Kotao za grijanje na vodik: uređaj + princip rada + kriteriji odabira

Načela alternativne energije sve više zaokupljaju pozornost potrošača.To je uglavnom zbog povećanja tarifa za tradicionalne izvore energije, kao i povremenih poremećaja na tržištu usluga.

U tim okolnostima, kotao za grijanje na vodik smatra se jednim od najperspektivnijih tipova uređaja koji rade na obnovljivo gorivo, a to je plin H₂.

Prije nego što se odlučite za kupnju takve jedinice, morate se upoznati s principom njegovog rada i procijeniti prednosti i nedostatke korištenja vodika kao goriva. Ova pitanja smo proučili i detaljno opisali u članku.

Osim toga, identificirali smo parametre na koje treba obratiti pozornost pri odabiru kotla, dali savjete za rad i pripremili recenziju najboljih tvornički proizvedenih generatora vodika. Za ljubitelje domaćih proizvoda bit će korisne upute za sastavljanje jedinice vlastitim rukama.

Svojstva vodika kao goriva

Kao što je gore spomenuto, gorivo za takve jedinice je vodik, najlakši plin u prirodi, bez boje i mirisa. Među njegovim prednostima je velika količina topline koja se oslobađa tijekom izgaranja H₂ (121 MJ/kg, dok se izgaranjem propana oslobađa samo 40 MJ/kg).

U normalnim uvjetima vodik gori na temperaturi od +2000°C, ali uz pomoć katalizatora može se smanjiti na +300°C.To omogućuje izradu kotlova od jeftinog čelika umjesto od skupih metala rijetke zemlje.

Vodik je netoksičan, što ga čini sigurnim za korištenje u svakodnevnom životu. Kada se ova tvar sagorijeva, nastaje vodena para, koja poboljšava mikroklimu u zatvorenom prostoru i ne zahtijeva dimnjake.

Pri korištenju vodika moraju se strogo pridržavati sigurnosnih pravila: ako se plin nepravilno koristi ili dođe u dodir s otvorenim plamenom, može doći do destruktivne eksplozije

Nedostaci uključuju povećanu eksplozivnost vodika, osobito kada je pomiješan sa zrakom ili kisikom, što dovodi do stvaranja detonirajućeg plina.

Prednosti i nedostaci vodikovih kotlova

Prednosti takvih uređaja su:

1. Potpuno ekološki prihvatljiv. Produkti razgradnje vode ne štete atmosferi, potpuno su sigurni za zdravlje ljudi i kućnih ljubimaca.
2. Visoka razina učinkovitosti, što može doseći 96%. To je znatno veće od učinkovitosti dizela, prirodnog plina ili ugljena.
3. Štednja prirodnih resursa kroz korištenje alternativni izvori energije.
4. Niska cijena primljenih kalorija. Za takve uređaje dovoljna je voda i malo struje.

U isto vrijeme, takvi uređaji također imaju slabosti.

Nedostaci uključuju sljedeće nijanse:

1. Zahtjevi za održavanje. Za najveću moguću proizvodnju H₂, metalne ploče moraju se mijenjati svake godine. Uz zamjenu elektroda potrebno je redovito dodavati katalizator kako bi se proizvela planirana količina energije. Učestalost ovog postupka ovisi o snazi, kao io značajkama određenog modela.
2. Visoka cijena — tvornička instalacija koštat će ne manje od 35-40 tisuća rubalja.
3. Opasnost od eksplozije kada se normalizirani tlak u kotlu poveća.
4. Nedostatak vodikovih cilindara - Dosta se rijetko nalaze u prodaji.
5. Ograničen izbor. Budući da takvi uređaji za grijanje nisu vrlo česti na ruskom tržištu, nije uvijek moguće brzo pronaći odgovarajući model, kao ni pronaći kompetentne stručnjake za ugradnju i popravak opreme.
6. Potreba za komunikacijama. Za rad uređaja potrebna je stalna povezanost s napajanjem za odvijanje reakcije elektrolize, kao i s izvorom vode čiji protok ovisi o snazi ​​uređaja.

Potrebno je napomenuti da proizvođači posvećuju veliku pažnju novim tehnologijama i nastoje poboljšati kotlove na vodik, eliminirajući ili minimizirajući nedostatke.

Princip rada jedinice za grijanje

Zbog svoje aktivnosti H₂ Ne nalazi se u prirodi u čistom obliku, ali ga je vrlo lako izolirati iz obične vode elektrolizom, pri čemu se također oslobađa plin kisik.

Na predstavljenoj slici možete vidjeti shematski dizajn opreme za grijanje koja radi na vodik, s naznakom svih strukturnih elemenata (+)

Za rad uređaja za grijanje potrebno je prethodno nabaviti H₂. To se događa u posebnom odjeljku rezerviranom za takvu reakciju. Tekućina se ulijeva u posudu u koju su uronjene metalne ploče.

