

Ia adalah perlu untuk mengira dengan tepat semua penunjuk, dan di atas semua, kuasa yang diperlukan, dan juga memutuskan bahan yang akan digunakan untuk membuat dandang. Aloi feromagnetik dianggap sebagai pilihan terbaik, tetapi bekas yang diperbuat daripada keluli tahan karat agak sesuai.

Walaupun pemanasan penjana hidrogen mungkin mempunyai reka bentuk yang berbeza, butiran berikut kekal tidak berubah:

• Sumber kuasa 12 volt;
• tangki di mana struktur akan ditempatkan;
• Pengawal PWM dengan kuasa sekurang-kurangnya 30 A;
• beberapa tiub diameter berbeza diperbuat daripada keluli tahan karat;
• kepingan keluli;
• gergaji besi untuk logam;
• pembakar gas - lebih bersedia, dibeli di kedai.

Langkah 2 — penciptaan elektrolit. Untuk membuat plat yang akan dilengkapi dengan elektrolisis, anda perlu mengambil kepingan keluli dengan ketebalan sederhana.Menggunakan gunting logam, gergaji besi atau alat lain, ia dipotong menjadi jalur yang sama dengan 18 keping atau lebih (nombornya mestilah genap).

Sebaliknya, dalam setiap daripada mereka adalah perlu untuk menggerudi lubang untuk bolt yang akan diperlukan untuk memegang unsur-unsur ini sepenuhnya tidak bergerak dalam elektrolit.

Kami membahagikan semua plat kepada anod dan katod; bergantung kepada bahagian ini, wayar disambungkan kepada mereka, masing-masing menghantar cas positif dan negatif.

Menggunakan arus terus adalah lebih cekap daripada menggunakan arus ulang alik. Sebaiknya gunakan penjana jenis PWM sebagai sumbernya.

Langkah #3 — pemasangan elektrolisis. Bahan terbaik untuk pembuatan elemen ini ialah keluli tahan karat. Struktur segi empat tepat atau persegi yang boleh dipercayai dikimpal daripada logam, selepas itu air atau campuran H dituangkan ke dalamnya₂O dengan pemangkin, dan plat yang disediakan dengan pendawaian bersambung juga diletakkan.

Langkah #4 — sambungan penunu. Pembakar dipasang di bahagian atas peranti - lebih baik menggunakan model yang dibeli, yang boleh dibeli di kedai khusus.

Langkah #5 — pemasangan dan penyambungan pemisah, yang diperlukan untuk memisahkan gas hidrogen daripada campuran.

Akhirnya, satu tiub diletakkan di mana H₂ akan naik ke penunu, dan unsur-unsur yang mengeluarkan haba dan mengedarkannya ke seluruh rumah juga disambungkan.

Air mana yang lebih baik - biasa atau suling?

Salah satu soalan yang sering ditanya oleh pemilik dandang hidrogen ialah air yang digunakan untuk mengendalikan peranti.

Air suling untuk operasi dandang hidrogen boleh dibeli di kedai atau anda boleh menyediakan sendiri pengeluarannya menggunakan pemasangan mudah

Menurut pakar, peranti kilang atau buatan sendiri menunjukkan prestasi terbaik apabila bekerja dengan air suling, yang mana sedikit natrium hidroksida telah ditambah (satu sudu per 10 liter H2O).

Walau bagaimanapun, dandang hidrogen juga boleh beroperasi dengan jayanya pada air paip, perkara utama ialah ia tidak mengandungi garam logam berat.

Kesimpulan dan video berguna mengenai topik ini

Dalam video di bawah anda akan melihat gambaran keseluruhan model dandang gas yang menggunakan bahan api hidrogen, yang dihasilkan oleh syarikat Korea terkenal DAEWOO.

Hidrogen bukan tanpa sebab dipanggil bahan api masa depan: gas ini boleh menjadi sumber bahan api yang murah dan mesra alam yang hampir tidak terhad yang boleh digunakan dalam pelbagai pemasangan.

Dandang bahan api hidrogen, yang dihasilkan di kilang atau secara bebas, akan membolehkan anda membuat sistem pemanasan autonomi. Ini akan membantu mengurangkan pembayaran dalam perkhidmatan perumahan dan komunal dengan ketara, dan akan menyelesaikan isu mengekalkan suhu yang selesa di ruang tamu dan bilik utiliti.

Adakah pengalaman menggunakan hidrogen sebagai bahan api? Adakah anda ingin bertanya soalan mengenai topik atau bercakap tentang ciptaan anda? Sila komen pada siaran, sertai perbincangan dan tinggalkan foto produk buatan sendiri anda. Blok maklum balas terletak di bawah.