Napajaju se električnom strujom posebno odabrane čistoće pod čijim se utjecajem oslobađa H₂ i oko₂, kao i vodena para kao nusprodukt.

Dobivena smjesa prolazi kroz poseban uređaj - kemijski separator, uz pomoć kojeg je moguće izolirati vodik, odvajajući ga od ostalih nečistoća. Pročišćeni plin se dovodi do plamenika, na koji je ugrađen ventil.

Sprječava kretanje H₂ u drugom smjeru, čime se sprječava eksplozija. U tom se slučaju kisik i vodena para ispuštaju u poseban spremnik kroz drugi sustav.

Zatim vodikov plin prolazi kroz zaštitnu jedinicu i ulazi u komoru za izgaranje. Ovdje reagira s plinom u prisutnosti katalizatora, što rezultira stvaranjem topline, koja ulazi u sustav grijanja kuće kroz izmjenjivač topline.

Vodena para koja se oslobađa u komori vraća se kroz posebno predviđen kanal u spremnik s elektrolitom, čime se koristi proces recikliranja.

Podešavanje snage provodi se pomoću posebno opremljenih kanala, čiji broj može doseći šest. Svaki od ovih uređaja u sebi sadrži katalizator, zbog kojeg, kada se uključi, počinje proces stvaranja topline.

Protok plina, zagrijan na temperaturu od 40 ° C, počinje se kretati prema izmjenjivaču topline koji se nalazi u komori za izgaranje.

Zahvaljujući odvojenom dizajnu, kanali mogu raditi neovisno jedan o drugom, što vam omogućuje da uključite samo dio njih.

Proces proizvodnje vodika u suvremenim uređajima za elektrolizu potpuno je automatiziran. Jedini ručni postupak je ulijevanje vode u sustav

Moderni modeli također su opremljeni raznim uređajima, na primjer, indikatorima razine vode i senzorima tlaka, što im omogućuje automatski rad i hitno reagiranje u nepredviđenim situacijama.

Komponente postrojenja za proizvodnju vodika

Dizajn sustava grijanja koji radi na vodik prilično je jednostavan.

Bojler, koji ima ulogu izmjenjivača topline, glavni je element u kojem dolazi do proizvodnje vodika.

Kotao koji radi na vodik može se sastaviti od dostupnih elemenata, a za njegov rad je potrebna samo obična ili destilirana voda (+)

elektrolizer - glavni aktivni dio kotla, gdje se odvija elektrolitička reakcija koja dovodi do razgradnje vode u H₂ i oko₂. Element je spremnik napunjen vodom u koji su postavljene metalne elektrode koje imaju najveću vodljivost struje.

Ploče su spojene na žice kroz koje se dovodi električna energija.

Plamenik - uređaj koji pomaže zagrijavanju rashladne tekućine u sustavu grijanja. Smještena u komori za izgaranje, iskra se isporučuje za paljenje.

Ventil plamenika - poseban dio koji se nalazi na vrhu uređaja. Zahvaljujući ovom detalju H₂, dižući se do vrha, lako prevladava barijeru nedostupnu drugim otpuštenim tvarima i ulazi izravno u plamenik.

Tvornički vodikovi kotlovi opremljeni su upravljačkom jedinicom. Ploča prikazuje indikatore napona i struje, regulator snage i poluge za podešavanje ostalih radnih parametara

Cjevovod - komunikacije koje se protežu od jedinice i koriste se za opskrbu toplinom svih prostorija kuće. Koristi se za vezivanje cijevi za grijanje promjer 25-32 mm. Prilikom polaganja poštuje se temeljno pravilo: promjer svake sljedeće grane treba biti manji od promjera prethodne.

Kriteriji odabira generatora

Prilikom odluke o kupnji takve opreme važno je obratiti pozornost na sljedeće kriterije.

Vlast. Uz moderne uređaje, vrijednost ovog pokazatelja može značajno varirati, što vam omogućuje da odaberete najbolju opciju za malu kuću i zgradu od dvije ili tri etaže.

Prosječna potrošnja vode u modernim modelima generatora nije previsoka. Unutar 24 sata uređaj će trebati otprilike 5,5 litara za rad, što stvara 1,2-2 litre goriva

Broj krugova. Na uređajima koji rade na vodik obično se instalira krug grijanja. Neki modeli također pružaju dodatnu ugradnju drugog kruga (grijanja).

Razina potrošnje električne energije. Današnje tehnologije omogućuju postizanje izvrsne toplinske učinkovitosti uz minimalnu potrošnju električne energije. Potrošnja energije različitih vrsta generatora varira od 1,2 do 3 kW po 1 satu.

Niska potrošnja energije postiže se zbog činjenice da kotao na vodik ne radi kontinuirano, već samo za održavanje određene temperature u prostoriji.

Napajanje. Sve vrste generatora vodika mogu se podijeliti u dvije velike kategorije: jedni rade na plin, drugi na struju.

Proizvođač. Bolje je preferirati provjerene proizvođače (Italija, SAD). Trebali biste biti oprezni s proizvodima niske kvalitete koje nude sumnjive tvrtke po iznimno niskim cijenama.

Savjeti za korištenje kotla

Za poboljšanje funkcionalnosti jedinice važno je slijediti priložene upute. Možete poboljšati rad uređaja dodavanjem dodatnih dijelova (morate se strogo pridržavati sigurnosnih pravila).

Senzor plamena instaliran na plameniku povećava sigurnost sustava.Kada se vatra ugasi, uređaj automatski zatvara dotok zapaljivog plina u plamenik i na taj način sprječava njegov ulazak u prostoriju

Možete ugraditi posebne senzore u unutrašnjost izmjenjivača topline kako biste pratili povećanje brzine zagrijavanja vode, kao i nadopuniti dizajn plamenika zapornim ventilima.

Jednostavno ga spojite izravno na senzor temperaturetako da se kotao automatski gasi čim grijanje dosegne zadanu vrijednost.

Također je korisno ugraditi uređaj za normalizirano hlađenje kotla.

Uređaji na vodik mogu se koristiti ne samo kao jedina oprema za grijanje u kući, već iu kombinaciji s drugim sustavima grijanja. U ovom slučaju, glavne grijaće jedinice mogu raditi u niskotemperaturnom načinu rada.

Ako se poštuju radni standardi, jedinica s pogonom na vodik služit će desetljećima. Iako je jamstveni rok za takve uređaje 15 godina, u praksi oni mogu učinkovito raditi 20-30 godina.

Popravak takvih uređaja neće biti težak za iskusnog tehničara, budući da se osnovni dizajn vodikovog kotla ne razlikuje previše od analoga koji rade na drugim vrstama goriva.

5 najboljih tvorničkih generatora vodika

Prva tvrtka koja je proizvela i patentirala tehnologiju za proizvodnju kotla na vodikovo gorivo bila je talijanska tvrtka Giacomini. Specijalizirana je za uređaje koji se temelje na ekološki prihvatljivim metodama generiranja energije: geotermalne pumpe, solarne ploče i drugo.

H2ydroGEM je katalitička komora za izgaranje, čiji svaki rog sadrži tvar koja ubrzava reakciju izgaranja vodika.Zbog toga se proces odvija na relativno niskoj temperaturi

Trenutno slične modele proizvode američke, kineske i europske tvrtke, ali njihov raspon nije vrlo širok u usporedbi s kotlovima koji rade na drugim vrstama goriva.

Najbolji tvornički modeli vodikovih sustava

Među najpopularnijim modelima bilježimo:

1. MegaTank100 – generator koji radi na električnu energiju iz mreže. Ima pouzdan višerazinski sustav zaštite od pregrijavanja i kratkog spoja, koji jamči siguran i produktivan rad. Trošak modela ovisi o njegovoj konfiguraciji.
2. ZVIJEZDA-2000 – skupa jedinica (>200 000 rubalja) ima izvrsne tehničke karakteristike. Unatoč činjenici da ovaj generator troši minimalnu energiju, sposoban je zagrijati sobu od 251-300 četvornih metara.
3. Kingkar – uređaj koji se napaja iz mreže s izvrsnim svojstvima performansi. Trošak modela je prilično visok - oko 100 tisuća rubalja, ali je nadoknađen ekonomičnom potrošnjom energije.
4. H2-2 – Talijanska oprema „ekstra“ klase po visokoj cijeni (oko 250.000 rubalja). omogućujući zagrijavanje zraka u velikim prostorima (od 300 m³ i više) uz minimalnu potrošnju električne energije.
5. Besplatna energija – visokokvalitetni uređaji po pristupačnoj cijeni u rasponu od 15-35 tisuća rubalja (cijena ovisi o snazi ​​i drugim karakteristikama). Opremljen je upravljačkom jedinicom koja automatizira mnoge procese, senzorom za regulaciju napona i tlaka na više razina.

Tu su i drugi modeli u različitim cjenovnim kategorijama.

Kako sami napraviti kotao

Generatori grijanja imaju prilično lagan dizajn. Uz određenu razinu vještine, možete sami sastavite uređaj. Istodobno, zbog eksplozivnosti smjese vodika, takav rad zahtijeva izuzetnu odgovornost, poznavanje sigurnosnih mjera opreza i iskustvo u postavljanju takvih uređaja.

Ako sami proizvodite uređaj, nećete se moći riješiti značajnih financijskih troškova, jer je bolje kupiti neke komponente gotove. Visok rizik tjera vas da razmislite o tvorničkim instalacijama, za koje proizvođači daju dugoročna jamstva

Proces izrade vodikovog kotla vlastitim rukama može se podijeliti u nekoliko faza.

Korak 1 — izvedba nacrta i priprema materijala. Prije svega treba pronaći slične projekte na internetu kako bi se na temelju njih razmišljalo o uređaju koji bi zadovoljio sve uvjete i mogućnosti.

Potrebno je točno izračunati sve pokazatelje, a prije svega potrebnu snagu, a također odlučiti o materijalima koji će se koristiti za izradu kotla. Feromagnetske legure smatraju se najboljom opcijom, ali je posuda od nehrđajućeg čelika sasvim prikladna.

Iako generatori vodika za grijanje mogu imati različite dizajne, sljedeći detalji ostaju nepromijenjeni:

• izvor napajanja od 12 volti;
• spremnik u kojem će se struktura nalaziti;
• PWM regulator snage najmanje 30 A;
• nekoliko cijevi različitih promjera od nehrđajućeg čelika;
• čelični lim;
• pila za metal;
• plinski plamenik - bolje pripremljeno, kupljeno u trgovini.

Korak 2 — stvaranje elektrolita. Da biste napravili ploče s kojima će biti opremljen elektrolizer, trebate uzeti čelični lim srednje debljine.Škarama za metal, metalnom pilom ili drugim alatom reže se na jednake trake od 18 ili više komada (broj mora biti paran).

S druge strane, u svakom od njih potrebno je izbušiti rupe za vijke koji će biti potrebni da se ti elementi drže potpuno nepomično u elektrolitu.

Sve ploče dijelimo na anode i katode, ovisno o ovoj podjeli na njih su spojene žice koje prenose pozitivne odnosno negativne naboje.

Korištenje istosmjerne struje je učinkovitije od korištenja izmjenične struje. Najbolje je koristiti PWM generator kao njegov izvor.

Korak #3 — sklop elektrolizatora. Najbolji materijal za izradu ovog elementa je nehrđajući čelik. Pouzdana konstrukcija pravokutnog ili kvadratnog oblika zavarena je od metala, nakon čega se u nju ulije voda ili mješavina H₂O s katalizatorom, a također se postavljaju pripremljene ploče sa spojenim ožičenjem.

Korak #4 — priključak plamenika. Plamenik je montiran na vrhu uređaja - bolje je koristiti kupljeni model koji se može kupiti u specijaliziranoj trgovini.

Korak #5 — ugradnja i spajanje separatora, koji je neophodan za odvajanje plinova vodika iz smjese.

Na kraju se postavlja cijev kroz koju H₂ će se podići do plamenika, a spojeni su i elementi koji odvode toplinu i distribuiraju je po kući.

Koja je voda bolja - obična ili destilirana?

Jedno od pitanja koje često postavljaju vlasnici kotlova na vodik tiče se vode koja se koristi za rad uređaja.

Destilirana voda za rad vodikovog kotla može se kupiti u trgovinama ili možete sami postaviti njegovu proizvodnju pomoću jednostavne instalacije

Prema stručnjacima, tvornički ili kućni uređaji pokazuju najbolje performanse pri radu s destiliranom vodom, kojoj je dodano vrlo malo natrijevog hidroksida (jedna žlica na 10 litara H2O).

Međutim, vodikov kotao može uspješno raditi i na vodi iz slavine, glavna stvar je da ne sadrži soli teških metala.

Zaključci i koristan video na tu temu

U videu ispod vidjet ćete pregled modela plinskog kotla koji radi na vodikovo gorivo, a proizvodi ga poznata korejska tvrtka DAEWOO.

Vodik se ne bez razloga naziva gorivom budućnosti: ovaj plin može postati gotovo neograničen izvor jeftinog, ekološki prihvatljivog goriva koje se može koristiti u raznim instalacijama.

Kotao na vodikovo gorivo, proizveden u tvornici ili samostalno, omogućit će vam stvaranje autonomnog sustava grijanja. To će pomoći u značajnom smanjenju plaćanja u stambenim i komunalnim uslugama, te će riješiti pitanje održavanja ugodne temperature u dnevnim sobama i pomoćnim prostorijama.

Imate li iskustva s korištenjem vodika kao goriva? Želite li postavljati pitanja o temi ili razgovarati o svom izumu? Komentirajte objavu, sudjelujte u raspravama i ostavite fotografije svojih domaćih proizvoda. Blok povratnih informacija nalazi se ispod.